JPH07130628A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
- Publication number
- JPH07130628A JPH07130628A JP5276435A JP27643593A JPH07130628A JP H07130628 A JPH07130628 A JP H07130628A JP 5276435 A JP5276435 A JP 5276435A JP 27643593 A JP27643593 A JP 27643593A JP H07130628 A JPH07130628 A JP H07130628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- light amount
- data
- amount data
- projection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】可動ステージを連続的に移動し、その時に得ら
れた光電検出部の光量データに統計処理および真偽判定
処理を施し、結像位置ずれ（焦点方向および平面方向）
を高精度にかつ安定し検出することを目的とする。 【構成】マスクのパターンを、投影光学系を介して、互
いに直交する三方向に可動するＸＹＺステージ上の被投
影基板に露光することができる投影露光装置において、
一定時間毎に可動ステージ座標と光量データを読み込み
メモリに格納する処理とメモリ上の２次元（ステージ座
標，光量データ）データの統計処理および真偽判定処理
を備えた。 【効果】気圧変化および投影光学系の経時的な変化の影
響を無くすことができ、半導体素子の歩留まりを向上さ
せる。
れた光電検出部の光量データに統計処理および真偽判定
処理を施し、結像位置ずれ（焦点方向および平面方向）
を高精度にかつ安定し検出することを目的とする。 【構成】マスクのパターンを、投影光学系を介して、互
いに直交する三方向に可動するＸＹＺステージ上の被投
影基板に露光することができる投影露光装置において、
一定時間毎に可動ステージ座標と光量データを読み込み
メモリに格納する処理とメモリ上の２次元（ステージ座
標，光量データ）データの統計処理および真偽判定処理
を備えた。 【効果】気圧変化および投影光学系の経時的な変化の影
響を無くすことができ、半導体素子の歩留まりを向上さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ製造用の投影露
光装置に係り、特に微細なパターンを半導体基板上に露
光する投影露光装置に関するものである。
光装置に係り、特に微細なパターンを半導体基板上に露
光する投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩパターンの微細化に対応する投影
レンズは、解像度を高めるために、開口数を大きく、ま
た露光光の波長の短波長化が図られている。このため投
影レンズの焦点深度は浅くなる傾向にあり、高精度な焦
点位置合わせ技術が必要である。このため、マスクパタ
ーン内に校正マークを設置し、このマーク像の結像位置
ずれ（焦点方向および平面方向）を検出し、焦点位置補
正を行う必要がある。
レンズは、解像度を高めるために、開口数を大きく、ま
た露光光の波長の短波長化が図られている。このため投
影レンズの焦点深度は浅くなる傾向にあり、高精度な焦
点位置合わせ技術が必要である。このため、マスクパタ
ーン内に校正マークを設置し、このマーク像の結像位置
ずれ（焦点方向および平面方向）を検出し、焦点位置補
正を行う必要がある。
【０００３】従来の校正マーク結像の位置検出は、可動
ステージを一定間隔毎に移動後、光電検出部で検出した
光量データを用いて、二次近似を行い結像位置を求めて
いた。
ステージを一定間隔毎に移動後、光電検出部で検出した
光量データを用いて、二次近似を行い結像位置を求めて
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、可動ステージ移動，停止，光量検出を繰返し行うた
め、停止後のステージ・筐体等の残留振動成分を含んだ
光量データを検出していた。また一定間隔毎に検出した
光量データの真偽についての配慮が欠けており、校正マ
ーク結像の位置検出精度が悪くなるという問題があっ
た。
は、可動ステージ移動，停止，光量検出を繰返し行うた
め、停止後のステージ・筐体等の残留振動成分を含んだ
光量データを検出していた。また一定間隔毎に検出した
光量データの真偽についての配慮が欠けており、校正マ
ーク結像の位置検出精度が悪くなるという問題があっ
た。
【０００５】本発明の目的は、可動ステージを連続的に
移動させ、その間に収集し得られた多数の検出光量デー
タに統計処理および真偽判定処理を追加し、高精度でか
つ安定した校正マーク結像位置の検出を実現するもので
ある。
移動させ、その間に収集し得られた多数の検出光量デー
タに統計処理および真偽判定処理を追加し、高精度でか
つ安定した校正マーク結像位置の検出を実現するもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、一定時間毎に可動ステージ座標と光量データを読み
込みメモリに格納する処理とメモリ上の２次元（ステー
ジ座標，光量データ）データの統計処理および真偽判定
処理を備えたことである。
め、一定時間毎に可動ステージ座標と光量データを読み
込みメモリに格納する処理とメモリ上の２次元（ステー
ジ座標，光量データ）データの統計処理および真偽判定
処理を備えたことである。
【０００７】
【作用】従来の技術では、一定間隔毎（間欠的）に検出
した光量データを用いて、個々のデータの真偽を判定せ
ずに二次近似を行うため、校正マークの結像位置検出精
度が悪くなる場合がある。そこで光量データを検出する
際、連続的(最小分解能)にステージ座標，光量データを
収集し格納して、更に個々のデータの真偽判定処理およ
び統計処理を行うことで、高精度でかつ安定した校正マ
ーク結像位置の検出ができる。
した光量データを用いて、個々のデータの真偽を判定せ
ずに二次近似を行うため、校正マークの結像位置検出精
度が悪くなる場合がある。そこで光量データを検出する
際、連続的(最小分解能)にステージ座標，光量データを
収集し格納して、更に個々のデータの真偽判定処理およ
び統計処理を行うことで、高精度でかつ安定した校正マ
ーク結像位置の検出ができる。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明に係る縮小投影露光装置の概
略図である。
略図である。
【０００９】図１を用いて、校正マークの結像位置検出
方法について説明する。
方法について説明する。
【００１０】あらかじめ設定された基準位置に、ＸＹＺ
ステージ６を移動後、光源１からの照明光により、マス
ク２上の校正マーク３は投影光学系４を介して、光電検
出部８上に像を形成する。なお、光電検出部８の上面に
は、照明光を透過させるための校正マーク３が設けられ
ており、測長系１０により、ＸＹＺステージ６をＸ方向
に移動し、透過する光量を検出する。検出された光量は
Ａ／Ｄ変換器９により変換されデータ処理系１１に格納
される。その検出信号７を二次近似処理することによ
り、校正マーク３のＸ方向の結像位置を検出することが
できる。同様に、Ｙ方向，Ｚ方向の結像位置を検出する
ことができる。
ステージ６を移動後、光源１からの照明光により、マス
ク２上の校正マーク３は投影光学系４を介して、光電検
出部８上に像を形成する。なお、光電検出部８の上面に
は、照明光を透過させるための校正マーク３が設けられ
ており、測長系１０により、ＸＹＺステージ６をＸ方向
に移動し、透過する光量を検出する。検出された光量は
Ａ／Ｄ変換器９により変換されデータ処理系１１に格納
される。その検出信号７を二次近似処理することによ
り、校正マーク３のＸ方向の結像位置を検出することが
できる。同様に、Ｙ方向，Ｚ方向の結像位置を検出する
ことができる。
【００１１】しかし従来の検出では、ＸＹＺステージ６
をスキップ移動し、光量データを検出するため、停止後
の残留振動を含んだ光量データを用い、更に検出信号７
の真偽判定なしで二次近似処理していた。そのため結像
位置検出精度が悪くなる場合があった。そこで本発明
は、ＸＹＺステージを一定速度で移動（スキャン動作）
し、その移動中に光量データを連続的に収集格納し（正
方向スキャンと逆方向スキャン）、更に正方向，逆方向
の個々のデータの真偽判定処理および統計処理を行い、
正方向の結像検出位置と逆方向の結像検出位置の平均を
求めることで、高精度でかつ安定した校正マーク結像位
置の検出ができる。
をスキップ移動し、光量データを検出するため、停止後
の残留振動を含んだ光量データを用い、更に検出信号７
の真偽判定なしで二次近似処理していた。そのため結像
位置検出精度が悪くなる場合があった。そこで本発明
は、ＸＹＺステージを一定速度で移動（スキャン動作）
し、その移動中に光量データを連続的に収集格納し（正
方向スキャンと逆方向スキャン）、更に正方向，逆方向
の個々のデータの真偽判定処理および統計処理を行い、
正方向の結像検出位置と逆方向の結像検出位置の平均を
求めることで、高精度でかつ安定した校正マーク結像位
置の検出ができる。
【００１２】以下本発明の１実施例を図２で光量データ
の収集、図３で真偽判定処理および統計処理について説
明する。
の収集、図３で真偽判定処理および統計処理について説
明する。
【００１３】図２ａ）は光量データ収集時の動作フロー
チャートである。まず始めにステージ６に対し正方向へ
一定速度（Ａ）での移動命令を発行する。そして光電検
出部８で透過する光量をＡ／Ｄ変換器９により変換し光
量データとする。またその時のステージ座標を測長系１
０で読み込み、ステージ座標と光量データを一対のデー
タとしてデータ処理系１１のメモリへ順次格納する。こ
の前記処理をあらかじめ設定されたスキャン幅（Ｂ）の
ステージ座標に移動するまで繰返す。正方向でのスキャ
ン幅（Ｂ）のデータ収集が終了した後は、ステージ６に
対し逆方向へ一定速度（−Ａ）での移動命令を発行し、
前記同様に逆方向でスキャン幅（Ｂ）の光量データ収集
を行う。図２ｂ）は光量データ収集時のステージ座標と
光量データの関係図である。ステージ移動中に光量デー
タを読み込むため、Ａ／Ｄ変換器の変換速度およびステ
ージ移動速度（｜Ａ｜）の影響により、正方向と逆方向
では、光量データに位相遅れ（ｄ）が生じる。そこで、
この位相遅れの影響を無くすため、正方向，逆方向のス
キャンデータのそれぞれの算出結像検出位置を平均化
し、補正時の結像検出位置とした。
チャートである。まず始めにステージ６に対し正方向へ
一定速度（Ａ）での移動命令を発行する。そして光電検
出部８で透過する光量をＡ／Ｄ変換器９により変換し光
量データとする。またその時のステージ座標を測長系１
０で読み込み、ステージ座標と光量データを一対のデー
タとしてデータ処理系１１のメモリへ順次格納する。こ
の前記処理をあらかじめ設定されたスキャン幅（Ｂ）の
ステージ座標に移動するまで繰返す。正方向でのスキャ
ン幅（Ｂ）のデータ収集が終了した後は、ステージ６に
対し逆方向へ一定速度（−Ａ）での移動命令を発行し、
前記同様に逆方向でスキャン幅（Ｂ）の光量データ収集
を行う。図２ｂ）は光量データ収集時のステージ座標と
光量データの関係図である。ステージ移動中に光量デー
タを読み込むため、Ａ／Ｄ変換器の変換速度およびステ
ージ移動速度（｜Ａ｜）の影響により、正方向と逆方向
では、光量データに位相遅れ（ｄ）が生じる。そこで、
この位相遅れの影響を無くすため、正方向，逆方向のス
キャンデータのそれぞれの算出結像検出位置を平均化
し、補正時の結像検出位置とした。
【００１４】次に結像位置算出時の真偽判定および統計
処理について図３，図４を用いて説明する。スキャン幅
（Ｂ）内の収集光量データの最大値（ピークトップ）Ｐ
をサーチして、その座標を中心に、近似幅Ｃの範囲内デ
ータを、収集した光量データより抽出する（図３ａ）、
更にその範囲内収集データに対しステージ座標による真
偽判定を行う、正方向でのスキャン動作の場合、座標は
必ず単調増加するという特徴がある。そこでこの特徴を
真偽判定条件として、前記範囲内収集データに対して行
い更にデータを抽出する。図３ｂでは、２３，２４と２
８，２９のデータが取り除かれる。次に前記処理により
抽出された光量データ全てを用いて、二次近似曲線(Ｗ
＝ａＸ2＋ｂＸ＋ｃ）の各項を求め、理想曲線とする。
この理想曲線に帯域幅Ｄを設け、この帯域幅Ｄを真偽判
定条件として、前記範囲内収集データの帯域幅内データ
を更に抽出する。図４では、４７と５２のデータが取り
除かれる。前記処理を行い抽出したデータで、二次近似
処理を行う。これにより光源の変動、ステージ系および
測長系等の振動によるノイズ成分を含む光量データを取
り除くことができ、高精度で安定した校正マーク結像位
置の検出ができる。
処理について図３，図４を用いて説明する。スキャン幅
（Ｂ）内の収集光量データの最大値（ピークトップ）Ｐ
をサーチして、その座標を中心に、近似幅Ｃの範囲内デ
ータを、収集した光量データより抽出する（図３ａ）、
更にその範囲内収集データに対しステージ座標による真
偽判定を行う、正方向でのスキャン動作の場合、座標は
必ず単調増加するという特徴がある。そこでこの特徴を
真偽判定条件として、前記範囲内収集データに対して行
い更にデータを抽出する。図３ｂでは、２３，２４と２
８，２９のデータが取り除かれる。次に前記処理により
抽出された光量データ全てを用いて、二次近似曲線(Ｗ
＝ａＸ2＋ｂＸ＋ｃ）の各項を求め、理想曲線とする。
この理想曲線に帯域幅Ｄを設け、この帯域幅Ｄを真偽判
定条件として、前記範囲内収集データの帯域幅内データ
を更に抽出する。図４では、４７と５２のデータが取り
除かれる。前記処理を行い抽出したデータで、二次近似
処理を行う。これにより光源の変動、ステージ系および
測長系等の振動によるノイズ成分を含む光量データを取
り除くことができ、高精度で安定した校正マーク結像位
置の検出ができる。
【００１５】なお、ステージ移動速度（｜Ａ｜），スキ
ャン幅（Ｂ），近似幅（Ｃ）および帯域幅（Ｄ）は、可
変であり、装置ごとの機差および校正マークの形状など
に対応可能である
ャン幅（Ｂ），近似幅（Ｃ）および帯域幅（Ｄ）は、可
変であり、装置ごとの機差および校正マークの形状など
に対応可能である
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、可動ステージを連続的
に移動させ、その間に得られた多数の検出光量データに
統計処理を施し真偽処理を追加することで、高精度でか
つ安定した校正マーク結像位置の検出が可能になり、マ
スクとステージの平行方向の位置ずれ、および焦点方向
の位置ずれを補正することができ、気圧変化および投影
光学系の経時的な変化の影響を無くすことができ、半導
体素子の歩留まりを向上させる効果がある。
に移動させ、その間に得られた多数の検出光量データに
統計処理を施し真偽処理を追加することで、高精度でか
つ安定した校正マーク結像位置の検出が可能になり、マ
スクとステージの平行方向の位置ずれ、および焦点方向
の位置ずれを補正することができ、気圧変化および投影
光学系の経時的な変化の影響を無くすことができ、半導
体素子の歩留まりを向上させる効果がある。
【図１】本発明にかかわる縮小投影露光装置の概略図で
ある。
ある。
【図２】（ａ）光量データ収集時の動作フローチャート
及び（ｂ）光量データ収集時のステージ座標と光量デー
タの関係図である。
及び（ｂ）光量データ収集時のステージ座標と光量デー
タの関係図である。
【図３】（ａ）近似幅（Ｃ）の説明図及び（ｂ)(ａ）を
拡大し、ステージ座標による真偽判定の説明図である。
拡大し、ステージ座標による真偽判定の説明図である。
【図４】帯域幅（Ｄ）を用いた真偽判定の説明図であ
る。
る。
１…光源、２…マスク、３…校正マーク、４…投影光学
系、５…ギャップ検出器、６…ＸＹＺステージ、７…検
出信号、８…光電検出器、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…測
長系、１１…データ処理系、１２…ウェハ。
系、５…ギャップ検出器、６…ＸＹＺステージ、７…検
出信号、８…光電検出器、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…測
長系、１１…データ処理系、１２…ウェハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小室 修 茨城県勝田市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 磯貝 静志 茨城県勝田市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所計測器事業部内
Claims (1)
- 【請求項１】マスクのパターンを、投影光学系を介し
て、互いに直交する三方向に可動するＸＹＺステージ上
の被投影基板に露光することができる投影露光装置にお
いて、前記投影光学系によって投影された前記パターン
内の校正マーク像の結像位置を検出する光電検出部を前
記可動ステージ上に設け、可動ステージを連続的に移動
し、その時に得られた前記光電検出部の光量データに統
計処理および真偽判定処理を施し、結像位置ずれ（焦点
方向および平面方向）を高精度に検出することを特徴と
する投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5276435A JPH07130628A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5276435A JPH07130628A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130628A true JPH07130628A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17569386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5276435A Pending JPH07130628A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07130628A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100510454B1 (ko) * | 1998-02-10 | 2005-10-24 | 삼성전자주식회사 | 스텝퍼의 패턴 이미지 보정장치 및 이를 이용한 패턴 이미지 보정 방법 |
-
1993
- 1993-11-05 JP JP5276435A patent/JPH07130628A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100510454B1 (ko) * | 1998-02-10 | 2005-10-24 | 삼성전자주식회사 | 스텝퍼의 패턴 이미지 보정장치 및 이를 이용한 패턴 이미지 보정 방법 |
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