JPH08110586A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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Publication number
JPH08110586A
JPH08110586A JP6245883A JP24588394A JPH08110586A JP H08110586 A JPH08110586 A JP H08110586A JP 6245883 A JP6245883 A JP 6245883A JP 24588394 A JP24588394 A JP 24588394A JP H08110586 A JPH08110586 A JP H08110586A
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JP
Japan
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wafer
focus
shot
foreign matter
exposure apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP6245883A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Sekimura
仁 関村
Toru Shimizudani
徹 清水谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Priority to JP6245883A priority Critical patent/JPH08110586A/ja
Publication of JPH08110586A publication Critical patent/JPH08110586A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ウエハチッャク上に付着した異物の早期発見を
図ることにより、ウエハチャック付着異物に起因する解
像不良による歩留り低下を防止する技術を提供する。 【構成】ウェーハ11に塗布されたホトレジストを感光
させるための照明系2と、レチクル8に形成されたパタ
ーンを縮小させてウェーハ11に投影させる投影系3
と、XYテーブル12に設けられウェーハ11を吸着し
固定するウェーハチャック12aと、ショット中心に測
定点17cを設け、自動的に焦点調節を行なうオートフ
ォーカス機構10とを備えた露光装置1のオートフォー
カス機構10に、ショット中心以外に複数の測定点17
a、17b、17d、17eを設け、すべての測定点に
ついてフォーカスモニターを行ない、連続したショット
及び連続したウェーハの同一ショットのフォーカス差を
比較し、トレランス判定するフォーカス差判定装置13
を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造分野に関す
るものであり、特に半導体微細加工技術に用いられる露
光装置に利用して有効である。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程のうち、集積回路
のマスクパターンを、ホトレジストを塗布した半導体基
板に転写する設備として、投影露光装置が多く用いられ
ている。投影露光装置については、例えば「半導体リソ
グラフィ技術」(産業図書社発行)第87頁乃至第93
頁に記載されている。すなわち、投影露光装置は、マス
クとウェーハの間に何らかの光学系を介在させて、マス
ク・パターンの像をウェーハ表面に投影し、焼付けを行
なう装置である。マスクとウェーハは完全に離れている
ので密着露光法の欠点がなく、結像光学系によってウェ
ーハ表面に焦点を合わせてパターン像を形成しているの
で、近接露光法のようにギャップを精密に制御する必要
もない。微細・高密度のVLSIの量産には投影露光装
置が主力として用いられるようになっている。
【0003】投影露光装置に用いられる光学系はレンズ
とミラーとに大別され、また像倍率は等倍と縮小とがあ
り得る。さらに、結像領域が小面積に限られる場合が多
く、ウェーハ全面を露光するためにマスクとウェーハを
連続移動させたり、1区画(フィールド)を露光しては
ウェーハを1ステップ移動させて隣のフィールドを露光
するステップ・アンド・リピート方式をとる必要があ
る。
【0004】この方式をとる縮小投影露光装置は、コン
デンサ・レンズで作られた平行光束がマスク(レティク
ル)を透過し、マスク像は縮小投影レンズで縮小されて
ウェーハ表面に結像される。縮小率は、1/2、1/
4、1/5、1/10などである。この方式では、マス
クパターンが拡大図なのでマスク寸法精度への要請が穏
やかになり、また、マスクに付着した異物も縮小投影さ
れるので、ウェーハ上では問題にならなくなる可能性が
ある。
【0005】尚、縮小投影露光装置(ステップ・アンド
・リピータ、以下、ステッパーと称する)については、
その他「超LSI製造・試験装置ガイドブック 198
7年版 電子材料別冊」(工業調査会発行)第101頁
乃至第109頁に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらステッパ
ーは、焦点深度が、1/1投影露光装置に比べて狭くな
っており、例えば、焦点深度F=λ/2(NA)の2乗
(λは露光波長、NAは光学系の開口数)で近似的に求
めた場合、1/1投影露光装置の焦点深度Fが±8μm
に対し、λ=0.436、NA=0.54のステッパー
では、焦点深度Fが0.75μmと非常に小さくなる。
【0007】従って、ウェーハチャック上に異物が発生
した場合、ウェーハチャックとウェーハとの間に挟まれ
た異物によって、ウェーハチャック上のウェーハに傾き
を生じさせる。この結果、ウェーハと縮小レンズとの距
離を変化させるため、解像不良を発生させてしまう。ス
テッパーによっては、XYステージ駆動時の浮き沈み量
の判定に、前ショットのフォーカス値と比較する機能を
有するオートフォーカス機構が設けられている。図5
(a)に従来のオートフォーカス機構の上面図、(b)
にその断面図を示す。このオートフォーカス機構は、発
光素子18から検出光を発生させ、ショット中心測定点
で反射させて、受光素子19で検出し、ウェーハ表面の
位置を計測するものである。
【0008】しかしならがら、このようなオートフォー
カス機構は、ショット中心のみの判定であること、ま
た、XYステージ傾き成分を考慮していない点でチャッ
ク上異物の判定には不十分である。
【0009】本発明者は、ウェーハチャック上に異物が
付着している場合、連続して同じ位置で解像不良が発生
しているという点に着目し、鋭意検討した。
【0010】そこで本発明の目的は、ウエハチッャク上
に付着した異物の早期発見を図ることにより、ウエハチ
ャック付着異物に起因する解像不良による歩留り低下を
防止する技術を提供することにある。
【0011】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになる
であろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
のとおりである。すなわち、ウェーハに塗布されたホト
レジストを感光させるための照明系と、レチクルに形成
されたパターンを縮小させてウェーハに投影させる投影
系と、XYテーブルに設けられウェーハを吸着し固定す
るウェーハチャックと、ショット中心に測定点を設け、
自動的に焦点調節を行なうオートフォーカス機構とを備
えた露光装置のオートフォーカス機構に、ショット中心
以外に複数の測定点を設け、すべての測定点についてフ
ォーカスモニターを行ない、連続したショット及び連続
したウェーハの同一ショットのフォーカス差を比較し、
トレランス判定するフォーカス差判定装置を接続するも
のである。
【0013】
【作用】オートフォーカス機構に、ショット中心以外に
複数の測定点を設け、すべての測定点についてフォーカ
スモニターを行ない、連続したショット及び連続したウ
ェーハの同一ショットのフォーカス差を比較し、トレラ
ンス判定するフォーカス差判定装置を接続することによ
り、複数枚連続して同じ位置にフォーカス差があるどう
かを確認することにより、ウエハ裏面の異物であるか、
キズによるフォーカス差であるか、チャック上異物によ
るフォーカス差であるかを判定できる。
【0014】また、XYステージの傾き補正により、装
置間のばらつきを排除しトレランスを小さくし、検出精
度向上を望むことができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2によ
り説明する。
【0016】図1に本発明のステッパーの概略を示す。
ステッパー1は、主に照明光学系2及びレティクル8を
境とする投影光学系3から構成される。照明光学系2
は、Hgランプ4、楕円ミラー5、インテグレータ6、
コンデンサレンズ7等からなり、ウェーハ上にデバイス
パターンを結像させるための露光光を作り出す。投影光
学系3は、縮小投影レンズ9、オートフォーカス機構1
0、XYステージ13、ウェーハチャック12等から構
成され、レティクル8の像を縮小レンズ9で縮小して、
ウェーハ11上にデバイスパターンを結像させる。縮小
レンズ9の縮小率は、1/2、1/4、1/5、1/1
0等がある。オートフォーカス機構10は、発光素子及
び受光素子から構成されている。すなわち、ウェーハ位
置の検出は、発光素子、例えば発光ダイオードから出た
光を、ウェーハ上面で反射させ、この反射光の位置を受
光素子からなるポジションセンサーで検知して、その値
をウェーハ位置に換算することによって行なう。本発明
では、ウェーハ位置の検出を1ショットにつき複数点、
例えば2点から5点程度の測定点を設定し、より精密な
焦点調節を図っている。図2(a)にオートフォーカス
機構10の概略の上面図を、(b)にその断面図を示
す。本実施例では、1ショット範囲18において、中心
部と4コーナー部とで5点の測定点を設けており、発光
素子14a乃至14eのそれぞれから光16を発する
と、それぞれの測定点17a乃至17eで反射し、ポジ
ションセンサー15a乃至15eで検知してフォーカス
計測を行なう。このように、フォーカス計測の測定点を
複数設けることにより、より精密な焦点調節を図ること
ができるとともに、XYステージの傾斜も検出すること
ができる。
【0017】次に、本発明のオートフォーカス機構10
及びフォーカス差判定装置13を用いた異物の検出方法
について説明する。図3は、ウェーハ上の1ショット内
5点(A〜E)の位置でフォーカス計測した時のモデル
である。この場合、まず、nショットの(A〜E)のフ
ォーカス計測を行ない、計測結果をフォーカス差判定装
置13の記憶部に記憶させる。次に(n+1)ショット
の(A′〜E′)のフォーカス計測を行ない計測結果を
フォーカス差判定装置13の記憶部に記憶させるととも
に、記憶部に記憶されているnショットの(A〜E)の
フォーカス値と、(n+1)ショットの(A′〜E′)
のフォーカス値との差をフォーカス差判定装置13の演
算部で算出し、個々にトレランス判定を行なう。その結
果、フォーカス差がトレランス値を上回っている場合、
その地点においてウェーハが盛り上がった位置を検出
し、ウェーハチャック付着異物もしくは、ウェーハ裏面
異物の存在の判定を行なう。
【0018】図4は、ウェーハチャック付着異物判定フ
ローである。まず、図3で説明したように、フォーカス
差判定装置13において1ショット内の各点でのフォー
カス値のトレランスを比較する。その結果、トレランス
値を下回っている場合は、露光を実行する。トレランス
値を越えた場合は、「異物有」と判定され、次に前ウェ
ーハの同一ショットの同一ポイントの状況を確認する。
その結果、前ウェーハがトレランス以内の場合は、処理
中のウェーハのみに異物が付着、あるいはキズが発生し
ているという、すなわち一時的なものと判定され、露光
処理が続行される。前ウェーハと同一結果が発生してい
る場合は、「ウェーハチャック付着異物有」と判定、す
なわち継続して同じ結果がでるものと判定され、アラー
ムを発生、あるいは装置をストップさせる。これによ
り、露光処理を中断して、ウェーハチャックに付着して
いる異物を除去することができるので、ウエハチャック
付着異物に起因する解像不良による歩留り低下を早期に
防止することができる。
【0019】以下、本発明の作用効果について説明す
る。
【0020】(1)オートフォーカス機構に、ショット
中心以外に複数の測定点を設け、すべての測定点につい
てフォーカスモニターを行ない、連続したショット及び
連続したウェーハの同一ショットのフォーカス差を比較
し、トレランス判定するフォーカス差判定装置を接続す
ることにより、複数枚連続して同じ位置にフォーカス差
があるどうかを確認できるので、ウェーハ裏面に付着し
た異物又はキズによるフォーカス差であるか、ウェーハ
チャック付着異物によるフォーカス差であるかを判定で
きる。
【0021】また、XYステージの傾き補正により、装
置間のばらつきを排除しトレランスを小さくし、検出精
度向上を望むことができる。
【0022】(2)焦点調節機構の測定点を、1ショッ
ト範囲のコーナー部4点と、ショット中心部1点に設定
することにより、ウェーハの傾き方向や、ウェーハとウ
ェーハチャックとの間に発生した異物の場所を正確に検
知することができる。
【0023】(3)フォーカス差判定装置は、同一ウェ
ーハ上の連続した複数ショットの値からXYステージの
傾き量を検出、補正させるので、装置間のバラツキを排
除し、トレランスを小さくし、検出精度の向上を図るこ
とができる。
【0024】以上、本発明者によって、なされた発明を
実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば
上記実施例では、ウェーハチャック付着異物の早期検出
について述べたが、ウェーハ裏面に付着した異物又はキ
ズも検出することができるため、異物やキズの付着位置
を記憶していくことにより付着位置の傾向を調査するこ
とができる。これにより、異物やキズの発生源を追跡す
ることができるので、その早期発見、早期対策を図るこ
とができる。
【0025】また、検出されたウェーハチャック付着異
物を除去する機能、例えば異物吸引手段(図示せず)
を、フォーカス差判定装置と連動させることにより、
「ウェーハチャック付着異物有」の判定の際、自動的に
露光処理が中断させ、異物吸引手段によりウェーハチャ
ック付着異物を除去させることができる。従って本発明
は、特に精度が要求される露光工程において、ウェーハ
チャック付着異物の検出から除去迄を迅速にかつ自動的
に行なうことを可能とするものである。
【0026】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0027】すなわち、ショット内複数点でフォーカス
モニターする事により、小さな異物による解像不良も検
出可能となるものである。更にウエハチャック上付着異
物判定フローにより、誤検出がなく、ウエハチャック上
異物の検出が可能となるものである。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である縮小投影露光装置の光
学系の概略を示す図である。
【図2】(a)は本発明のオートフォーカス機構の上面
図、(b)は断面図である。
【図3】本発明のショット内5点フォーカス計測時モデ
ルである。
【図4】本発明のウエハチャック上付着異物判定フロー
図である。
【図5】(a)は従来のオートフォーカス機構の上面
図、(b)は断面図である。
【符号の説明】
1……ステッパー,2……照明光学系,3……投影光学
系,4……水銀ランプ,5……楕円ミラー,6……イン
テグレータ,7……コンデンサレンズ,8……レティク
ル,9……縮小投影レンズ,10……オートフォーカス
機構,11……ウェーハ,12……XYテーブル,12
a……ウェーハチャック,13……フォーカス差判定装
置,14、14a、14b、14c、14d、14e…
…発光素子,15、15a、15b、15c、15d、
15e……受光素子,16……フォーカス検出光,1
7、17a、17b、17c、17d、17e……測定
点,18……発光素子,19……受光素子,20……フ
ォーカス検出光,21……ショット中心測定点,

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウェーハに塗布されたホトレジストを感光
    させるための照明系と、レチクルに形成されたパターン
    を縮小させて前記ウェーハに投影させる投影系と、XY
    テーブルに設けられウェーハを吸着し固定するウェーハ
    チャックと、ショット中心に測定点を設け、自動的に焦
    点調節を行なうオートフォーカス機構とを備えた露光装
    置であって、前記オートフォーカス機構には、前記ショ
    ット中心以外に複数の測定点を設け、すべての測定点に
    ついてフォーカスモニターを行ない、連続したショット
    及び連続したウェーハの同一ショットのフォーカス差を
    比較し、トレランス判定するフォーカス差判定装置を接
    続していることを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】前記測定点は、ショット範囲のコーナー部
    4点と、ショット中心部1点に設定することを特徴とす
    る請求項1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】前記フォーカス差判定装置は、同一ウェー
    ハ上の連続した複数ショットの値から前記XYステージ
    の傾き量を検出、補正させることを特徴とする請求項1
    又は2記載の露光装置。
JP6245883A 1994-10-12 1994-10-12 露光装置 Pending JPH08110586A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001332471A (ja) * 2000-05-19 2001-11-30 Canon Inc 露光装置
JP2015095602A (ja) * 2013-11-13 2015-05-18 キヤノン株式会社 異物の検出方法および検出装置、露光方法、ならびに、デバイスの製造方法

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