JPH11260697A - スキャン式縮小投影露光方法および装置 - Google Patents
スキャン式縮小投影露光方法および装置Info
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- JPH11260697A JPH11260697A JP10061716A JP6171698A JPH11260697A JP H11260697 A JPH11260697 A JP H11260697A JP 10061716 A JP10061716 A JP 10061716A JP 6171698 A JP6171698 A JP 6171698A JP H11260697 A JPH11260697 A JP H11260697A
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- scanning
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スキャン式縮小投影露光技術に関し、加工誤
差がレンズの結像特性に与える影響を、露光特性上低減
することのできるスキャン式縮小投影露光方法を提供す
る。 【解決手段】 露光領域内に分布するテストパターン群
を準備する工程と、スキャン式縮小投影露光装置におけ
るスキャン方向を変えて、前記テストパターン群を感光
体上に露光する工程と、露光した感光体を現像し、感光
体のパターン群を得る工程と、前記感光体パターン群の
所定寸法を測定し、露光領域内の寸法分布を得る工程
と、前記スキャン方向毎の寸法分布に基づいて、スキャ
ン方向を決定する工程と、決定されたスキャン方向を用
いて露光を行う工程とを含む。
差がレンズの結像特性に与える影響を、露光特性上低減
することのできるスキャン式縮小投影露光方法を提供す
る。 【解決手段】 露光領域内に分布するテストパターン群
を準備する工程と、スキャン式縮小投影露光装置におけ
るスキャン方向を変えて、前記テストパターン群を感光
体上に露光する工程と、露光した感光体を現像し、感光
体のパターン群を得る工程と、前記感光体パターン群の
所定寸法を測定し、露光領域内の寸法分布を得る工程
と、前記スキャン方向毎の寸法分布に基づいて、スキャ
ン方向を決定する工程と、決定されたスキャン方向を用
いて露光を行う工程とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光技術に関し、
特にスキャン式縮小投影露光技術に関する。
特にスキャン式縮小投影露光技術に関する。
【０００２】なお、本明細書において「露光」とは、エ
ネルギビームを用いてエネルギ感応物質に潜像を形成す
ることを意味し、エネルギビームの種類は問わない。
ネルギビームを用いてエネルギ感応物質に潜像を形成す
ることを意味し、エネルギビームの種類は問わない。
【０００３】
【従来の技術】半導体集積回路装置の高集積度化のため
には、パターンの微細化が要求される。パターンの微細
化のためには、分解能の向上と共に露光領域内における
結像特性の均一性が要求される。露光領域内の結像特性
の均一性に優れ、投影レンズの小型化を可能とする露光
方式としてスキャン式露光技術が提案されている。
には、パターンの微細化が要求される。パターンの微細
化のためには、分解能の向上と共に露光領域内における
結像特性の均一性が要求される。露光領域内の結像特性
の均一性に優れ、投影レンズの小型化を可能とする露光
方式としてスキャン式露光技術が提案されている。
【０００４】スキャン式露光とは、投影レンズに対して
レチクルおよびウエハを共にスキャンしながらレチクル
上のパターンをウエハ上に投影する技術である。たとえ
ば投影レンズがｚ軸を光軸とし、第１のｘｙ面内の物面
を第２のｘｙ面内の像面に１／ｎで縮小投影する場合、
物面内のレチクルをＹ方向にスキャンすると共に像面内
のウエハを−Ｙ方向に１／ｎの速度でスキャンする。レ
チクル上の各点は投影レンズとの相対的関係を変化させ
ながら、ウエハ上の各点に結像される。
レチクルおよびウエハを共にスキャンしながらレチクル
上のパターンをウエハ上に投影する技術である。たとえ
ば投影レンズがｚ軸を光軸とし、第１のｘｙ面内の物面
を第２のｘｙ面内の像面に１／ｎで縮小投影する場合、
物面内のレチクルをＹ方向にスキャンすると共に像面内
のウエハを−Ｙ方向に１／ｎの速度でスキャンする。レ
チクル上の各点は投影レンズとの相対的関係を変化させ
ながら、ウエハ上の各点に結像される。
【０００５】投影レンズに対する物点の相対的位置が変
化することにより、投影レンズの結像特性の平均化が行
われる。また矩形領域を露光する場合、長軸方向に沿っ
てスキャンすることにすれば、投影レンズは短辺を視野
内に収めるものであればよい。
化することにより、投影レンズの結像特性の平均化が行
われる。また矩形領域を露光する場合、長軸方向に沿っ
てスキャンすることにすれば、投影レンズは短辺を視野
内に収めるものであればよい。
【０００６】露光系に用いられるレンズの面は球面で代
表されるように光軸の周りに回転対称な形状を有する。
しかしながら、レンズは、通常研磨等の機械加工を用い
て形成される。加工作業には加工誤差がつきものであ
り、完全な回転対称を得ることは困難である。
表されるように光軸の周りに回転対称な形状を有する。
しかしながら、レンズは、通常研磨等の機械加工を用い
て形成される。加工作業には加工誤差がつきものであ
り、完全な回転対称を得ることは困難である。
【０００７】単一の球面レンズは、色収差の他ザイデル
の５収差で代表される種々の収差を有することが知られ
ている。組み合わせレンズ等を用いることにより、収差
を改善することができる。しかしながら、レンズが加工
誤差を有する場合、加工誤差に基づく像の歪みを予測す
ることは困難である。
の５収差で代表される種々の収差を有することが知られ
ている。組み合わせレンズ等を用いることにより、収差
を改善することができる。しかしながら、レンズが加工
誤差を有する場合、加工誤差に基づく像の歪みを予測す
ることは困難である。
【０００８】図６（Ａ）、（Ｂ）は、従来の技術による
スキャン式露光装置の構成および動作を概略的に示す線
図である。図６（Ａ）において、投影レンズＬ１は、レ
チクルＲ１上のパターンをウエハＷ１上に１／ｎで縮小
投影（結像）する。例えば、１／４縮小投影系の場合、
レチクルＲ１上のパターンは、寸法を１／４倍されてウ
エハＷ１上に投影される。
スキャン式露光装置の構成および動作を概略的に示す線
図である。図６（Ａ）において、投影レンズＬ１は、レ
チクルＲ１上のパターンをウエハＷ１上に１／ｎで縮小
投影（結像）する。例えば、１／４縮小投影系の場合、
レチクルＲ１上のパターンは、寸法を１／４倍されてウ
エハＷ１上に投影される。
【０００９】さらに、レチクルＲ１は例えば図のＹ軸に
沿って駆動され、ウエハＷ１はＹ軸と逆平行軸である−
Ｙ軸に沿い、１／ｎの速度でスキャンされる。すなわ
ち、レチクルのスキャン軸をＹとした場合、ウエハのス
キャン軸は−Ｙ／ｎとなる。
沿って駆動され、ウエハＷ１はＹ軸と逆平行軸である−
Ｙ軸に沿い、１／ｎの速度でスキャンされる。すなわ
ち、レチクルのスキャン軸をＹとした場合、ウエハのス
キャン軸は−Ｙ／ｎとなる。
【００１０】レチクルがＹ方向にスキャンされると、レ
チクル上の点Ｐ１ａ、Ｐ２ａもその位置を平行移動さ
せ、レンズＬ１によって結像される位置も平行移動す
る。しかしながら、ウエハＷ１はレチクルＲ１と同期
し、−Ｙ／ｎでスキャンされるため、ウエハＷ１上の像
点Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂのウエハに対する相対的位置は変化し
ない。
チクル上の点Ｐ１ａ、Ｐ２ａもその位置を平行移動さ
せ、レンズＬ１によって結像される位置も平行移動す
る。しかしながら、ウエハＷ１はレチクルＲ１と同期
し、−Ｙ／ｎでスキャンされるため、ウエハＷ１上の像
点Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂのウエハに対する相対的位置は変化し
ない。
【００１１】以上の説明は、レンズＬ１が完全なレンズ
である場合の話である。レンズＬ１には収差の他、加工
誤差による像の歪みがある。
である場合の話である。レンズＬ１には収差の他、加工
誤差による像の歪みがある。
【００１２】図６（Ｂ）は、レンズＬ１の結像系の歪み
を、静止状態で一括露光した場合を例にとって、拡大し
て概略的に示す。レンズＬ１が完全なレンズであれば、
静止状態で一括露光した場合に、レチクルＲ１上の矩形
パターンは点線で示すパターンＰＡＸのように単純に縮
小されてウエハＷ１上に結像される。このような理想的
なレンズであれば、このレンズを使ってスキャン露光し
た場合には、レチクル上、Ｐ１ａはＰＡＸ上の上のライ
ンをたどるため、ウエハ上に転写されるＰ１ａは、スキ
ャン軸Ｙに対して直交する方向に対してふれることな
く、ウエハＷ１上に転写される。しかし、レンズＬ１の
収差、加工誤差により、静止状態で一括露光した場合
に、矩形であるべきパターンが実線で示すＰＢＸのよう
に歪んで結像される。この時、このようなレンズを使っ
てスキャン露光した場合には、ウエハＷ１上に転写され
る際、以下のような不具合を生じる。
を、静止状態で一括露光した場合を例にとって、拡大し
て概略的に示す。レンズＬ１が完全なレンズであれば、
静止状態で一括露光した場合に、レチクルＲ１上の矩形
パターンは点線で示すパターンＰＡＸのように単純に縮
小されてウエハＷ１上に結像される。このような理想的
なレンズであれば、このレンズを使ってスキャン露光し
た場合には、レチクル上、Ｐ１ａはＰＡＸ上の上のライ
ンをたどるため、ウエハ上に転写されるＰ１ａは、スキ
ャン軸Ｙに対して直交する方向に対してふれることな
く、ウエハＷ１上に転写される。しかし、レンズＬ１の
収差、加工誤差により、静止状態で一括露光した場合
に、矩形であるべきパターンが実線で示すＰＢＸのよう
に歪んで結像される。この時、このようなレンズを使っ
てスキャン露光した場合には、ウエハＷ１上に転写され
る際、以下のような不具合を生じる。
【００１３】スキャン軸Ｙが図中縦方向であり、ウエハ
Ｗ１上のスキャンが軸−Ｙ／ｎである場合を考える。レ
チクルＲ１がＹ方向にスキャンされると、ウエハＷ１は
反対方向−Ｙ／ｎにスキャンされる。この時、レチクル
上の点Ｐ１ａの像が点線で示す矩形上Ｓをスキャンする
場合、ウエハＷ１上での像Ｐ１ｂはスキャン方向Ｙと直
交する方向に対して相対的位置は変化しない。
Ｗ１上のスキャンが軸−Ｙ／ｎである場合を考える。レ
チクルＲ１がＹ方向にスキャンされると、ウエハＷ１は
反対方向−Ｙ／ｎにスキャンされる。この時、レチクル
上の点Ｐ１ａの像が点線で示す矩形上Ｓをスキャンする
場合、ウエハＷ１上での像Ｐ１ｂはスキャン方向Ｙと直
交する方向に対して相対的位置は変化しない。
【００１４】しかしながら、実線で示す図形ＰＢＸのよ
うな結像特性の場合、スキャンと共に点Ｐ１ａの像Ｐ１
ｂは線分Ｐ１ｂ上をたどり、横方向であるＸ方向にｄ１
変化してしまう。同様、点Ｐ２ａの像Ｐ２ｂも線分Ｐ２
ｂで示すように変化し、Ｘ方向にｄ２変化する。なお、
スキャン方向に対し垂直な方向における結像位置の変化
のみを説明したが、スキャン方向と平行な方向において
も結像位置は変化する。
うな結像特性の場合、スキャンと共に点Ｐ１ａの像Ｐ１
ｂは線分Ｐ１ｂ上をたどり、横方向であるＸ方向にｄ１
変化してしまう。同様、点Ｐ２ａの像Ｐ２ｂも線分Ｐ２
ｂで示すように変化し、Ｘ方向にｄ２変化する。なお、
スキャン方向に対し垂直な方向における結像位置の変化
のみを説明したが、スキャン方向と平行な方向において
も結像位置は変化する。
【００１５】レンズの収差成分については、どの程度の
収差がどの位置において生じるかを予測、測定すること
ができるため、レチクルとウエハのスキャンによってど
の様な収差の平均化が行われ、結果として得られる像に
どの程度の収差が含まれるかを予測することができる。
収差は光軸に対して回転対称であり、スキャン式露光を
行った時の像の歪みは光軸からの距離によって定まる。
収差がどの位置において生じるかを予測、測定すること
ができるため、レチクルとウエハのスキャンによってど
の様な収差の平均化が行われ、結果として得られる像に
どの程度の収差が含まれるかを予測することができる。
収差は光軸に対して回転対称であり、スキャン式露光を
行った時の像の歪みは光軸からの距離によって定まる。
【００１６】像の歪みが、レンズの加工誤差による場
合、レンズのどの部分でどの程度の像の歪みを生じるか
を予測することは困難である。従って、スキャン式縮小
投影露光装置においてレンズの加工誤差が存在する場
合、露光領域上のどこにどの程度の像の歪みが生じるか
を予測することは困難である。
合、レンズのどの部分でどの程度の像の歪みを生じるか
を予測することは困難である。従って、スキャン式縮小
投影露光装置においてレンズの加工誤差が存在する場
合、露光領域上のどこにどの程度の像の歪みが生じるか
を予測することは困難である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】スキャン式縮小投影露
光装置において、投影レンズに加工誤差が存在する場
合、加工誤差は結像特性に影響する。しかしながら、従
来加工誤差による影響を低減する技術は知られていな
い。
光装置において、投影レンズに加工誤差が存在する場
合、加工誤差は結像特性に影響する。しかしながら、従
来加工誤差による影響を低減する技術は知られていな
い。
【００１８】本発明の目的は、加工誤差がレンズの結像
特性に与える影響を、露光特性上低減することのできる
スキャン式縮小投影露光方法を提供することである。
特性に与える影響を、露光特性上低減することのできる
スキャン式縮小投影露光方法を提供することである。
【００１９】本発明の他の目的は、このようなレンズの
加工誤差による影響を露光特性上低減することのできる
スキャン式縮小投影露光装置を提供することである。
加工誤差による影響を露光特性上低減することのできる
スキャン式縮小投影露光装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の１観点によれ
ば、露光領域内に分布するテストパターン群を準備する
工程と、スキャン式縮小投影露光装置におけるスキャン
方向を変えて、前記テストパターン群を感光体上に露光
する工程と、露光した感光体を現像し、感光体のパター
ン群を得る工程と、前記感光体パターン群の所定寸法を
測定し、露光領域内の寸法分布を得る工程と、前記スキ
ャン方向毎の寸法分布に基づいて、スキャン方向を決定
する工程と、決定されたスキャン方法を用いて露光を行
う工程とを含むスキャン縮小投影露光方法が提供され
る。
ば、露光領域内に分布するテストパターン群を準備する
工程と、スキャン式縮小投影露光装置におけるスキャン
方向を変えて、前記テストパターン群を感光体上に露光
する工程と、露光した感光体を現像し、感光体のパター
ン群を得る工程と、前記感光体パターン群の所定寸法を
測定し、露光領域内の寸法分布を得る工程と、前記スキ
ャン方向毎の寸法分布に基づいて、スキャン方向を決定
する工程と、決定されたスキャン方法を用いて露光を行
う工程とを含むスキャン縮小投影露光方法が提供され
る。
【００２１】本発明の他の観点によれば、レチクルを載
置するレチクル台と、ウエハを載置するウエハ台と、レ
チクル上のパターンをウエハ上に投影する光学系と、前
記レチクル台を１方向にスキャンでき、かつスキャン方
向を変化させることのできる第１駆動テーブルと、前記
ウエハ台を前記１方向にスキャンでき、かつスキャン方
向を変化させることのできる第２駆動テーブルと、スキ
ャン方向を変化させて露光したパターンの寸法を入力
し、パターン寸法のばらづきが小さくなるスキャン方向
を決定する演算手段とを有するスキャン式縮小投影露光
装置が提供される。
置するレチクル台と、ウエハを載置するウエハ台と、レ
チクル上のパターンをウエハ上に投影する光学系と、前
記レチクル台を１方向にスキャンでき、かつスキャン方
向を変化させることのできる第１駆動テーブルと、前記
ウエハ台を前記１方向にスキャンでき、かつスキャン方
向を変化させることのできる第２駆動テーブルと、スキ
ャン方向を変化させて露光したパターンの寸法を入力
し、パターン寸法のばらづきが小さくなるスキャン方向
を決定する演算手段とを有するスキャン式縮小投影露光
装置が提供される。
【００２２】スキャン方向を変えて実際にテストパター
ンを露光、現像し、パターン寸法の変化を測定し、最良
のスキャン方向を決定することにより、投影光学系の加
工誤差による影響を低減することが可能となる。
ンを露光、現像し、パターン寸法の変化を測定し、最良
のスキャン方向を決定することにより、投影光学系の加
工誤差による影響を低減することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００２４】図１は、本発明の実施例によるスキャン式
縮小投影露光装置の構成を概略的に示す斜視図である。
照明系ＩＬは、上方から照明光を供給する。レチクルス
テージＳ１は、ＸステージＳｘ１、ＹステージＳｙ１、
回転ステージＳｒ１を含む。
縮小投影露光装置の構成を概略的に示す斜視図である。
照明系ＩＬは、上方から照明光を供給する。レチクルス
テージＳ１は、ＸステージＳｘ１、ＹステージＳｙ１、
回転ステージＳｒ１を含む。
【００２５】レチクルＲ１を載置するためのレチクル台
はＸステージＳｘ１のステージを兼ね、Ｘ方向に移動す
ることができる。ＸステージＳｘ１は、ＹステージＳｙ
１の上に支持されている。ＹステージＳｙ１は、Ｙ方向
のスキャンを行うことができる。ＹステージＳｙ１は、
さらに回転ステージＳｒ１の上に支持されている。
はＸステージＳｘ１のステージを兼ね、Ｘ方向に移動す
ることができる。ＸステージＳｘ１は、ＹステージＳｙ
１の上に支持されている。ＹステージＳｙ１は、Ｙ方向
のスキャンを行うことができる。ＹステージＳｙ１は、
さらに回転ステージＳｒ１の上に支持されている。
【００２６】回転ステージＳｒ１を回転させると、Ｙス
テージＳｙ１のスキャン方向を任意に設定することがで
きる。また、ＸステージＳｘ１とＹステージＳｙ１を共
に駆動し、移動速度を可変設定することにより、ある範
囲内でレチクルＲ１のスキャン方向を変化させることが
できる。
テージＳｙ１のスキャン方向を任意に設定することがで
きる。また、ＸステージＳｘ１とＹステージＳｙ１を共
に駆動し、移動速度を可変設定することにより、ある範
囲内でレチクルＲ１のスキャン方向を変化させることが
できる。
【００２７】レチクルステージＳ１の下方には、縮小投
影レンズＬ１が配置されている。縮小投影レンズＬ１
は、レチクルＲ１上のパターンを縮小してウエハＷ１上
に投影する。
影レンズＬ１が配置されている。縮小投影レンズＬ１
は、レチクルＲ１上のパターンを縮小してウエハＷ１上
に投影する。
【００２８】ウエハＷ１は、ウエハ支持台を兼ねるＸス
テージＳｘ２上に載置され、ＸステージＳｘ２によりＸ
方向にスキャンすることができる。ＸステージＳｘ２は
ＹステージＳｙ２上に支持されている。ＹステージＳｙ
２は、Ｙ方向のスキャンを行うことができる。Ｙステー
ジＳｙ２は、回転ステージＳｒ２上に支持されている。
テージＳｘ２上に載置され、ＸステージＳｘ２によりＸ
方向にスキャンすることができる。ＸステージＳｘ２は
ＹステージＳｙ２上に支持されている。ＹステージＳｙ
２は、Ｙ方向のスキャンを行うことができる。Ｙステー
ジＳｙ２は、回転ステージＳｒ２上に支持されている。
【００２９】ＸステージＳｘ２、ＹステージＳｙ２、回
転ステージＳｒ２は共同してウエハステージＳ２を構成
し、レチクルステージＳ１と同様にＸＹ平面内で任意の
方向のスキャンを行うことができる。但し、ウエハステ
ージＳ２に要求される移動範囲は、レチクルステージＳ
１に要求される移動範囲の１／ｎ×１／ｎであるため、
スキャン速度などはレチクルステージＳ１に要求される
ものの１／ｎでよい。
転ステージＳｒ２は共同してウエハステージＳ２を構成
し、レチクルステージＳ１と同様にＸＹ平面内で任意の
方向のスキャンを行うことができる。但し、ウエハステ
ージＳ２に要求される移動範囲は、レチクルステージＳ
１に要求される移動範囲の１／ｎ×１／ｎであるため、
スキャン速度などはレチクルステージＳ１に要求される
ものの１／ｎでよい。
【００３０】回転ステージＳｒ１、Ｓｒ２を設けたこと
により、レチクルステージＳ１、ウエハステージＳ２を
面内の任意の方向に方向づけることができ、面内でのス
キャン方向を自由に設定することができる。以下、投影
レンズＬ１の結像特性に依存してスキャン方向を選択す
る方法を説明する。
により、レチクルステージＳ１、ウエハステージＳ２を
面内の任意の方向に方向づけることができ、面内でのス
キャン方向を自由に設定することができる。以下、投影
レンズＬ１の結像特性に依存してスキャン方向を選択す
る方法を説明する。
【００３１】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、スキャン露光によ
り露光されるパターンの像質をチェックするためのテス
トパターンの形状例を示す。図２（Ａ）は、Ｘ方向に長
い菱形パターンＰＡ１を示す。菱形パターンの延在方向
の頂角θ１と直交方向の頂角θ２は、結像点のブレによ
りどの程度の形状変化が生じるかを測定するのに好適な
角度に選択される。
り露光されるパターンの像質をチェックするためのテス
トパターンの形状例を示す。図２（Ａ）は、Ｘ方向に長
い菱形パターンＰＡ１を示す。菱形パターンの延在方向
の頂角θ１と直交方向の頂角θ２は、結像点のブレによ
りどの程度の形状変化が生じるかを測定するのに好適な
角度に選択される。
【００３２】例えば、横方向の結像位置のブレを精密に
測定しようとする場合、延在方向の頂角θ１は小さい程
好ましいであろう。この場合、頂角θ２は必然的に大き
なものとなる。スキャン方向に沿う結像位置のブレを精
密に測定しようとする場合、他のテストパターン形状を
併用することが望ましい。
測定しようとする場合、延在方向の頂角θ１は小さい程
好ましいであろう。この場合、頂角θ２は必然的に大き
なものとなる。スキャン方向に沿う結像位置のブレを精
密に測定しようとする場合、他のテストパターン形状を
併用することが望ましい。
【００３３】図２（Ｂ）は、スキャン方向Ｙに沿う結像
位置のブレを精密に測定するのに適したパターンＰＡ２
の平面形状を概略的に示す。パターンＰＡ２は、図中縦
方向に長い菱形であり、Ｙ軸方向の頂角θ１はＸ方向の
頂角θ２よりも小さく設定される。
位置のブレを精密に測定するのに適したパターンＰＡ２
の平面形状を概略的に示す。パターンＰＡ２は、図中縦
方向に長い菱形であり、Ｙ軸方向の頂角θ１はＸ方向の
頂角θ２よりも小さく設定される。
【００３４】Ｙ軸方向にスキャンするスキャン式縮小投
影露光装置においては、Ｘ軸上の位置が同一であれば、
結像される像の性質は同一となる。
影露光装置においては、Ｘ軸上の位置が同一であれば、
結像される像の性質は同一となる。
【００３５】図２（Ｃ）は、テストパターンを形成した
レチクルＲ１の例を示す。Ｘ方向に沿って、一定間隔で
Ｘ方向に細長い菱形パターンＰＡ１が配置されている。
測定精度を高めるため、同一Ｘ位置において複数の同一
形状のパターンＰＡ１が配置される。また、Ｘ方向に細
長い菱形パターンＰＡ１の下方には、Ｙ方向に細長い菱
形パターンＰＡ２が同様に複数個配置される。
レチクルＲ１の例を示す。Ｘ方向に沿って、一定間隔で
Ｘ方向に細長い菱形パターンＰＡ１が配置されている。
測定精度を高めるため、同一Ｘ位置において複数の同一
形状のパターンＰＡ１が配置される。また、Ｘ方向に細
長い菱形パターンＰＡ１の下方には、Ｙ方向に細長い菱
形パターンＰＡ２が同様に複数個配置される。
【００３６】図３（Ａ）は、ある瞬間におけるスキャン
式縮小投影露光装置の露光の様子を概略的に示す。な
お、投影レンズによってレチクル上のパターンＰＡはウ
エハ上に縮小投影されるが、説明の簡単化のため、１：
１露光が行われているものとして示す。投影レンズも図
示を省略する。露光中のある瞬間においては、レチクル
上のパターンＰＡがレジスト上にパターンＰＢとして結
像される。
式縮小投影露光装置の露光の様子を概略的に示す。な
お、投影レンズによってレチクル上のパターンＰＡはウ
エハ上に縮小投影されるが、説明の簡単化のため、１：
１露光が行われているものとして示す。投影レンズも図
示を省略する。露光中のある瞬間においては、レチクル
上のパターンＰＡがレジスト上にパターンＰＢとして結
像される。
【００３７】図３（Ｂ）は、レチクルＲ１およびウエハ
Ｗ１がスキャンされ、レンズＬ１に対する相対的位置が
変化した状態を示す。図示の状態においては、パターン
ＰＡの像が点線で示す領域に照射される。しかしなが
ら、ウエハＷ１上には、その時までの露光により、より
広い領域が露光されている。従って、全スキャン期間を
通してみると露光領域の端部が変化してしまう。
Ｗ１がスキャンされ、レンズＬ１に対する相対的位置が
変化した状態を示す。図示の状態においては、パターン
ＰＡの像が点線で示す領域に照射される。しかしなが
ら、ウエハＷ１上には、その時までの露光により、より
広い領域が露光されている。従って、全スキャン期間を
通してみると露光領域の端部が変化してしまう。
【００３８】スキャン方向が紙面に垂直な方向である場
合、図示の露光領域の変化は横ブレを表し、スキャン方
向が図中水平方向の場合、図示の露光領域の変化は縦ブ
レを表す。露光領域の端部が変化するため、エッジの丸
め込み等が生じる。露光パターンの端部を鋭角にするこ
とにより、レンズの結像特性の変化を敏感に検出するこ
とができる。
合、図示の露光領域の変化は横ブレを表し、スキャン方
向が図中水平方向の場合、図示の露光領域の変化は縦ブ
レを表す。露光領域の端部が変化するため、エッジの丸
め込み等が生じる。露光パターンの端部を鋭角にするこ
とにより、レンズの結像特性の変化を敏感に検出するこ
とができる。
【００３９】図３（Ｃ）は、露光位置の変化による結像
のダレを概略的に示す。正確な結像が行われる場合、延
在方向の長さｐ１の菱形パターンが露光されるべきとこ
ろ、露光領域の端部における結像位置が変化するため、
実際に露光されたパターンの延在方向の長さはｐ２と変
化してしまう。
のダレを概略的に示す。正確な結像が行われる場合、延
在方向の長さｐ１の菱形パターンが露光されるべきとこ
ろ、露光領域の端部における結像位置が変化するため、
実際に露光されたパターンの延在方向の長さはｐ２と変
化してしまう。
【００４０】なお、露光されるパターンの形状の変化
は、露光がポジであるかネガであるか、露光量が強いか
弱いか等によって変化する。しかしながら、レンズの加
工誤差により結像位置が変化する場合、鋭角のパターン
端部が変化して露光されてしまう特性には変わりがな
い。
は、露光がポジであるかネガであるか、露光量が強いか
弱いか等によって変化する。しかしながら、レンズの加
工誤差により結像位置が変化する場合、鋭角のパターン
端部が変化して露光されてしまう特性には変わりがな
い。
【００４１】Ｙ方向にスキャンするスキャン式投影露光
装置においては、スキャン方向（Ｙ）に直角な方向
（Ｘ）の位置が同一のパターンは、同一のレンズ特性を
介して露光される。従って、露光領域中スキャン方向と
直交する方向Ｘに沿って複数個のテストパターンを配置
することが好ましい。同一形状のテストパターンをスキ
ャン方向Ｙ方向と直交するＸ方向に配置し、各Ｘ位置に
おけるパターン寸法の変化を測定する。ただし、測定の
信頼度を上げるためには、同一パターンをＹ方向に沿っ
ても複数個配置するのがよい。
装置においては、スキャン方向（Ｙ）に直角な方向
（Ｘ）の位置が同一のパターンは、同一のレンズ特性を
介して露光される。従って、露光領域中スキャン方向と
直交する方向Ｘに沿って複数個のテストパターンを配置
することが好ましい。同一形状のテストパターンをスキ
ャン方向Ｙ方向と直交するＸ方向に配置し、各Ｘ位置に
おけるパターン寸法の変化を測定する。ただし、測定の
信頼度を上げるためには、同一パターンをＹ方向に沿っ
ても複数個配置するのがよい。
【００４２】図４は、測定結果の例を概略的に示す。縦
軸はテストパターンの寸法ｐを表し、横軸はレチクル上
Ｘ方向の位置Ｘｉを示す。測定したパターンの寸法（Ｙ
方向）に沿って複数のパターンを配置した時は、それら
の平均寸法を求め、グラフ中にプロットした場合図示の
実線のようになったものとする。なお、グラフを見やす
くするため横軸に沿う並びをパターンの寸法でソートし
てもよい。図４は、パターンの寸法が次第に減少するよ
うにソートした場合を示す。
軸はテストパターンの寸法ｐを表し、横軸はレチクル上
Ｘ方向の位置Ｘｉを示す。測定したパターンの寸法（Ｙ
方向）に沿って複数のパターンを配置した時は、それら
の平均寸法を求め、グラフ中にプロットした場合図示の
実線のようになったものとする。なお、グラフを見やす
くするため横軸に沿う並びをパターンの寸法でソートし
てもよい。図４は、パターンの寸法が次第に減少するよ
うにソートした場合を示す。
【００４３】この特性（第１のスキャン方向とする）の
場合、同一寸法を有すべきパターンが、最大値ｐｍａ
ｘ、最小値ｐｍｉｎの間で変化している。
場合、同一寸法を有すべきパターンが、最大値ｐｍａ
ｘ、最小値ｐｍｉｎの間で変化している。
【００４４】次に回転ステージＳｒ１、Ｓｒ２を所定角
度回転させて投影レンズに対するスキャン方向を変化さ
せて同一のパターンを用いた第２のスキャン式露光の測
定を行う。スキャン方向を変化させた場合、露光特性が
破線で示すように変化したものとする。最大寸法ｐｍａ
ｘは減少し、最小寸法ｐｍｉｎは増加したものとする。
この場合、全体として考えた場合、同一寸法であるべき
パターンの寸法のバラツキが減少していることになる。
従って、第１のスキャン方向より第２のスキャン方向の
ほうが得られる画像の質が高いことになる。スキャン方
向を変化させて同様の測定を繰り返す。測定によって得
られたパターン寸法のバラツキが最小になる方向が良好
なスキャン方向である。これらの処理を処理装置１０で
行うことができる。
度回転させて投影レンズに対するスキャン方向を変化さ
せて同一のパターンを用いた第２のスキャン式露光の測
定を行う。スキャン方向を変化させた場合、露光特性が
破線で示すように変化したものとする。最大寸法ｐｍａ
ｘは減少し、最小寸法ｐｍｉｎは増加したものとする。
この場合、全体として考えた場合、同一寸法であるべき
パターンの寸法のバラツキが減少していることになる。
従って、第１のスキャン方向より第２のスキャン方向の
ほうが得られる画像の質が高いことになる。スキャン方
向を変化させて同様の測定を繰り返す。測定によって得
られたパターン寸法のバラツキが最小になる方向が良好
なスキャン方向である。これらの処理を処理装置１０で
行うことができる。
【００４５】このように、所望の角度範囲内で同一のテ
ストパターンを露光し、得られるパターンの寸法を測定
する。同一パターンの寸法の最大値が最小になる方向ま
たは最小値ｐｍｉｎが最大となる寸法が、最良のスキャ
ン方向となる。ポジ型、ネガ型、抜きパターン、残しパ
ターン等の性質に応じて選択の基準を定めることもでき
る。
ストパターンを露光し、得られるパターンの寸法を測定
する。同一パターンの寸法の最大値が最小になる方向ま
たは最小値ｐｍｉｎが最大となる寸法が、最良のスキャ
ン方向となる。ポジ型、ネガ型、抜きパターン、残しパ
ターン等の性質に応じて選択の基準を定めることもでき
る。
【００４６】図１に示すスキャン式縮小露光装置におい
ては、レチクルステージおよびウエハステージがＸＹ面
内で３６０度回転できるものとした。実際上は、このよ
うに広い角度範囲でスキャン方向を選択しなくても、好
適なスキャン方向を選択できる場合が多い。
ては、レチクルステージおよびウエハステージがＸＹ面
内で３６０度回転できるものとした。実際上は、このよ
うに広い角度範囲でスキャン方向を選択しなくても、好
適なスキャン方向を選択できる場合が多い。
【００４７】図５は、本発明の他の実施例によるスキャ
ン式縮小投影露光装置の構成例を示す。本実施例におい
ては、レチクルステージＳ１がＸステージＳｘ１とＹス
テージＳｙ１で構成され、ウエハステージＳ２がＸステ
ージＳｘ２とＹステージＳｙ２で構成されている。他の
構成は図１のスキャン式縮小投影露光装置と同様であ
る。本実施例においては、スキャン方向の選択は、Ｘス
テージＳｘとＹステージＳｙのスキャン速度の比を選択
することによって設定される。従って、選択できるスキ
ャン方向の角度範囲は、ＸステージＳｘとＹステージＳ
ｙのスキャン速度の速度比選択幅によって決まる。
ン式縮小投影露光装置の構成例を示す。本実施例におい
ては、レチクルステージＳ１がＸステージＳｘ１とＹス
テージＳｙ１で構成され、ウエハステージＳ２がＸステ
ージＳｘ２とＹステージＳｙ２で構成されている。他の
構成は図１のスキャン式縮小投影露光装置と同様であ
る。本実施例においては、スキャン方向の選択は、Ｘス
テージＳｘとＹステージＳｙのスキャン速度の比を選択
することによって設定される。従って、選択できるスキ
ャン方向の角度範囲は、ＸステージＳｘとＹステージＳ
ｙのスキャン速度の速度比選択幅によって決まる。
【００４８】なお、図１および図５に示した露光装置
は、レチクルステージＳ１、およびウエハステージＳ２
を独立に制御することができる。従って、レチクルステ
ージＳ１とウエハステージＳ２とを非平行にスキャンす
ることができる。すなわち、レチクルステージＳ１とウ
エハステージＳ２とを平行な方向にスキャンする形態で
投影レンズＬ１、Ｌ２に対する角度を変化させるのみで
なく、レチクルステージＳ１またはウエハステージＳ２
のみのスキャン方向を変化させてもよい。
は、レチクルステージＳ１、およびウエハステージＳ２
を独立に制御することができる。従って、レチクルステ
ージＳ１とウエハステージＳ２とを非平行にスキャンす
ることができる。すなわち、レチクルステージＳ１とウ
エハステージＳ２とを平行な方向にスキャンする形態で
投影レンズＬ１、Ｌ２に対する角度を変化させるのみで
なく、レチクルステージＳ１またはウエハステージＳ２
のみのスキャン方向を変化させてもよい。
【００４９】たとえば、レチクルステージＳ１とウエハ
ステージＳ２を平行にスキャンする形態で投影レンズＬ
１、Ｌ２に対する最適角度を見い出した後、レチクルス
テージＳ１の角度のみを変化させて測定し、さらにウエ
ハステージＳ２の角度のみを変化させて最適のスキャン
方向を見い出すこともできる。必要であれば、さらに同
様の測定を繰り返してもよい。
ステージＳ２を平行にスキャンする形態で投影レンズＬ
１、Ｌ２に対する最適角度を見い出した後、レチクルス
テージＳ１の角度のみを変化させて測定し、さらにウエ
ハステージＳ２の角度のみを変化させて最適のスキャン
方向を見い出すこともできる。必要であれば、さらに同
様の測定を繰り返してもよい。
【００５０】レンズの結像特性が、全体として光軸の回
りの回転成分を含む場合にも、最適のスキャン方向を見
い出すことが可能となる。
りの回転成分を含む場合にも、最適のスキャン方向を見
い出すことが可能となる。
【００５１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、テ
ストパターンの形状は上述の菱形に限るものではなく、
測定に好適な任意の形状を選択することができる。ま
た、得られたパターンの平面形状寸法を測定するのみで
なく、断面形状を測定し、露光によって得られた像の質
を判断することもできる。透過型レンズの代わりに反射
鏡を用いた光学系を用いることもできる。その他種々の
変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明で
あろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、テ
ストパターンの形状は上述の菱形に限るものではなく、
測定に好適な任意の形状を選択することができる。ま
た、得られたパターンの平面形状寸法を測定するのみで
なく、断面形状を測定し、露光によって得られた像の質
を判断することもできる。透過型レンズの代わりに反射
鏡を用いた光学系を用いることもできる。その他種々の
変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明で
あろう。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スキャン式縮小投影露光技術において、投影光学系に加
工誤差が存在する場合、その加工誤差が与える影響を低
減化することが可能である。
スキャン式縮小投影露光技術において、投影光学系に加
工誤差が存在する場合、その加工誤差が与える影響を低
減化することが可能である。
【図１】本発明の１実施例によるスキャン式縮小投影露
光装置の構成を概略的に示す斜視図である。
光装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の１実施例に用いるテストパターンの形
状、配置を概略的に示す平面図である。
状、配置を概略的に示す平面図である。
【図３】レンズに加工誤差が存在する場合、スキャン式
露光によって得られるレジストパターンの形状を説明す
るための概略断面図及び平面図である。
露光によって得られるレジストパターンの形状を説明す
るための概略断面図及び平面図である。
【図４】最適のスキャン方向を選択するためのデータ処
理を説明するためのグラフである。
理を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の他の実施例によるスキャン式縮小投影
露光装置を概略的に示す斜視図である。
露光装置を概略的に示す斜視図である。
【図６】従来の技術によるスキャン式縮小投影露光技術
を説明するための概略斜視図および平面図である。
を説明するための概略斜視図および平面図である。
【符号の説明】 ＩＬ 照明系 Ｒ レチクル Ｓ１ レチクルステージ Ｓ２ ウエハステージ Ｓｘ Ｘステージ Ｓｙ Ｙステージ Ｓｒ 回転ステージ Ｗ ウエハ Ｌ 投影レンズ ＰＡ、ＰＢ テストパターン ｐ パターン寸法
Claims (9)
- 【請求項１】 露光領域内に分布するテストパターン群
を準備する工程と、 スキャン式縮小投影露光装置におけるスキャン方向を変
えて、前記テストパターン群を感光体上に露光する工程
と、 露光した感光体を現像し、感光体のパターン群を得る工
程と、 前記感光体パターン群の所定寸法を測定し、露光領域内
の寸法分布を得る工程と、 前記スキャン方向毎の寸法分布に基づいて、スキャン方
向を決定する工程と、 決定されたスキャン方向を用いて露光を行う工程とを含
むスキャン式縮小投影露光方法。 - 【請求項２】 前記テストパターン群が、前記スキャン
方向と直交する方向に関して同一位置に延在方向の異な
る複数のパターンを有する請求項１記載のスキャン式縮
小投影露光方法。 - 【請求項３】 前記複数のパターンが、互いに直交する
方向の延在方向を有する請求項２記載のスキャン式縮小
投影露光方法。 - 【請求項４】 前記スキャン方向を決定する工程が、前
記感光体パターン群の互いに対応する寸法のばらつきが
小さくなるスキャン方向を決定することを含む請求項１
〜３のいずれかに記載のスキャン式縮小投影露光方法。 - 【請求項５】 前記スキャン方向を決定する工程が、前
記感光体パターン群の互いに対応する寸法の最大値が最
小になるスキャン方向を決定することを含む請求項４記
載のスキャン式縮小投影露光方法。 - 【請求項６】 前記スキャン方向を決定する工程が、前
記感光体パターン群の互いに対応する寸法の最小値が最
大になるスキャン方向を決定することを含む請求項４記
載のスキャン式縮小投影露光方法。 - 【請求項７】 レチクルを載置するレチクル台と、 ウエハを載置するウエハ台と、 レチクル上のパターンをウエハ上に投影する光学系と、 前記レチクル台を１方向にスキャンでき、かつスキャン
方向を変化させることのできる第１駆動テーブルと、 前記ウエハ台を前記１方向にスキャンでき、かつスキャ
ン方向を変化させることのできる第２駆動テーブルと、 スキャン方向を変化させて露光したパターンの寸法を入
力し、パターン寸法のばらつきが小さくなるスキャン方
向を決定する演算手段とを有するスキャン式縮小投影露
光装置。 - 【請求項８】 前記第１および第２の駆動テーブルが、
回転ステージを有する請求項７記載のスキャン式縮小投
影露光装置。 - 【請求項９】 レチクルステージ、ウエハステージ、縮
小投影光学系を有するスキャン式縮小露光装置における
レチクルステージのスキャン方向とウエハステージのス
キャン方向を非平行の方向に設定し、レチクルステージ
上のレチクルの像をウエハステージ上のウエハ上の感光
体上に露光する工程を含むスキャン式縮小投影露光方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061716A JPH11260697A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | スキャン式縮小投影露光方法および装置 |
| US09/129,742 US6335785B1 (en) | 1998-03-12 | 1998-08-05 | Scan-type reducing projection exposure method and apparatus |
| KR1019980034409A KR100279686B1 (ko) | 1998-03-12 | 1998-08-25 | 스캔식 축소 투영 노광 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061716A JPH11260697A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | スキャン式縮小投影露光方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260697A true JPH11260697A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13179243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10061716A Withdrawn JPH11260697A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | スキャン式縮小投影露光方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6335785B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11260697A (ja) |
| KR (1) | KR100279686B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190010538A (ko) | 2016-05-26 | 2019-01-30 | 가부시키가이샤 써마 프레시젼 | 투영 노광 장치 및 그 투영 노광 방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10126546A1 (de) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Wilfried Donner | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines ortsabhängigen Intensitäts- und Farbprofils und/oder Schärfeprofils optischer Linsensysteme |
| KR20030053363A (ko) * | 2001-12-22 | 2003-06-28 | 동부전자 주식회사 | 스텝 앤드 스캔 방식의 웨이퍼 노광방법 |
| AU2003242368A1 (en) * | 2002-05-23 | 2003-12-12 | Nikon Corporation | Scanning projection aligner and aligning method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0778737A (ja) * | 1993-09-08 | 1995-03-20 | Fujitsu Ltd | 荷電粒子ビーム露光方法及び荷電粒子ビーム露光装置 |
| JP3308063B2 (ja) * | 1993-09-21 | 2002-07-29 | 株式会社ニコン | 投影露光方法及び装置 |
| US6118515A (en) * | 1993-12-08 | 2000-09-12 | Nikon Corporation | Scanning exposure method |
| JP3500618B2 (ja) * | 1994-03-28 | 2004-02-23 | 株式会社ニコン | 走査型露光装置 |
| JPH08202020A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-09 | Sony Corp | フォトマスクにおけるパターン形状評価方法、フォトマスク、フォトマスクの作製方法、フォトマスクのパターン形成方法、並びに露光方法 |
| JP3409493B2 (ja) * | 1995-03-13 | 2003-05-26 | ソニー株式会社 | マスクパターンの補正方法および補正装置 |
| JP3991165B2 (ja) * | 1995-06-20 | 2007-10-17 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法及び露光方法 |
| US5907392A (en) * | 1995-07-20 | 1999-05-25 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| JP3334441B2 (ja) * | 1995-08-01 | 2002-10-15 | ソニー株式会社 | フォトマスク描画用パターンデータ補正方法と補正装置 |
| US5807647A (en) * | 1996-07-03 | 1998-09-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for determining phase variance and shifter stability of phase shift masks |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP10061716A patent/JPH11260697A/ja not_active Withdrawn
- 1998-08-05 US US09/129,742 patent/US6335785B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-25 KR KR1019980034409A patent/KR100279686B1/ko not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190010538A (ko) | 2016-05-26 | 2019-01-30 | 가부시키가이샤 써마 프레시젼 | 투영 노광 장치 및 그 투영 노광 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6335785B1 (en) | 2002-01-01 |
| KR100279686B1 (ko) | 2001-03-02 |
| KR19990076488A (ko) | 1999-10-15 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050624 |