JPS60140721A - マスク・プリント方法 - Google Patents

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】 （ａ）９発明の技術分野 本発明は半導体装置等の製造に使用されるフォト・マス
クのプリント方法に関する。

（ｂ）、技術の背景 集積回路の製造に用いられるマスクは、集積回路の１品
種光たり１０数層よりなり、各層間の重ね合わせが重要
な問題である。

１つの回路は何層もの回路パターンの重ね合わせにより
形成され、理想的には回路設計上次められた位置で正確
に重ね合わせてプリントしなければならない。しかし各
層の露光は、露光系が必ずしも理想的な状態で露光され
ているとは限らず、光学系の各種の歪や、露光環境に影
響される。そのため回路設計上では、重ね合わせ許容誤
差を設定している。これはプリントされた回路パターン
がチップの中で最悪どの程度までの重ね合わせ誤差が許
容できるかという限界であり、回路パターンの最小線幅
の１／３以下の値が必要である。

半導体基板に直接、チップ・パターンをステップ（チッ
プの配列ピッチ）毎に、順次送って露光を行う所謂ステ
ップ・アンド・レピート露光を行う場合は、半導体基板
上の各チップにアラインメント用ターゲット・パターン
を有しているので、チップ毎に局所アラインメントが可
能である。または半導体基板上に設けられた２点のアラ
インメント用ターゲット・パターン間で一括アラインメ
ントができるため、各層毎に高精度合わせが実現できる
。

アラインメント用ターゲット・パターンはどのような形
状であってもよいが、以前のりソグラフイエ程で形成さ
れ、露光装置のアラインメント機構により認識され、こ
れを基準にパターンをアラインメントする。

これに対して、マスクの場合は乾板に上述のアラインメ
ント用ターゲット・パターンはなく、レーザ干渉計によ
り乾板を載せたステージのＸＹ座標を読み、ステップ・
サイズ毎にステージを送りステップ・アンド・レピート
露光を行っている。

このような方法では、各層間の重ね合わせ誤差が大きく
なり、ひどい場合は１μｍ以上にもなる。

レーザ干渉計の精度、ステージの位置決め精度に限界が
あるため、露光装置の系全体を考えて、何等かの改善対
策が望まれている。

（Ｃ）、従来技術と問題点 乾板をステップ・アンド・レピート露光によりプリント
する場合は、前記のようにアラインメント用ターゲット
・パターンがないため、各チップ毎のアラインメントは
行われず、専らレーザ干渉計の精度、ステージの位置決
め精度に頼って、乾板の位置を決め露光が行われる。所
謂盲打ちと呼ばれる露光である。この場合、各層の露光
が比較的短時間に行われるときは装置が安定しているが
、長時間に及ぶと装置は温度、気圧の影響を受けて、レ
ーザ干渉計の不調、ステージの蛇行、また乾板のステー
ジへの装着誤差等により、各層間の重ね合わせがズして
くる。このズレは突発的な場合もあり、連続的な場合も
ある。測長系は常にレーザで原点からの座標を測定して
いるが上記の原因不詳のズレを生ずる。またこのズレは
、例えばステージの直交ＸＹ座標上で、１号機はＸ方向
はよいが、Ｙ方向がズレるというような装置別の癖があ
るため、再現性よく高精度のパターン合わせを期待する
ことはできない。

（ｄ）９発明の目的 本発明の目的は従来技術の有する上記の欠点を除去し、
アラインメント用ターゲット・パターンがない乾板に対
しても、高精度に重ね合わせができるステップ・アンド
・レピート露光によるマスク・プリント方法を提供する
ことにある。

（ｅ）０発明の構成 上記の目的は本発明によれば、ステージ上に、乾板とチ
ップ毎にアラインメント用ターゲット・パターンをプリ
ントした基準マスクとを置き、該ターゲット・パターン
を検出してステージまたはレティクルのアラインメント
を行うことを特徴とするマスク・プリント方法を提供す
ることによって達成される。

本発明は、乾板上にチップ・パターンをステップ毎に配
列してプリントする場合、各チップの位置と回転を、測
長系による絶対値に依存しないで、基準マスクのチップ
毎にプリントされたアラインメント用ターゲット・パタ
ーンを基準にして、露光しようとする乾板上の各チップ
の位置と回転を決めることにより、各層間の重ね合わせ
誤差を低減させるものである。各層間の重ね合わせ精度
は、絶対値基準よりも、本発明のように基準マスクに準
拠した相対的な複写により各チップ毎にアラインメント
を行う方がよい。これは後者の方はチップ毎の局所アラ
インメントができ、測長系の環境的、時間的なランダム
誤差や、乾板のステージへの装着誤差等が除かれるから
である。

（ｆ）０発明の実施例 本発明は、従来の等倍一括露光にも利用できるが、この
場合は前記の盲打ちの精度で十分である。

集積回路の高集積化、高密度化に伴い、回路パターンは
微細化され、２μｍ程度の微細パターンのプリントには
縮小投影露光装置が用いられている。

この装置に本発明を適用することにより重ね合わせ誤差
０．２μｍ程度が得られる。

第１層目のマスクは、盲打ちによりステップ・サイズ毎
にチップ・パターンとアラインメント用ターゲット・パ
ターンを乾板上にプリントされて作られる。基準マスク
にこの第１層目のマスクを用いると便利である。第２層
目以下のマスクの露光は第１層目のマスクを基準にして
ステップ毎に局所アラインメントを行う。

図は本発明の一実施例を示す説明図で、図において、■
はＸＹステージ、２はこれから露光しようとする乾板、
３は基準マスク、４はレティクル（乾板に露光しようと
するチップ・パターンの拡大原板）、５は縮小投影光学
系、６はアラインメント用ターゲット・パターン検出用
の拡大光学系を示す。

縮小投影光学系５とアラインメント用ターゲット・パタ
ーン検出用の拡大光学系６は同し倍率１０倍を用いる。

ＸＹステージ３はレーザ干渉計により互いに直交するＸ
、Ｙ方向に測長されている。ＸＹステージ３の上に、乾
板２と基準マスク３を併置して装着する。乾板２は縮小
投影光学系５の下に配置し、レティクル４に拡大してプ
リントされたチップ・パターンをステップ・サイズ毎に
送り、順次乾板上に縮小投影して露光照明系７により露
光してゆく。この場合釜ステップ毎のアラインメントは
つぎのように行われる。

基準マスク３のアラインメント用ターゲット・パターン
を拡大光学系６を通して位置検出系８により検出する。

このとき、ＸＹステージ１上の乾板２は、レーザ干渉針
に連動しているので、検出されたパターンのＸＹ座標（
Ｘ＋　、Ｙ＋　）がめられる。つぎに同じチップ内で別
の位置に配置されているアラインメント用ターゲット・
パターンを同様に検出し、ＸＹ座標（Ｘｚ　、Ｙ２　）
をめる。座標（Ｘｌ　、Ｙ＋　）、（Ｘ２　、Ｙｚ　）
はコンピュータ９に記憶され、レティクル位置が乾板に
対して相対的にどの程度ズしているかが計算される。こ
の値にもとすき、レティクルはレティクル・アラインメ
ント系１０により、所定の位置まで自動的に移動される
。ＸＹステージの位置決め誤差は通常０．５μｍ程度で
あるが、この誤差に相当する量をレティクルの移動で補
正すると、アラインメント用ターゲット・パターンの位
置決め誤差はＸＹステージの位置決め誤差を縮小投影光
学系の倍率で除した値になる。通常前記倍率は１０倍が
多用されているのでアラインメント用ターゲット・パタ
ーンの位置決め誤差は約１桁小さくなる。

このため、レティクルの移動で補正する方法は、ステー
ジを移動して補正する方法より、粗い精度ですむため、
装置の設計が容易になり、高速移動も可能となる。

本発明の実施例は前記の理由により、レティクルの移動
で補正する方法を用いたが、ステージを移動して補正す
る方法を用いても発明の要旨は変わらない。この場合は
図の破線で示されるように、−リ コンピュータ９の指示に従い、ステＪＴ７／″制御系１
１によりステージの位置を補正する。

（ｇ＋０発明の効果 以上詳細に説明したように本発明によれば、アラインメ
ント用ターゲット・パターンがない乾板に対しても、高
精度に重ね合わせができるステップ・アンド・レビート
露光によるマスク・プリント方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステージ上に、乾板とチップ毎にアラインメント用ター
   ゲット・パターンをプリントした基準マスクとを置き、
   該ターゲット・パターンを検出してステージまたはレテ
   ィクルのアラインメントを行うことを特徴と実るマスク
   ・プリント方法。