JPS61222128A - 投影露光方法 - Google Patents

投影露光方法

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JPS61222128A
JPS61222128A JP60062444A JP6244485A JPS61222128A JP S61222128 A JPS61222128 A JP S61222128A JP 60062444 A JP60062444 A JP 60062444A JP 6244485 A JP6244485 A JP 6244485A JP S61222128 A JPS61222128 A JP S61222128A
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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】 〔概　要〕 光学系の手前に配置したフォ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
ォトマスクの位置合わせマークの位置ずれを計測するこ
とによって、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。
半導体装置或いはフォ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ィ方式
、及びマスク像を光学系を介し被露光基板上に投影して
露光を行うプロジェクション方式がある。
しかし、コンタクト方式はマスク面と被露光基板面が直
に接触するので、マスク面に傷がつき易くマスク寿命が
著しく低下し、またプロキシミティ方式においても、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ェクション方式の露光方
法が主として用いられる。
然しなから該プロジェクショ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、これによって
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、−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は円弧状スリット、
２１．２２．２３はアルミニウム（＾ｌ）ミラー、２４
はフィルタ・シャッタ、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はキャ
リッジ、３３はマスク・ホルダ、３４は被露光基板セッ
ト用のディスクを示す。
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等よりなる投影用光学系１２の
周囲を矢印ｍの方向に移動するキャリッジ３２の上面に
マスク１を固定し、該キャリッジ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
によってマスクｌ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、露光に先立って、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ッチで複数の第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
をキャリッジ３２の下面にセットし、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
、キャリッジ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って補正した後、該
標準基板を取り外し、キャリッジ３２に被露光基板を順
次セッ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。
従っ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の上部にフォトマスク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
であった。
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っている途中で、外部振動或
いは温度変化によっ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っていた。
そのため該従来方法でマスク・マスクからパターンの転
写を行って複数枚のワーク・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
検査装置等によっ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、この検査は毘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った。
〔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、フォトマスク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ォトマスク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のみを該フォトマスク１と
等しい配設ピッチで形成してなる基準マスク７を配置し
、該フォトマスクｌ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の現像を行った
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と該フォトマスク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Δｄを計測
し、これによって該被露光基板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
法によって解決される。
〔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
フォ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ッチ形成された複数
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ォトマスクの位置合わせマーク
の位置ずれを計測し、そのずれ量によって各披露光基板
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具体的に説明する。
第２図は上記実施例に用いるマスク・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。
企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ってフォ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
定の配設ピッチで、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１
０３ａ及び１０３ｂ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、周辺部の上記マスク・マスク１０
１の第１のバーニア・パターン１０３ａ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は光軸に沿って厳密
に位置合わせされ、且つ光軸に対して直角に、マスク・
マスク１０１はキャリッジ３２の上面に、又基準マスク
１０７はキャリッジ３２下面の被、露光基板セット用の
ディスク３４の内部に固定され、被露光基板即ち乾板１
０５は基準マスク１０７に近接した上記ディスク３４の
下面に該基準７スク１０７と平行にセットされ、マスク
・マスク１０１上を前述した円弧状の光ビームＬによっ
て上記キャリッジ３２の移動に伴って走査し、乾板１０
５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１
０６ａ、　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・上記露光が終わった乾板１０５の現像
を行って第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、　１
０６ｂに対するマスク・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、　１
０３ｂ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、零゛発明によればワーク・マスタ一枚毎の
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ォト・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。
従って、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ク・マスクの模式平面図（
ａｌ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、 ｌはフォトマスク、 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はキャリッジ、 ３４はディスク、 １０１はマスク・マスク、 １０３ａ、　１０３ｂは第１のバーニア・パターン、１
０５は乾板、 １０６ａ、　１０６ｂは第２のバーニア・パターン、１
０７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】 フォトマスク（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、 該フォトマスク（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）のみを該フォトマスク（１）
    と等しい配設ピッチで形成してなる基準マスク（７）を
    配置し、 該フォトマスク（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）の現像を行った後、 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、 これによって該被露光基板（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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