JPS6243128A - 投影光学装置 - Google Patents
投影光学装置Info
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- JPS6243128A JPS6243128A JP60182434A JP18243485A JPS6243128A JP S6243128 A JPS6243128 A JP S6243128A JP 60182434 A JP60182434 A JP 60182434A JP 18243485 A JP18243485 A JP 18243485A JP S6243128 A JPS6243128 A JP S6243128A
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- Japan
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- Pending
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明はマスクのパターン金被投影基板(半導体ウェハ
等)に所定の倍率で投影する投影光学装置■ 置に貴し、特に半導体素子等を製造するための縮小投影
型露光装置に関する。
等)に所定の倍率で投影する投影光学装置■ 置に貴し、特に半導体素子等を製造するための縮小投影
型露光装置に関する。
(発明の背景)
近年、半導体素子(超LSI等)上に形成される線幅は
増々微細化が進み、これに伴ってそれら半導体素子全製
造するための露光装置、特に縮小投影型露光装置にも高
解像なものが要求されてきた。この種の縮小投影型露光
装置(以下ステッパーと呼ぶ)i−1t、マスク上に描
かれ友回路パターン等?、所定の縮小倍率を持つ投影レ
ンズを用いて半導体ウェハ等の被投影物体上に投影g元
するものである。線幅の微細化に対応するためには、投
影レンズの解像力を高めgばよい訳であるが、これに伴
なって、ステッパーとしての重ね合わせ露光の精度も高
め々ければならない。重ね合わせ精度全悪化させる1つ
の要因に、投影レンズの倍率誤差が考えられる。倍率誤
差が生じるとウエノ・上にすでに形成されたパター7と
、祈念に重ね合わせ露光する投影パターン像とが相対的
に微小量だけ伸縮し、特にパター7像の周辺での重ね合
わせ精度が著しく低下するといった欠点が生じる。倍率
誤差を引き起こす原因としては、露光光が投影し/ズゲ
透過することVこ上る熱的な変動と、大気圧変動のよう
な空気の屈折率の変動とに大別できる。いずれの場合も
、何らかの方法で倍率変動?検出し、所定の補正をカロ
兄ないと、重ね合わせ精度全向上させることは難しい。
増々微細化が進み、これに伴ってそれら半導体素子全製
造するための露光装置、特に縮小投影型露光装置にも高
解像なものが要求されてきた。この種の縮小投影型露光
装置(以下ステッパーと呼ぶ)i−1t、マスク上に描
かれ友回路パターン等?、所定の縮小倍率を持つ投影レ
ンズを用いて半導体ウェハ等の被投影物体上に投影g元
するものである。線幅の微細化に対応するためには、投
影レンズの解像力を高めgばよい訳であるが、これに伴
なって、ステッパーとしての重ね合わせ露光の精度も高
め々ければならない。重ね合わせ精度全悪化させる1つ
の要因に、投影レンズの倍率誤差が考えられる。倍率誤
差が生じるとウエノ・上にすでに形成されたパター7と
、祈念に重ね合わせ露光する投影パターン像とが相対的
に微小量だけ伸縮し、特にパター7像の周辺での重ね合
わせ精度が著しく低下するといった欠点が生じる。倍率
誤差を引き起こす原因としては、露光光が投影し/ズゲ
透過することVこ上る熱的な変動と、大気圧変動のよう
な空気の屈折率の変動とに大別できる。いずれの場合も
、何らかの方法で倍率変動?検出し、所定の補正をカロ
兄ないと、重ね合わせ精度全向上させることは難しい。
倍率を微小憤補正する手段として、投影レンズ内の空気
間隔内の圧力全調整する装置が、本願出題人により先に
出願され、特開昭60−28613号公報として公知で
ある。ま九倍率変@は、マスク(レチクル)上のマーク
とウェノ1上のマークとを投影レンズを介して位置合わ
せし念後の、残存アライメント誤差から予測する方法等
が知られている。しかし・シがらこの方法で(1、ウエ
ノ飄自体にプロセスによる伸縮が生じるので、必らずし
も正確な変動値金求めることができない。さらにこの方
ahウエノ・上のマーク金柑いる之め、ウェハ表面の状
咋によってマークの光電検出の精度がばらつくといつ九
問題もある。
間隔内の圧力全調整する装置が、本願出題人により先に
出願され、特開昭60−28613号公報として公知で
ある。ま九倍率変@は、マスク(レチクル)上のマーク
とウェノ1上のマークとを投影レンズを介して位置合わ
せし念後の、残存アライメント誤差から予測する方法等
が知られている。しかし・シがらこの方法で(1、ウエ
ノ飄自体にプロセスによる伸縮が生じるので、必らずし
も正確な変動値金求めることができない。さらにこの方
ahウエノ・上のマーク金柑いる之め、ウェハ表面の状
咋によってマークの光電検出の精度がばらつくといつ九
問題もある。
(発明の目的)
そこで本発明は倍率の調整、あるいはコノトロール全正
確に行なうために、倍率の変動(倍率誤差)1kWA単
に、迅速に測定し舟る工うにし九投影光学装fik提供
するOとを目的とする。
確に行なうために、倍率の変動(倍率誤差)1kWA単
に、迅速に測定し舟る工うにし九投影光学装fik提供
するOとを目的とする。
(発明のa隻)
本発明は、投影′jt、学糸の元軸(AX)力・ら離れ
文位置に中心点(C,i有し、この中心点(C,)と光
軸(AX)と金結ぶ延長線C1,)k対角線とするよう
な実質的に四辺形の光透過マーク(工1ジE、、E童、
E、 、E4による窓R8)金備えたマスク(レチクル
R)(r保持する保持手段(2)と、投影光学系の結1
求面に配置可能であり、光透過マークの投影像と位置合
わせし友とき、その投影f象の形状と相似で、かつ投影
1象の四辺の夫々と所定の間隔で平行になるような四辺
L[する基準マーク(FM)t−備えた物体(基準マー
ク板30)と、光透過マークと基準マークとが位置合わ
せされ九とき、延長線(l、)とほぼ直交する方向に光
電走査し、両マークの四辺の夫々の走査方向に関する間
隔(W、、W、、W、、W、 ) ’に検出する間隔検
出手段(21a、21b、40.41)と、その四辺の
各間隔値に基づいて投影光学系の投影倍率の誤差全検出
する倍率誤差検出手段(42)とを設けること金技術的
要点としている。
文位置に中心点(C,i有し、この中心点(C,)と光
軸(AX)と金結ぶ延長線C1,)k対角線とするよう
な実質的に四辺形の光透過マーク(工1ジE、、E童、
E、 、E4による窓R8)金備えたマスク(レチクル
R)(r保持する保持手段(2)と、投影光学系の結1
求面に配置可能であり、光透過マークの投影像と位置合
わせし友とき、その投影f象の形状と相似で、かつ投影
1象の四辺の夫々と所定の間隔で平行になるような四辺
L[する基準マーク(FM)t−備えた物体(基準マー
ク板30)と、光透過マークと基準マークとが位置合わ
せされ九とき、延長線(l、)とほぼ直交する方向に光
電走査し、両マークの四辺の夫々の走査方向に関する間
隔(W、、W、、W、、W、 ) ’に検出する間隔検
出手段(21a、21b、40.41)と、その四辺の
各間隔値に基づいて投影光学系の投影倍率の誤差全検出
する倍率誤差検出手段(42)とを設けること金技術的
要点としている。
(実施例)
第1図は本発明の実施例による縮小投影型露光装置の概
略的な構成金示す斜視図、第2図はその装置に装着され
るレチクルに設けらn友アライメノト用の窓の形状を示
す平面図、第3図はウェハステージ上に設けられた基準
マークの形状を示す平面図であり、第4図は第1図の装
置における倍率誤差1jl11足やレチクル位置測定の
友めの回路ブロック図である。
略的な構成金示す斜視図、第2図はその装置に装着され
るレチクルに設けらn友アライメノト用の窓の形状を示
す平面図、第3図はウェハステージ上に設けられた基準
マークの形状を示す平面図であり、第4図は第1図の装
置における倍率誤差1jl11足やレチクル位置測定の
友めの回路ブロック図である。
第1図において、所定の回路パターン等が描かれたパタ
ーン領域Prk有するレチクルRは、レチクルホルダー
2上に載置される。ンチクルホルダー2には、パターン
領域prと、その周辺に設けられtアライメント又は倍
率誤差測定用の光透過性の窓R3とが投影レンズlに工
って投影露光可能なように開口2aが形成されている。
ーン領域Prk有するレチクルRは、レチクルホルダー
2上に載置される。ンチクルホルダー2には、パターン
領域prと、その周辺に設けられtアライメント又は倍
率誤差測定用の光透過性の窓R3とが投影レンズlに工
って投影露光可能なように開口2aが形成されている。
第1因において、レチクルRはパターン領域prの中心
に、投影レンズ1の光軸AXが通るように、位置決めさ
れているものとする。この位置決めはレチクル凡の周辺
のアライメ/トマークRmkアライメント顕微鏡15で
検出して行なわれる。窓ItSはパター/領域prの外
側に、光軸AXから一定の距離の位置に配置され、パタ
ー/領域Pl−挟む2ケ所に設けられている。投影され
友パターン領域pr、又は2つの窓R8の像は、本来な
らはウェハW上に露光される。ウエノ・Wはウエノ・ホ
ルダー3上に載lt嘔れ、ウエノ・ホルダー3は元軸A
X方向に上下動するZステージ4に設けられる。
に、投影レンズ1の光軸AXが通るように、位置決めさ
れているものとする。この位置決めはレチクル凡の周辺
のアライメ/トマークRmkアライメント顕微鏡15で
検出して行なわれる。窓ItSはパター/領域prの外
側に、光軸AXから一定の距離の位置に配置され、パタ
ー/領域Pl−挟む2ケ所に設けられている。投影され
友パターン領域pr、又は2つの窓R8の像は、本来な
らはウェハW上に露光される。ウエノ・Wはウエノ・ホ
ルダー3上に載lt嘔れ、ウエノ・ホルダー3は元軸A
X方向に上下動するZステージ4に設けられる。
Zステージ4はモータ5によってX方向に一次元移動す
るXステージ6上に設けられ、Xステージ6はモータ7
によってX方向に一次元移動するyステージ8上に設け
られる。ウェハホルダー3上には本発明における物体と
しての基準板30が固定されている。そしてエステ−シ
ロ、yステージ8の各移動による基準板30の2次元的
な位置は。
るXステージ6上に設けられ、Xステージ6はモータ7
によってX方向に一次元移動するyステージ8上に設け
られる。ウェハホルダー3上には本発明における物体と
しての基準板30が固定されている。そしてエステ−シ
ロ、yステージ8の各移動による基準板30の2次元的
な位置は。
レーザ干渉計9.10によって検出される。−万、レチ
クルR上の窓R8と投影レンズ1とを介して基準板30
の表面に設けられ定基準マーク全観察するために、窓R
8の上方にはミラー2Qa。
クルR上の窓R8と投影レンズ1とを介して基準板30
の表面に設けられ定基準マーク全観察するために、窓R
8の上方にはミラー2Qa。
20bが配置され、窓R8と基準マークの画像は。
顕微鏡対物レンズとテレビカメラ等の光電走査型上フサ
−を含む、アライメントセンサー21a。
−を含む、アライメントセンサー21a。
21bに工って光電検出される。
ここで第2図ケ用いて、窓R8の形状を説明する。レチ
クルRが正確に位置決めされ定状態で、アライメントセ
ンサー21 (21a、21b)は第2図中で破線で示
す工うに、窓R8t−含む矩形領域SFを走査領域とし
て撮像する。そして窓R8の中心点CIとパターン領域
Prの中心点。
クルRが正確に位置決めされ定状態で、アライメントセ
ンサー21 (21a、21b)は第2図中で破線で示
す工うに、窓R8t−含む矩形領域SFを走査領域とし
て撮像する。そして窓R8の中心点CIとパターン領域
Prの中心点。
、と。
すなわち光軸AXとを結ぶ延長線t1としたとき、窓R
8は線Atに関して線対称な形状となっている。この線
tl&’!、Zi/座標系の2軸と平行であり、アライ
メントセンサー21の光電走査の方向、すなわちy軸と
平行な走査線SLI、SL2と直交するように定められ
ている。さて窓R8内には本発明における四辺形を規定
する4つの工・IジEl。
8は線Atに関して線対称な形状となっている。この線
tl&’!、Zi/座標系の2軸と平行であり、アライ
メントセンサー21の光電走査の方向、すなわちy軸と
平行な走査線SLI、SL2と直交するように定められ
ている。さて窓R8内には本発明における四辺形を規定
する4つの工・IジEl。
E、、E、、E、が形成されている。第2図中。
斜線部はクロム等による遮光部である。エツジE1とE
、の両延長線は線t、上で90°で交差し。
、の両延長線は線t、上で90°で交差し。
エツジE、とE、の両延長線も線tI上で90゜で交差
する。セして工9ジE、とE、の成す角。
する。セして工9ジE、とE、の成す角。
及びエツジE、とE4の成す角はともに90°である。
このためエツジE、 、E、、E、、E、かう成る四辺
形は正方形であり、その対角線の一本が線t、と一致し
ている。また各エツジEt、E*、E、、E、は走査#
SI、1、SL2と45°で交差するように定められて
いる。
形は正方形であり、その対角線の一本が線t、と一致し
ている。また各エツジEt、E*、E、、E、は走査#
SI、1、SL2と45°で交差するように定められて
いる。
次に第3図全周いて、基準板30上に形成された基準マ
ークFMの形状全説明する。マークFMはステージ上に
一体に設けられ友ものであり、窓R8内の四辺形に合わ
せて相似形状の正方形にしである。そしてマークFMの
中心C1通る対角線!、はX軸と平行になる工うに定め
られ、四辺の各エツジB) ’% B1@@ Ell、
E4゜の夫々はx軸、y軸に対して45° 傾いている
。このマークFMの寸法は、レチクル几上の窓R8内の
四辺形の投影像の寸法ニジも小さく定められている。
ークFMの形状全説明する。マークFMはステージ上に
一体に設けられ友ものであり、窓R8内の四辺形に合わ
せて相似形状の正方形にしである。そしてマークFMの
中心C1通る対角線!、はX軸と平行になる工うに定め
られ、四辺の各エツジB) ’% B1@@ Ell、
E4゜の夫々はx軸、y軸に対して45° 傾いている
。このマークFMの寸法は、レチクル几上の窓R8内の
四辺形の投影像の寸法ニジも小さく定められている。
さて、第4図は第1図に示した装置における信号処理系
の回路ブロック図である。テレビカメラ等を含むアライ
メントセ/サー21a、21bの夫々からの画1#!信
号は1間隔検出手段としての信号処理回路40.41に
入力する。信号処理回路40.41の夫々は、第2図に
示すように走査領域SF内の2ケ所の走査線SLI、8
L2に対応し良画像信号に基づいて、窓R8内の四辺形
の各エツジE、%E皇、Ea % E4 s及び乙の窓
R,S内に位置合わせされ九マークFMの各エツジEl
11、E、。、 Ell 、E4・の走査方向の各種間
隔を検出するものである。検出された各種間隔値は、倍
率誤差検出手段としての演算回路42に入力する。
の回路ブロック図である。テレビカメラ等を含むアライ
メントセ/サー21a、21bの夫々からの画1#!信
号は1間隔検出手段としての信号処理回路40.41に
入力する。信号処理回路40.41の夫々は、第2図に
示すように走査領域SF内の2ケ所の走査線SLI、8
L2に対応し良画像信号に基づいて、窓R8内の四辺形
の各エツジE、%E皇、Ea % E4 s及び乙の窓
R,S内に位置合わせされ九マークFMの各エツジEl
11、E、。、 Ell 、E4・の走査方向の各種間
隔を検出するものである。検出された各種間隔値は、倍
率誤差検出手段としての演算回路42に入力する。
演算回路42は倍率誤差の他にレチクルRのアライメン
ト誤差も演算可能である。さらに演算回路42には、レ
ーザ干渉計9,10からの位置情報が入力するとともに
、xyステージを移動させるモータ5,7に所定の駆動
信号を出力する。
ト誤差も演算可能である。さらに演算回路42には、レ
ーザ干渉計9,10からの位置情報が入力するとともに
、xyステージを移動させるモータ5,7に所定の駆動
信号を出力する。
次に本実施例の動作全第5図、第6図?参照して説明す
る。まずレチクルR’に第1図に示すようにレチクルホ
ルダー2上に載置し、レチクルアライメント手段として
のアライメント顕微鏡15を用いて、光軸AXがレチク
ルRの中心と一致するようにアライメントを行なう。こ
のアライメントが完了した時点でレチクル凡の2ケ所の
窓R8の夫々は第2図に示すような配置となり、アライ
メントセ/サー218.21bの走査領域5FP13に
位置する。九だし、窓R8内の四辺形の中心01を通る
対角線が正確に線l、と一致するかどうかは、レチクル
アライメントの精度によるものであリ、この精度は借で
述べるようにマークFM金使ってチェックすることがで
きる。
る。まずレチクルR’に第1図に示すようにレチクルホ
ルダー2上に載置し、レチクルアライメント手段として
のアライメント顕微鏡15を用いて、光軸AXがレチク
ルRの中心と一致するようにアライメントを行なう。こ
のアライメントが完了した時点でレチクル凡の2ケ所の
窓R8の夫々は第2図に示すような配置となり、アライ
メントセ/サー218.21bの走査領域5FP13に
位置する。九だし、窓R8内の四辺形の中心01を通る
対角線が正確に線l、と一致するかどうかは、レチクル
アライメントの精度によるものであリ、この精度は借で
述べるようにマークFM金使ってチェックすることがで
きる。
次にステージケ移動させて、第5図に示すように、g架
板30上のマークFMがレチクルRの2つの窓R8の一
万の投影像と重なり合うように位(n決め2行なう。第
5図はアライメントセンサー21aで観察され定態R8
とマークFMとの配置関係?示す図であり、窓R8内の
四辺形の中心C1とマークF’Mの中上−C,とかわず
かにX方向にずれてイ立置決めされている。また同図中
で角度θは不実施例では45°である。第5図のような
状態でアライメ/トセ/サー21aに工6走査線SLI
に基づいた画像信号は第6図(a)のような波形となり
、走査線SL2に基づいた画像信号Vi第6図(b)の
ような波形となる。第6図において、横軸は走在方同(
y方向)を表わし、縦軸は光電レベルニゲ表わす。走査
線SLIに沿った光電走査が窓It 8円のエツジE、
?横切った瞬間に光電レベル11は立ち上がり、マーク
FMのエツジE、・勿横切った瞬間に、マークFMの反
射率に応じたレベルまで低下し、さらにマークPMのエ
ツジE+o f横切っ之とき再び光′tllンベルI、
は立ち上がり、そして窓R8内のエン/E改1黄切った
とき、はぼ零まで立下がる。走査線SL2に対応した画
像信号の光電レベル11も全く同様の波形となり、エツ
ジE、とE、。の間、及びエツジE、。とE、の間で昼
レベルになる。信号処理回路40は第6図ta+、(b
)に示したような2つの画像信号?読み込み1例えば一
定のスライスレベルIrとの比較に工って、エツジE1
とE3.の間隔W3.エツジE、。とE、の間隔W11
エツジE、とE、・の間隔WI、及びエツジE−とE4
の間隔W、の夫々ケ、投影レンズlの投影結像面上の寸
法に換算して検出する。
板30上のマークFMがレチクルRの2つの窓R8の一
万の投影像と重なり合うように位(n決め2行なう。第
5図はアライメントセンサー21aで観察され定態R8
とマークFMとの配置関係?示す図であり、窓R8内の
四辺形の中心C1とマークF’Mの中上−C,とかわず
かにX方向にずれてイ立置決めされている。また同図中
で角度θは不実施例では45°である。第5図のような
状態でアライメ/トセ/サー21aに工6走査線SLI
に基づいた画像信号は第6図(a)のような波形となり
、走査線SL2に基づいた画像信号Vi第6図(b)の
ような波形となる。第6図において、横軸は走在方同(
y方向)を表わし、縦軸は光電レベルニゲ表わす。走査
線SLIに沿った光電走査が窓It 8円のエツジE、
?横切った瞬間に光電レベル11は立ち上がり、マーク
FMのエツジE、・勿横切った瞬間に、マークFMの反
射率に応じたレベルまで低下し、さらにマークPMのエ
ツジE+o f横切っ之とき再び光′tllンベルI、
は立ち上がり、そして窓R8内のエン/E改1黄切った
とき、はぼ零まで立下がる。走査線SL2に対応した画
像信号の光電レベル11も全く同様の波形となり、エツ
ジE、とE、。の間、及びエツジE、。とE、の間で昼
レベルになる。信号処理回路40は第6図ta+、(b
)に示したような2つの画像信号?読み込み1例えば一
定のスライスレベルIrとの比較に工って、エツジE1
とE3.の間隔W3.エツジE、。とE、の間隔W11
エツジE、とE、・の間隔WI、及びエツジE−とE4
の間隔W、の夫々ケ、投影レンズlの投影結像面上の寸
法に換算して検出する。
そして演算回路42はマークFMの中心C1と窓R8の
四辺形の中上・C1とのX方向のずれ扉ΔAを以下の(
1)式によって求める。
四辺形の中上・C1とのX方向のずれ扉ΔAを以下の(
1)式によって求める。
tanθ
jA= −((W、+W、 )−(W、 +W、 ))
・il1次にステージをy座vA値は変えずに、X方向
のみに直線移動させ、他方の窓R8の投影像とマークF
Mとが重なる工うに位置決めする。このときのステージ
のX方向の移動量は一義的に定められている。ここでレ
チクルR上の2つの窓R8の中心のX方向の間隔金X・
とし、投影レンズ1の設計ト(倍率誤差が々い時)の倍
率41(通常115又は1/10)とし九とき、投影像
面上での窓R8の中心の投影点の1方向における間隔は
X、・Mになる。従ってステージは第5図に示した位置
関係からX方向に正確にX、・Mだけ移動して位置決め
される。この位置決めはレーザ干渉計9の計測分解能に
よって決筐る精度で達成可能であり、例えば±0.02
μmで位置決めされる。
・il1次にステージをy座vA値は変えずに、X方向
のみに直線移動させ、他方の窓R8の投影像とマークF
Mとが重なる工うに位置決めする。このときのステージ
のX方向の移動量は一義的に定められている。ここでレ
チクルR上の2つの窓R8の中心のX方向の間隔金X・
とし、投影レンズ1の設計ト(倍率誤差が々い時)の倍
率41(通常115又は1/10)とし九とき、投影像
面上での窓R8の中心の投影点の1方向における間隔は
X、・Mになる。従ってステージは第5図に示した位置
関係からX方向に正確にX、・Mだけ移動して位置決め
される。この位置決めはレーザ干渉計9の計測分解能に
よって決筐る精度で達成可能であり、例えば±0.02
μmで位置決めされる。
そして、他方の窓R8円の四辺形の各エツジと、マーク
FMの各エツジとの間隔ケ第5図、第6図と同様に、ア
ライメントセンサー21b、信号処理回路41によって
検出して、他方の窓R8の中心点とマークPMの中心点
とのX方向のずれ量ΔB金、演算回路42によって(1
)式と同じ様に算出する。尚、(1)式においてθ=4
5°であるからtanθ=1である。′また(1)式か
らも明ら力)な工うに、マークPMの中心C2と窓R8
の中−crc、とのX方向の位置が一致している場合は
、両中心C1、C5のy方向への位置ずれにかかわらず
、vv’、+w、とW。
FMの各エツジとの間隔ケ第5図、第6図と同様に、ア
ライメントセンサー21b、信号処理回路41によって
検出して、他方の窓R8の中心点とマークPMの中心点
とのX方向のずれ量ΔB金、演算回路42によって(1
)式と同じ様に算出する。尚、(1)式においてθ=4
5°であるからtanθ=1である。′また(1)式か
らも明ら力)な工うに、マークPMの中心C2と窓R8
の中−crc、とのX方向の位置が一致している場合は
、両中心C1、C5のy方向への位置ずれにかかわらず
、vv’、+w、とW。
+W4の両加算値は等しくなり、結局ずれ量ΔA、又は
ΔBは零になる。このように、マークFMと窓R8との
y方向の位置決め誤差によるずれ墳ΔんΔBの計測誤差
は、4つの間隔値W、 、 W、 、W、、W、 k
(1)式のように演算することによって本質的に含まれ
なくなる。ま几、マークF’Mの中心C1が第5図の工
うに窓R8の中心C1に対して光軸AXから遠ざかる方
向にずれている場合は、ずれ量ΔA、ΔBはともに負の
値となり、逆の方向にずれている場合は、ともに正の値
となる。
ΔBは零になる。このように、マークFMと窓R8との
y方向の位置決め誤差によるずれ墳ΔんΔBの計測誤差
は、4つの間隔値W、 、 W、 、W、、W、 k
(1)式のように演算することによって本質的に含まれ
なくなる。ま几、マークF’Mの中心C1が第5図の工
うに窓R8の中心C1に対して光軸AXから遠ざかる方
向にずれている場合は、ずれ量ΔA、ΔBはともに負の
値となり、逆の方向にずれている場合は、ともに正の値
となる。
さて、投影し/ズlの倍率誤差ΔMは先に求めた2つの
ずれ危ΔAとΔBから(2)式のように算出される。
ずれ危ΔAとΔBから(2)式のように算出される。
ΔM二ΔA+ΔB ・・・・・・ (2)例えば倍率
誤差がないものとすると、ずれ祉ΔAとΔBの各絶対値
は共に等しい値となり、かつ正負の極性のみが異なる。
誤差がないものとすると、ずれ祉ΔAとΔBの各絶対値
は共に等しい値となり、かつ正負の極性のみが異なる。
tfc倍率誤差によって、2つの窓R8の投影点の間隔
が設計値よりも広がっ几鳴合は、ずれtΔA、jBの両
刀が正の値、もしくはいずれか−万が正の値で、他方が
負の値となり、正の値の絶対値が負の値の・絶対値より
も大きくなるようにil側され、結局倍率誤差1Mは正
の値となる。逆の場合は、ずれ撤jA、Bの両刀が負の
値、もしくは−万が正の値で、他方が負の値で、かつ負
の値の絶対値が正の値の絶対値↓りも大きくなるように
計測され、結局倍率誤差ΔMは負の値となる。こうして
得られた倍率誤差ΔMは、投影し/ズ1の光軸AXから
一定圧11m(例えば9mm)だけ離れ文意孔Sの投影
点における1象の伸縮量であり、投影し/ズ1そのもの
の倍率値(イづ分の1)全人わすものではない。本夾施
例においては、レチクルR上の2つの窓孔Sは、レチク
ルアライメントの完了時に元軸AXからそれぞれ等しい
距離に配置し友ため、先の(2)式のような簡単な演算
で倍率誤差が求められるが、等しい距離にない場合は、
複雑々演算式音用いることになる。通常、倍率誤差を測
定する際の基準点は光軸に定められるから、光軸から等
しい距離の少なくとも2つの投影点を使うことが精度を
上げるためには望ましい。またこの種の高解像な投影レ
ンズでおっても、多かれ少なかれ、ディストーショ/(
像歪み)が存在する。そのディスト−ショア黛は極めて
小さいが、計測され几ずれ童ΔA、ΔBの夫々にはその
ディストーショ/Ikも含まれてくる。このため倍率誤
差ΔMにも七のディストーション盆が含まれて測定され
ることになる。
が設計値よりも広がっ几鳴合は、ずれtΔA、jBの両
刀が正の値、もしくはいずれか−万が正の値で、他方が
負の値となり、正の値の絶対値が負の値の・絶対値より
も大きくなるようにil側され、結局倍率誤差1Mは正
の値となる。逆の場合は、ずれ撤jA、Bの両刀が負の
値、もしくは−万が正の値で、他方が負の値で、かつ負
の値の絶対値が正の値の絶対値↓りも大きくなるように
計測され、結局倍率誤差ΔMは負の値となる。こうして
得られた倍率誤差ΔMは、投影し/ズ1の光軸AXから
一定圧11m(例えば9mm)だけ離れ文意孔Sの投影
点における1象の伸縮量であり、投影し/ズ1そのもの
の倍率値(イづ分の1)全人わすものではない。本夾施
例においては、レチクルR上の2つの窓孔Sは、レチク
ルアライメントの完了時に元軸AXからそれぞれ等しい
距離に配置し友ため、先の(2)式のような簡単な演算
で倍率誤差が求められるが、等しい距離にない場合は、
複雑々演算式音用いることになる。通常、倍率誤差を測
定する際の基準点は光軸に定められるから、光軸から等
しい距離の少なくとも2つの投影点を使うことが精度を
上げるためには望ましい。またこの種の高解像な投影レ
ンズでおっても、多かれ少なかれ、ディストーショ/(
像歪み)が存在する。そのディスト−ショア黛は極めて
小さいが、計測され几ずれ童ΔA、ΔBの夫々にはその
ディストーショ/Ikも含まれてくる。このため倍率誤
差ΔMにも七のディストーション盆が含まれて測定され
ることになる。
さて、窓R8とマークF’Mとをそのwt用いて、レチ
クルRのアライメント誤差’a−1U11定することが
可能である。このためには、第1図に示し几レチクルア
ライメント手段としてのレチクルアライメント顕微鏡(
以下几−Micと呼ぶ)15の光軸位置が投影渫面円で
予めわ〃為っていることが必須である。すなわち几−M
iC15の元軸の投影し/ズ1tl−介した投影点とマ
ークFMの中心C8とが一致する工つなステージの位置
が求められていれff、よい。そしてレチクルRは七の
周辺に設けられ九マークR,mが几−MiC15の元軸
に位置合わせされる工うに位置決めされる。マーク1m
と窓R8とのレチクルR上での配置及び間隔等は予めわ
かっている。そこでR−MiC15の元軸の投影点全基
準にして、窓R8が本来投影されるべき位置にマークF
M’(位置決めする、このときレチクルRにアライメン
ト誤差がなければ、マークFMの中心CIと窓孔Sの中
心C5とは一致するはずである。しかし中心C1,C會
がずれていれば、それはレチクル凡のアライメント誤差
とみなすことができる。まず−万の窓R8の本来投影さ
れるべき位置にマークFM?位置決めしfc後、アライ
メントセンサー21aによって第6図に示した工うな画
像信号を得て、信号処理回路401Cjって間隔w、
、w、 、 w、 、 w。
クルRのアライメント誤差’a−1U11定することが
可能である。このためには、第1図に示し几レチクルア
ライメント手段としてのレチクルアライメント顕微鏡(
以下几−Micと呼ぶ)15の光軸位置が投影渫面円で
予めわ〃為っていることが必須である。すなわち几−M
iC15の元軸の投影し/ズ1tl−介した投影点とマ
ークFMの中心C8とが一致する工つなステージの位置
が求められていれff、よい。そしてレチクルRは七の
周辺に設けられ九マークR,mが几−MiC15の元軸
に位置合わせされる工うに位置決めされる。マーク1m
と窓R8とのレチクルR上での配置及び間隔等は予めわ
かっている。そこでR−MiC15の元軸の投影点全基
準にして、窓R8が本来投影されるべき位置にマークF
M’(位置決めする、このときレチクルRにアライメン
ト誤差がなければ、マークFMの中心CIと窓孔Sの中
心C5とは一致するはずである。しかし中心C1,C會
がずれていれば、それはレチクル凡のアライメント誤差
とみなすことができる。まず−万の窓R8の本来投影さ
れるべき位置にマークFM?位置決めしfc後、アライ
メントセンサー21aによって第6図に示した工うな画
像信号を得て、信号処理回路401Cjって間隔w、
、w、 、 w、 、 w。
全検出する。そして演算回路42はそれらの値を用いて
(3)式の計算上行ない、−万の窓孔Sの中心CIの光
電走査方向(すなわちX方向)のマークFMに対する位
置ずれ量aY+t−求める。
(3)式の計算上行ない、−万の窓孔Sの中心CIの光
電走査方向(すなわちX方向)のマークFMに対する位
置ずれ量aY+t−求める。
jYl = 174 ((wt +W、 )−(Wl
+Ws月・・・・・・・・・(3) この演算式によると、マークFMのX方向の位置決め誤
差が相殺され、X方向のずれ量のみが正確に求まる。
+Ws月・・・・・・・・・(3) この演算式によると、マークFMのX方向の位置決め誤
差が相殺され、X方向のずれ量のみが正確に求まる。
同様に、ステージのy座標値は変化させずに、ステージ
fx方向Vr−X、・Mだけ移動させ、他方の窓R,8
の本来投影されるべき位置にマークFM全位置決めしt
後、アライメントセンサー21b。
fx方向Vr−X、・Mだけ移動させ、他方の窓R,8
の本来投影されるべき位置にマークFM全位置決めしt
後、アライメントセンサー21b。
信号処理回路41によって4つの間隔を検出し、演算回
路42によシ、他方の窓几Sの中心CIと光電走査方向
(X方向)のマークFMに対する位置動等)は、倍率誤
差ΔM’に求める九めの計測動作と全く同じなので、−
回の動作で4つの間隔が求められ、後は演算のみでレチ
クルのアライメント誤差としてのずれtjYl、lY、
と、倍率誤差ΔMとの両刀が求められる。
路42によシ、他方の窓几Sの中心CIと光電走査方向
(X方向)のマークFMに対する位置動等)は、倍率誤
差ΔM’に求める九めの計測動作と全く同じなので、−
回の動作で4つの間隔が求められ、後は演算のみでレチ
クルのアライメント誤差としてのずれtjYl、lY、
と、倍率誤差ΔMとの両刀が求められる。
さて、ずれ量jYl 、jYtがともに零の場合は当然
X方向のアライメント誤差も零である。またlY、とl
Y8との正負が同極性で絶対値が等しいときは、X方向
のみにその絶対値に応じ九アライメント誤差が生じてい
ることになり、 iY+とΔY、の差が零でないとき
は、レチクルRに回転ケ伴なったアライメント誤差(レ
チクルローチー7ヨ/誤差)が生じていることになる。
X方向のアライメント誤差も零である。またlY、とl
Y8との正負が同極性で絶対値が等しいときは、X方向
のみにその絶対値に応じ九アライメント誤差が生じてい
ることになり、 iY+とΔY、の差が零でないとき
は、レチクルRに回転ケ伴なったアライメント誤差(レ
チクルローチー7ヨ/誤差)が生じていることになる。
また、倍率誤差が光軸AXケ中心昏て点対称に生じるも
のとすると、レチクルRのX方向のアライ、I /トF
rK差ΔXは(4)式によって求められる。
のとすると、レチクルRのX方向のアライ、I /トF
rK差ΔXは(4)式によって求められる。
ΔX二ΔA−ΔB ・・・・・・・・・ +4)こ
の(4)式は倍率誤差のσ11]定時に求めたずれ量Δ
A、JBのみケ使うので、計測動作(マークFMの移動
)はことでら8委としない。
の(4)式は倍率誤差のσ11]定時に求めたずれ量Δ
A、JBのみケ使うので、計測動作(マークFMの移動
)はことでら8委としない。
以上本発明では四辺形のマーフケ正方形としたが、窓R
S内の四辺形、基準マークFMの夫々は線1.、l!、
に灯して線対称のひし形であっても1へ特に倍率誤差の
計が11精度を上げる九めには、第5図中に示した角度
θ全45°工りも小さくすると工い。
S内の四辺形、基準マークFMの夫々は線1.、l!、
に灯して線対称のひし形であっても1へ特に倍率誤差の
計が11精度を上げる九めには、第5図中に示した角度
θ全45°工りも小さくすると工い。
(発明の効果)
1:J土木発明によれば、マスク上の実質的に四辺形と
なる光透過マークと物体上の四辺形の基準マークと?重
ね合わせ、四辺の各間隔のみ?計6111すること(で
よって、投影光学系の倍率誤差が正確に計測できるとと
もに、マスクの位置決め誤差も検出できるといった効果
がある。さらに光透過マークと基準マークとは四辺形に
なっているため、光電走査に工って得られる画[#!倍
信号単純な明暗に応じ九波形となり、波形処理が単純に
なるといった利点がある。
なる光透過マークと物体上の四辺形の基準マークと?重
ね合わせ、四辺の各間隔のみ?計6111すること(で
よって、投影光学系の倍率誤差が正確に計測できるとと
もに、マスクの位置決め誤差も検出できるといった効果
がある。さらに光透過マークと基準マークとは四辺形に
なっているため、光電走査に工って得られる画[#!倍
信号単純な明暗に応じ九波形となり、波形処理が単純に
なるといった利点がある。
さらに本発明の実施例に工れは光透過マーク(窓R8の
四辺形)内に基準マーク(FM)k位置させて、両マー
クの明視野1象金元電走査し、基準マークは暗部として
検出し、四辺の間隔部は明部として検出する工うにした
ので、光透過マーク内に他のアライメントのための小マ
ーク金設けることができる。これは窓R8内に小マーク
を入れても、基準マークが窓R8内にくると小マークと
基準マークとでコントラスト(明暗)のちがいが生じず
、どちらも暗部となるからである。
四辺形)内に基準マーク(FM)k位置させて、両マー
クの明視野1象金元電走査し、基準マークは暗部として
検出し、四辺の間隔部は明部として検出する工うにした
ので、光透過マーク内に他のアライメントのための小マ
ーク金設けることができる。これは窓R8内に小マーク
を入れても、基準マークが窓R8内にくると小マークと
基準マークとでコントラスト(明暗)のちがいが生じず
、どちらも暗部となるからである。
第1図は本発明の実施例による縮小投影iM露光装置の
概略的な購成金示す斜視図、第2図はレチクル上の光透
過マークとしての窓の形状全示す平面図、第3図は基準
マークの形状を示す平面図、第4図は各種誤差の計測の
ための信号処理回路示す回路ブロック図、第5図は倍率
誤差計測時の各マークの配(l示す平面図、第6図は光
電走査によって得られる画f象信号の波形金示す波形図
である。 〔主要部分の符号の説明〕
概略的な購成金示す斜視図、第2図はレチクル上の光透
過マークとしての窓の形状全示す平面図、第3図は基準
マークの形状を示す平面図、第4図は各種誤差の計測の
ための信号処理回路示す回路ブロック図、第5図は倍率
誤差計測時の各マークの配(l示す平面図、第6図は光
電走査によって得られる画f象信号の波形金示す波形図
である。 〔主要部分の符号の説明〕
Claims (1)
- (1)マスクのパターンを投影光学系によって被投影物
体に所定の倍率で投影する装置において、 前記投影光学系の光軸から離れた位置に中 心点を有し、該中心点と光軸とを結ぶ延長線を対角線と
するような実質的に四辺形の光透過マークを備えたマス
クを保持する保持手段と;前記投影光学系の結像面に配
置可能であり、前記光透過マークの投影像と位置合わせ
したとき、該投影像の形状と相似で、かつ該投影像の四
辺の夫々と所定の間隔で平行になるような四辺を有する
基準マークを備えた物体と;前記光透過マークと基準マ
ークとが位置合わせされたとき、前記延長線とほぼ直交
する方向に光電走査し、両マークの四辺の夫々の該走査
方向に関する間隔を検出する間隔検出手段と;該検出さ
れた四辺の各間隔値に基づいて、前記投影光学系の投影
倍率の誤差を検出する倍率誤差検出手段とを備えたこと
を特徴とする投影光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60182434A JPS6243128A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 投影光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60182434A JPS6243128A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 投影光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6243128A true JPS6243128A (ja) | 1987-02-25 |
Family
ID=16118199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60182434A Pending JPS6243128A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 投影光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6243128A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283927A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | 縮小投影露光装置 |
| KR100314552B1 (ko) * | 1995-04-04 | 2001-11-15 | 시마무라 테루오 | 노광장치 및 노광장치 작동방법 |
| JP2007518257A (ja) * | 2004-01-16 | 2007-07-05 | カール ツァイス エスエムテー アクチェンゲゼルシャフト | 光学系の光学測定のための装置及び方法、測定構造支持材、及びマイクロリソグラフィ投影露光装置 |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60182434A patent/JPS6243128A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283927A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | 縮小投影露光装置 |
| KR100314552B1 (ko) * | 1995-04-04 | 2001-11-15 | 시마무라 테루오 | 노광장치 및 노광장치 작동방법 |
| JP2007518257A (ja) * | 2004-01-16 | 2007-07-05 | カール ツァイス エスエムテー アクチェンゲゼルシャフト | 光学系の光学測定のための装置及び方法、測定構造支持材、及びマイクロリソグラフィ投影露光装置 |
| JP4782019B2 (ja) * | 2004-01-16 | 2011-09-28 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 光学系の光学測定のための装置及び方法、測定構造支持材、及びマイクロリソグラフィ投影露光装置 |
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