JP3391030B2 - Electronic device manufacturing method and pattern exposure method - Google Patents
Electronic device manufacturing method and pattern exposure methodInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイス（半導
体、液晶素子等）が構成される基板上にパターンを露光
する電子デバイスの製造方法及びパターン露光方法に係
わり、特に、光源からの光を基板上面まで透過可能な領
域を有するマスクを基板上に微小ギャップ介して重ね、
マスクパタ−ンを基板上に転写するプロキシミティ露光
における基板とマスクとの間のギャップ量を、簡単な構
成および方法で、高精度にしかも短時間に検出し、かつ
所定のギャップ量に設定するのに好適な電子デバイスの
製造方法及びパターン露光方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention exposes a pattern on a substrate on which electronic devices (semiconductors, liquid crystal elements, etc.) are formed.
The method of manufacturing an electronic device and the method of exposing a pattern of
A mask having a region is overlaid on the substrate through a minute gap,
The amount of the gap between the substrate and the mask in the proximity exposure for transferring the mask pattern onto the substrate can be detected with high precision and in a short time with a simple configuration and method, and the predetermined amount of gap can be set. Suitable for electronic devices
The present invention relates to a manufacturing method and a pattern exposure method .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、プロキシミティ露光におけるマス
クとウエハ間の微小ギャップ（数十μｍ）の検出方法
は、該ギャップ量の検出およびその設定の精度が、パタ
ーニング精度に直接影響し、製作される電子デバイスの
性能を左右するため、ギャップ量を間接的に求めるエア
マイクロメータを使用する方法や、超音波や光学系を使
用して直接的に測定する方法等、各種の方法が提案され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, a method of detecting a minute gap (several tens of μm) between a mask and a wafer in proximity exposure is manufactured because the accuracy of the gap amount and the setting thereof directly affect the patterning accuracy. In order to influence the performance of electronic devices, various methods have been proposed, such as a method using an air micrometer that indirectly determines the gap amount and a method that directly measures using an ultrasonic wave or an optical system. .
【０００３】前記光学系を使用する方法としては、マス
クおよびウエハの各表面位置を検出する焦点検出法、マ
スクパターンと基板への投影パターンの間隔を測定する
方法、受光面に形成される干渉縞を使用する方法等があ
る。As a method of using the above optical system, a focus detection method for detecting each surface position of a mask and a wafer, a method for measuring a distance between a mask pattern and a projection pattern on a substrate, and an interference fringe formed on a light receiving surface. There is a method of using.
【０００４】前記焦点検出法は、マスク表面と基板表面
とに設けられたパターンを光学系により別個に検出し、
両者のギャップ量を焦点位置の差から測定して検出する
もので、間接的に検出する方法である。In the focus detection method, the patterns provided on the mask surface and the substrate surface are separately detected by an optical system,
The gap amount between the two is measured and detected from the difference between the focal positions, which is an indirect detection method.
【０００５】つぎに、前記マスクパターンと基板への投
影パターンの間隔を測定する方法（例えば、特開昭６１
−２６７３２１号公報）は、マスクにパターンを設け、
該パターンを斜めから照明してその影をウエハ上に投影
し、マスクの反対側斜め上方に配置した光学的検出系に
より、マスクに設けたパターンの実像と、ウエハ上に写
るマスクパターンの虚像を検出し、前記実像と虚像との
間隔を求め、その間隔からギャップ量を算出してマスク
とウエハとのギャップを所定の値に設定し得るように構
成し、ギャップ量を正確に設定することを目的にしたも
のである。この場合、マスクパターンとウエハ上に投影
されたパターンとの間隔を、リニアイメージセンサで測
定することによりギャップ量を検出することが可能であ
る。Next, a method for measuring the interval between the mask pattern and the projected pattern on the substrate (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-61).
-267321), a pattern is provided on a mask,
The pattern is illuminated obliquely and its shadow is projected on the wafer, and an optical detection system arranged diagonally above the opposite side of the mask produces a real image of the pattern provided on the mask and a virtual image of the mask pattern projected on the wafer. Detecting the gap between the real image and the virtual image, calculating the gap amount from the gap to set the gap between the mask and the wafer to a predetermined value, and setting the gap amount accurately. It is intended. In this case, the gap amount can be detected by measuring the distance between the mask pattern and the pattern projected on the wafer with a linear image sensor.
【０００６】つぎに、前記干渉縞を使用する方法（例え
ば、特開昭６４−４７９０４号公報）は、マスクにレー
ザ光を斜め上から入射させ、ウエハおよびマスクからの
反射光を受光してその受光面に形成される干渉縞の周期
長（ピッチ）を検知し、この周期長からマスク−ウエハ
間のギャップの大きさを求めるに際して、マスク上面に
対する入射角をブリュウスター角に合わせ、かつその入
射光をＴＭ波（ｐ偏光）にするかまたは反射光からＴＭ
波成分（ｐ偏光成分）のみを取り出して干渉縞を形成さ
せるようにした構成で、マスク上面の反射の悪影響を除
去し、周期長検知を安定させて信頼性を向上させること
を目的にしたものである。Next, in the method using the interference fringes (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 64-47904), laser light is incident on the mask obliquely from above and the reflected light from the wafer and the mask is received and the laser light is received. When the period length (pitch) of the interference fringes formed on the light receiving surface is detected and the size of the gap between the mask and the wafer is determined from this period length, the incident angle to the mask upper surface is adjusted to the Brewster angle and Light is converted to TM wave (p polarized) or reflected light is converted to TM
With a configuration in which only the wave component (p-polarized component) is taken out to form interference fringes, the purpose is to eliminate the adverse effects of reflection on the upper surface of the mask, stabilize cycle length detection, and improve reliability. Is.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】パターン露光時におけ
るマスクと基板間のギャップ検出は、精度を高める上で
ギャップ量の絶対値を直接測定することが望ましいが、
前記従来の焦点検出法ではギャップ量の絶対値を直接的
に測定できないばかりか、焦点位置を移動させる機構の
精度に対する信頼性が十分でなく、それが検出精度に影
響するため、所望の高精度の検出・設定は望めないのが
実状であった。To detect the gap between the mask and the substrate during pattern exposure, it is desirable to directly measure the absolute value of the gap amount in order to improve the accuracy.
In the conventional focus detection method, the absolute value of the gap amount cannot be directly measured, and the reliability of the mechanism for moving the focus position is not sufficiently reliable, which affects the detection accuracy. It was the actual situation that the detection and setting of could not be expected.
【０００８】つぎに、ギャップの絶対値を直接的に測定
するようにした前記マスクパターンと基板への投影パタ
ーンの間隔を測定する方法は、マスクに対して所定場所
に所定形状のパターン設定が必要であり、マスクの設計
においてパターン設定のための特別のスペースを確保し
なければならなず、またこのため、ギャップ検出のため
のマスクに対する照射を、前記パターン設定位置に限定
して行わざるを得ない等の制約を受ける問題点を有して
いた。Next, in the method of measuring the interval between the mask pattern and the projection pattern on the substrate, which is designed to directly measure the absolute value of the gap, it is necessary to set a pattern having a predetermined shape at a predetermined position with respect to the mask. Therefore, it is necessary to secure a special space for pattern setting in the mask design, and therefore, the irradiation of the mask for gap detection must be limited to the pattern setting position. It had a problem that it was not available.
【０００９】一方、前記干渉縞のピッチを検出する方法
は、図９に示すレーザ光の入射角と反射角の関係（大気
中の屈折率ｎ1＝１．０，マスクの屈折率ｎ2＝１．５の
場合の関係）からわかるように、ＴＭ波の入射角をブリ
ュウスター角（以下、偏光角ともいう）ｉｐ1＝５６．
３°に合わせてマスク上面に入射させた場合は、図に実
線Ｒｐ（ｐ偏光）で示すように反射率がゼロになるた
め、すべてのレーザ光はマスク内に入射される。そし
て、入射されたレーザ光は、マスク内を屈折角３３．７
°で進みマスク下面に達する。さらに、マスク下面から
空気中（マスク−ウエハ間のギャップ部）に出る場合
は、図に点線Ｒｐで示すように、ブリュウスター角ｉｐ
2＝３３．７°で反射率がゼロになるため、すべてのレ
ーザ光は、マスク下面では反射せず透過してウエハ上に
到達する。On the other hand, in the method of detecting the pitch of the interference fringes, the relationship between the incident angle and the reflection angle of the laser beam shown in FIG. 9 (refractive index n 1 = 1.0 in air, refractive index n 2 = mask) As can be seen from the relationship (in the case of 1.5), the incident angle of the TM wave is defined as Brewster's angle (hereinafter, also referred to as polarization angle) ip 1 = 56.
When the light is incident on the upper surface of the mask at an angle of 3 °, the reflectance becomes zero as shown by the solid line Rp (p-polarized light) in the figure, so that all the laser light is incident on the mask. Then, the incident laser light has a refraction angle of 33.7 in the mask.
Proceed at ° and reach the bottom of the mask. Further, in the case of coming out from the lower surface of the mask into the air (gap portion between the mask and the wafer), as shown by a dotted line Rp in the figure, the Brewster's angle ip
Since the reflectance becomes zero at 2 = 33.7 °, all the laser light does not reflect on the lower surface of the mask but passes through and reaches the wafer.
【００１０】前述の如く、マスクに対してＴＭ波を斜め
上から入射する際、マスク上面に対する入射角をブリュ
ウスター角に合わせて入射させた場合は、入射させたＴ
Ｍ波はマスクの上面および下面で反射せず、そのすべて
がウエハ面に到達し該面にて反射することになる。そし
て、その反射した光は、マスク下面からマスク内を透過
したのち、マスク上面から、前記マスクに対する斜め上
からの入射角と同角度で、かつ法線に対して反対側に出
射する。このため上記構成においては、ウエハ上面およ
びマスク下面からの反射光のみによる二光束干渉は発生
せず、従って、干渉縞も形成されないことになるため、
前記ギャップの大きさを求めることができない問題点を
有している。As described above, when the TM wave is obliquely incident on the mask, if the incident angle with respect to the upper surface of the mask is made to match the Brewster's angle, the incident T wave is incident.
The M waves do not reflect on the upper and lower surfaces of the mask, and all reach the wafer surface and are reflected on the surface. Then, the reflected light is transmitted from the lower surface of the mask through the inside of the mask, and then is emitted from the upper surface of the mask at the same angle as the incident angle from the obliquely upper side to the mask and on the opposite side to the normal line. Therefore, in the above structure, the two-beam interference due to only the reflected light from the upper surface of the wafer and the lower surface of the mask does not occur, and therefore no interference fringes are formed.
There is a problem that the size of the gap cannot be obtained.
【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
電子デバイスのパターン露光時におけるマスクと基板間
のギャップ量を、簡単な構成および方法で、高精度にし
かも短時間に検出し、かつ所定のギャップ量に設定する
ことができる電子デバイスの製造方法及びパターン露光
方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art.
A method of manufacturing an electronic device capable of detecting a gap amount between a mask and a substrate during pattern exposure of the electronic device with a simple configuration and method, with high accuracy and in a short time, and setting the gap amount to a predetermined value. Pattern exposure
The purpose is to provide a method .
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電子デバイスの製造方法及びパターン
露光方法は、基板と該基板上にギャップを介して重ねた
露光用のマスクとの両者に光源からの光を照射し、この
照射による反射光を利用してギャップ量を検出し、前記
基板上にパターンを露光する際に、スリットパターン、
第一レンズの順に透過させた前記光源からの光を、この
光が前記基板上面まで透過可能な前記マスクの領域に対
して５０°〜７０°の入射角度で入射させて、前記マス
ク下面及び前記基板上面にスリットパターンを投影し、
この投影したスリットパターンをセンサで検出可能にす
る開口数を有する第二レンズを介して、反射光を前記セ
ンサで受光することにより該反射光の光強度を測定す
る。そして、この測定した光強度を光電変換して前記マ
スク下面における前記スリットパターンの反射光と前記
基板上面における前記スリットパターンの反射光の間隔
を検出し、この検出した間隔に対応するギャップ量が所
望のギャップ量と異なる場合には前記基板とマスクとの
間のギャップを変化させ、その検出した間隔に対応する
ギャップ量が所望のギャップ量である場合には前記基板
上にパターンを露光している。In order to achieve the above object, an electronic device manufacturing method and a pattern exposure method according to the present invention include both a substrate and an exposure mask which is superposed on the substrate via a gap. To irradiate light from a light source, to detect the gap amount using the reflected light by this irradiation, when exposing the pattern on the substrate, a slit pattern,
The light from the light source transmitted through the first lens in order is incident on the region of the mask through which the light can be transmitted to the upper surface of the substrate at an incident angle of 50 ° to 70 °, and the lower surface of the mask and the mask are exposed. Project the slit pattern on the upper surface of the substrate,
The light intensity of the reflected light is measured by receiving the reflected light with the sensor through a second lens having a numerical aperture that allows the sensor to detect the projected slit pattern. Then, the measured light intensity is photoelectrically converted to detect an interval between the reflected light of the slit pattern on the lower surface of the mask and the reflected light of the slit pattern on the upper surface of the substrate, and a gap amount corresponding to the detected interval is desired. The gap amount between the substrate and the mask is changed when the gap amount is different from the above, and the pattern is exposed on the substrate when the gap amount corresponding to the detected gap is a desired gap amount. .
【００１３】
また、上記本発明において、上記電子デバ
イスの製造方法における当該電子デバイスは半導体デバ
イス又は液晶素子であり、上記パターン露光方法におけ
る基板は半導体デバイス又は液晶素子に用いられる基板
であってもよく、スリットパターンのスリット幅を第一
レンズの解像限界及び第二レンズの解像限界に近い値と
してもよい。また、上記本発明において、検出した間隔
に対応するギャップ量が所望のギャップ量と異なる場合
には、その夫々のギャップ量の差を小さくするように基
板とマスクとの間のギャップを変化させてもよく、この
ギャップの変化を、基板を移動させることにより行って
もよい。 In the present invention, the electronic device in the method of manufacturing the electronic device may be a semiconductor device or a liquid crystal element, and the substrate in the pattern exposure method may be a substrate used for the semiconductor device or the liquid crystal element. The slit width of the slit pattern may be a value close to the resolution limit of the first lens and the resolution limit of the second lens. Further, in the present invention, when the gap amount corresponding to the detected interval is different from the desired gap amount, the gap between the substrate and the mask is changed so as to reduce the difference between the respective gap amounts. Alternatively, the change in the gap may be performed by moving the substrate.
【００１４】
更に、上記本発明において、マスクに入射
させる光はＳ偏光成分（例えばレーザー光のＳ偏光成
分）であってもよい。 Furthermore, in the present invention, light is incident on the mask may be S-polarized light component (e.g. S polarized light component of the laser beam).
【００１５】[0015]
【００１６】[0016]
【００１７】[0017]
【作用】上記構成としたことにより、基板上のマスクに
対して微小面積の形状パターン、例えば矩形状のスリッ
トを介してレーザ光のうちｓ偏光成分（以下、ＴＥ波と
もいう）を、レンズを通して例えば５０°〜７０°で照
射すると、該照射光のうち約３０％がマスク上面で反射
するが、残り約７０％はマスク内に入射しマスク内を透
過してマスク下面に達する。このマスク内を透過する角
度は、マスクの屈折率（通常、ガラスで１．５）により
決まる。マスク下面では、該マスク内を透過した光によ
り前記スリット像を投影結像するとともに、該透過光の
約３０％を反射し、投影像の反射光をマスク内を透過し
てマスク上面から出射させる。一方、前記透過光の残り
約７０％は、マスクと基板間のギャップの空気中に出射
し基板上に到達する。この空気中に出射された光強度
は、マスクへの入射光の約半分の強度になる。基板上に
は、該基板上に到達した光によりマスク下面と同様に前
記スリット像が投影結像され、該投影像の反射光はマス
ク下面よりマスク内を透過し、マスク上面より出射す
る。With the above structure, the s-polarized component (hereinafter, also referred to as TE wave) of the laser light is passed through the lens through the shape pattern having a small area, for example, a rectangular slit, with respect to the mask on the substrate. for example, irradiation with 50 ° to 70 °, but about 30% of該照Shako is reflected by the upper surface of the mask, the remaining 70% reach the mask lower surface and transmitted through the mask is incident on the mask. Angle transmitted through the mask is determined by the refractive index of the mask (typically, 1.5 glass). The mask lower surface, as well as projection imaging the slit image by light transmitted through the said mask, and reflects about 30% of the transmitted light, is emitted from the mask upper surface reflected light of the projected image passes through the inside mask . On the other hand, the remaining about 70% of the transmitted light is emitted into the air in the gap between the mask and the substrate and reaches the substrate. The intensity of the light emitted into the air is about half the intensity of the light incident on the mask . The slit image is projected and formed on the substrate by the light reaching the substrate similarly to the lower surface of the mask, and the reflected light of the projected image is transmitted from the lower surface of the mask into the mask and is emitted from the upper surface of the mask.
【００１８】前記出射した各投影像の反射光は、マスク
上に立てた法線に対して前記照射角度と同角度の反対方
向に受光光学系のレンズを介して受光され、前記スリッ
ト像をリニアイメージセンサ上に投影結像させる。この
投影像のうち一定レベル以上の信号波形を検出して光電
変換し、さらに２つのピーク値を抽出してそのピーク値
の間隔を測定する。この間隔は、マスクと基板間のギャ
ップ量と、リニアイメージセンサ上に投影結像されるス
リット像の間隔との関係が、予め入力されている演算手
段を介して前記関係と比較・演算され、測定された間隔
に対するギャップ量と所望のギャップ量との差が算出さ
れる。そして、その差がゼロになる前記ピーク値の間隔
を、例えば、基板の上下移動によるギャップ量の変化に
より求め、所望のギャップ量を検出するとともに、マス
クと基板の両者を該検出したギャップ量に設定する。The emitted reflected light of each projection image is received through the lens of the light receiving optical system in the opposite direction of the same angle as the irradiation angle with respect to the normal line standing on the mask , The slit image is projected and imaged on the linear image sensor. A signal waveform of a certain level or higher is detected in this projected image, photoelectrically converted, two peak values are extracted, and the interval between the peak values is measured. As for this interval, the relationship between the amount of the gap between the mask and the substrate and the interval between the slit images projected and imaged on the linear image sensor is compared and calculated with the relationship via the previously input arithmetic means, The difference between the measured gap and the desired gap amount is calculated. Then, an interval between the peak value and the difference is zero, for example, determined by a change in gap amount by vertical movement of the substrate, and detects the desired gap amount, mass
Set to click and the gap amount of the detected both the substrate.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１ないし図７
および図９を参照して説明する。図１はプロキシミティ
露光におけるマスクと基板間のギャップ検出・設定の光
学系の基本構成説明図、図２はマスクおよび基板におけ
る照射光の反射と透過の状態を示す図、図３はギャップ
量の算出方法説明図、図４はリニアイメージセンサ上の
スリット像の間隔とギャップ量との関係説明図、図５は
マスクと基板間のギャップ検出・設定装置の全体概略構
成図、図６はギャップ検出・設定方法のフローチャー
ト、図７は図５に示す装置をプロキシミティ露光に適用
した例を示す斜視図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
And it demonstrates with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of an optical system for detecting and setting a gap between a mask and a substrate in proximity exposure, FIG. 2 is a diagram showing a state of reflection and transmission of irradiation light on the mask and the substrate, and FIG. Calculation method explanatory diagram, FIG. 4 is an explanatory diagram of the relationship between the gap between the slit images on the linear image sensor and the gap amount, FIG. 5 is an overall schematic configuration diagram of the gap detection / setting device between the mask and the substrate, and FIG. A flow chart of the setting method, and FIG. 7 is a perspective view showing an example in which the apparatus shown in FIG. 5 is applied to proximity exposure.
【００２０】図１において、１は露光用のマスク、１ａ
はマスク１の上面、１ｂはマスク１の下面である。２は
マスク１の下面１ｂと微小ギャップｇを介して重ねられ
ている基板、３は照射光学系で、照射光学系３は、レー
ザ光源６、該レーザ光源６より照射されるレーザ光を拡
大コリメートするコリメータレンズ７、微小幅Ｗのスリ
ット（この場合は矩形状）２０を設けたスリット板８お
よびスリット２０をマスク１の下面１ｂ（以下、単に下
面１ｂという）と基板２上とにそれぞれ投影結像させる
レンズ９により構成されている。図１（ｂ）は図１
（ａ）のｂ−ｂ矢視図で、前記下面１ｂに投影されたス
リット像２０ａと基板２上に投影されたスリット像２０
ｂとを示している。In FIG. 1, reference numeral 1 is an exposure mask , and 1a.
Is the upper surface of the mask 1 and 1b is the lower surface of the mask 1. Reference numeral 2 denotes a substrate which is superposed on the lower surface 1b of the mask 1 through a minute gap g, and 3 denotes an irradiation optical system. The irradiation optical system 3 enlarges and collimates a laser light source 6 and laser light emitted from the laser light source 6. The collimator lens 7, the slit plate 8 provided with a slit (rectangular shape in this case) 20 having a minute width W, and the slit 20 are projected onto the lower surface 1b of the mask 1 (hereinafter, simply referred to as the lower surface 1b) and the substrate 2 respectively. It is composed of an image-forming lens 9. 1 (b) is shown in FIG.
In the bb arrow view of (a), the slit image 20a projected on the lower surface 1b and the slit image 20 projected on the substrate 2 are shown.
b is shown.
【００２１】４は受光光学系で、受光光学系４は、前記
スリット像２０ａ，２０ｂの反射光を、マスク上面１ａ
に立てた法線に対して前記照射光と反対側の斜め上方
に、前記レーザ光の照射角度と同角度の反射角度で受光
させるレンズ１０を有している。１１はレンズ１０を介
したスリット像２０ａ，２０ｂを受光画素列上に投影結
像し、該投影像のうち一定レベル以上の信号波形を検出
するリニアイメージセンサー、１２はリニアイメージセ
ンサー１１のセンシング部が狭いことから受光画素列上
への投影結像に際してスリット像２０ａ，２０ｂを圧縮
するシリンドリカルレンズ、１３はリニアイメージセン
サー１１の検出した信号波形を光電変換し、電気信号の
コントラストとして出力する光電変換回路である。符号
１１，１２，１３によりスリット像２０ａ，２０ｂの検
出系５を構成している。A light receiving optical system 4 receives the reflected light of the slit images 20a and 20b from the mask upper surface 1a.
A lens 10 for receiving light at a reflection angle that is the same as the irradiation angle of the laser light is provided obliquely above the side opposite to the irradiation light with respect to the normal line set up. Reference numeral 11 is a linear image sensor for projecting the slit images 20a, 20b through the lens 10 onto the light receiving pixel array and detecting a signal waveform of a certain level or higher in the projected image. Reference numeral 12 is a sensing unit of the linear image sensor 11. Since it is narrow, a cylindrical lens that compresses the slit images 20a and 20b at the time of projection image formation on the light receiving pixel array, and 13 photoelectrically converts the signal waveform detected by the linear image sensor 11 and outputs it as a contrast of an electric signal. Circuit. Reference numerals 11, 12, and 13 form a detection system 5 for the slit images 20a and 20b.
【００２２】前記照射光学系３におけるレンズ９および
受光光学系４におけるレンズ１０の開口数（以下、ＮＡ
と略記する）と、スリット２０の幅Ｗとの関係は、以下
のように設定されている。すなわち、下面１ｂと基板２
とが微小ギャップｇを介して重ねられている場合、下面
１ｂに結像したスリット像２０ａと、基板２に結像した
スリット像２０ｂとの距離ｄはｇ／ｃｏｓθとなり、ま
た、検出すべき最大ギャップがＧの場合には距離ｄは当
然にＧ／ｃｏｓθとなるが、最大ギャップＧの範囲で各
スリット像２０ａ，２０ｂが、結像すべき面で焦点ぼけ
を起こさないようにすることが必要である。そのため、
レンズ９，１０のＮＡは次式により設定されている。The numerical aperture of the lens 9 in the irradiation optical system 3 and the lens 10 in the light receiving optical system 4 (hereinafter referred to as NA
And a width W of the slit 20 are set as follows. That is, the lower surface 1b and the substrate 2
When and are overlapped with each other via the minute gap g, the distance d between the slit image 20a formed on the lower surface 1b and the slit image 20b formed on the substrate 2 is g / cos θ, and the maximum to be detected is When the gap is G, the distance d naturally becomes G / cos θ, but it is necessary to prevent the slit images 20a and 20b from defocusing on the surface to be imaged within the range of the maximum gap G. Is. for that reason,
The NAs of the lenses 9 and 10 are set by the following equation.
【００２３】[0023]
【数１】 [Equation 1]
【００２４】ここで、λ：光の波長、θ：入射角度、
Ｇ：検出すべき最大ギャップ量である。Here, λ: wavelength of light, θ: incident angle,
G: Maximum gap amount to be detected.
【００２５】前記ＮＡの決定によりスリット幅Ｗは次式
により設定される。The slit width W is set by the following equation by the determination of the NA.
【００２６】[0026]
【数２】 [Equation 2]
【００２７】ここで、ｋ：定数（０．６〜０．８）、
λ：光の波長、θ：入射角度、Ｇ：検出すべき最大ギャ
ップ量である。Where k is a constant (0.6 to 0.8),
λ: wavelength of light, θ: incident angle, G: maximum gap amount to be detected.
【００２８】上記数２の式で求めたスリット幅Ｗの値
は、レンズ９，１０の解像限界を示しているが、これ
は、ギャップｇが特に微小の場合にはスリット像２０ａ
と２０ｂとが接近して重なり合い、各像を明確に検出す
ることができなくなる可能性があるからである。即ち、
スリット幅Ｗの値を、レンズ９，１０におけるＮＡの解
像限界よりかなり大きくした場合には、同様の現象を生
じて各像を明確に検出することができなくなるからであ
り、そのため、スリット幅Ｗの値は、レンズ９，１０の
解像限界にできるだけ近い値にすることが望ましい。The value of the slit width W obtained by the equation (2) indicates the resolution limit of the lenses 9 and 10. This is because when the gap g is extremely small, the slit image 20a.
And 20b may approach each other and overlap each other, and it may not be possible to clearly detect each image. That is,
This is because if the value of the slit width W is made considerably larger than the resolution limit of NA in the lenses 9 and 10, the same phenomenon occurs and it becomes impossible to clearly detect each image. It is desirable that the value of W be as close as possible to the resolution limit of the lenses 9 and 10.
【００２９】つぎに図２において、入射角θで照射され
たレーザ光のｓ偏光成分は、マスク１の上面１ａにて一
部反射し残りはマスク１内に進入する。この場合、図９
に示すように入射角θを、例えば６７°にすると、同図
に示すように反射率は３０％になり、従ってマスク１内
には残り７０％が進入することになる。進入するＴＥ波
は、マスク１の屈折率が１．５であるため屈折角３８°
で進み、下面１ｂに達する。このため、下面１ｂにマス
ク１を透過した光によりスリット像２０ａを投影結像す
るとともに、該位置にて透過光の約３０％を反射させ、
残りの約７０％をギャップｇの空気中に出射して基板２
上に到達させる。前記下面１ｂにおける反射光は、マス
ク１の上面１ａから出射するものと、該上面１ａにて再
び反射してマスク１内に進入するものとに分かれ、この
作用を繰り返す。一方、前記基板２上に到達した光は、
該面にスリット像２０ｂを投影結像するとともに、該面
にてほぼ鏡面反射した後、下面１ｂおよび上面１ａにお
いて反射，透過および出射を繰り返す。ここで、上面１
ａから出射する光は、いずれもマスク上面１ａに立てた
法線に対して前記照射方向と反対方向に、入射角度θ＝
６７°と同角度のθ´＝６７°で出射する。Next, in FIG. 2, the s-polarized component of the laser light emitted at the incident angle θ is partially reflected on the upper surface 1 a of the mask 1 and the rest enters the mask 1. In this case,
When the incident angle θ is, for example, 67 ° as shown in FIG. 3, the reflectance becomes 30% as shown in the figure, so that the remaining 70% enters the mask 1. The incoming TE wave has a refraction angle of 38 ° because the mask 1 has a refractive index of 1.5.
To reach the lower surface 1b. Therefore, the slit image 20a is projected and imaged on the lower surface 1b by the light transmitted through the mask 1, and about 30% of the transmitted light is reflected at the position,
The remaining about 70% is emitted into the air in the gap g and the substrate 2
To reach the top. The reflected light on the lower surface 1b is divided into one that is emitted from the upper surface 1a of the mask 1 and one that is reflected by the upper surface 1a again and enters the mask 1, and this operation is repeated. On the other hand, the light arriving on the substrate 2 is
The slit image 20b is projected and imaged on the surface, and after being almost specularly reflected on the surface, reflection, transmission and emission are repeated on the lower surface 1b and the upper surface 1a. Where the top surface 1
The light emitted from a is incident angle θ = in the direction opposite to the irradiation direction with respect to the normal line standing on the mask upper surface 1a.
The light is emitted at θ ′ = 67 ° which is the same angle as 67 °.
【００３０】なお、図２の各光路に付した数字は、マス
ク上面１ａに対するレーザ光のｓ偏光成分の入射強度を
１．０とした場合の光強度の割合を示したものであり、
下面１ｂにスリット像２０ａを結像させた光が上面１ａ
から出射する場合の光強度は約１５％、基板２にスリッ
ト像２０ｂを投影結像させた光が上面１ａから出射する
場合の光強度は約２４％である。The numbers attached to the respective optical paths in FIG. 2 show the ratio of the light intensity when the incident intensity of the s-polarized component of the laser light on the mask upper surface 1a is 1.0.
The light obtained by forming the slit image 20a on the lower surface 1b is the upper surface 1a.
The light intensity of the light emitted from the substrate is about 15%, and the light intensity of the light obtained by projecting the slit image 20b on the substrate 2 from the upper surface 1a is about 24%.
【００３１】図３において、前記図１と同様に、入射角
度θでスリット２０を照射し、下面１ｂおよび基板２上
に投影結像させた場合、下面１ｂに結像したスリット像
２０ａと、基板２に結像したスリット像２０ｂとの距離
ｄは、ギャップをｇとするとｇ／ｃｏｓθで表される
が、リニアイメージセンサー１１上に投影されるスリッ
ト像２０ａ，２０ｂの投影像２０Ａ，２０Ｂの間隔Ｄ
は、検出系５への拡大倍率をｎとした場合、Ｄ＝２・ｎ
・ｇｓｉｎθで表される。これを、前記入射角度θ＝６
７°の場合についてみると、間隔Ｄは、［１．８４ｎ・
ｇ］で表される。このような間隔Ｄとギャップｇとの相
関から、間隔Ｄを測定することによりギャップｇを、簡
単かつ容易に求めることができる。In FIG. 3, as in the case of FIG. 1, when the slit 20 is irradiated at an incident angle θ and projected and imaged on the lower surface 1b and the substrate 2, the slit image 20a imaged on the lower surface 1b and the substrate are formed. The distance d to the slit image 20b formed in 2 is represented by g / cos θ when the gap is g, and the distance between the projected images 20A and 20B of the slit images 20a and 20b projected on the linear image sensor 11 is represented by D
Is D = 2 · n, where n is the magnification of the detection system 5.
-Represented by gsinθ. This is the incident angle θ = 6
As for the case of 7 °, the interval D is [1.84n ·
g]. The gap g can be easily and easily obtained by measuring the gap D from the correlation between the gap D and the gap g.
【００３２】つぎに、図４を参照して前記間隔Ｄの具体
的な算出方法を説明する。図４（ａ）はリニアイメージ
センサー１１の受光画素列１１ａ上の投影像を示し、図
４（ｂ）はリニアイメージセンサ１１の画素数ｍとギャ
ップｇとの関係を示す。図４（ａ）において、間隔Ｄは
画素ピッチｐと投影像２０Ａと２０Ｂとの間の画素数ｍ
を掛けたｍ・ｐで表すことができる。この場合、リニア
イメージセンサー１１の画素ピッチｐは既知である。一
方、図４（ｂ）からわかるように、画素数ｍとギャップ
ｇとは比例関係にあり、しかも２・ｎ・ｇｓｉｎθで表
される間隔Ｄは、拡大倍率ｎと入射角度θが照射光学系
３および受光光学系４の仕様で既知である。このため、
ギャップｇは投影像２０Ａと２０Ｂとの間の画素数ｍを
測定するだけで、一義的に決定されることになる。Next, a specific method of calculating the interval D will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a projected image on the light receiving pixel row 11a of the linear image sensor 11, and FIG. 4B shows the relationship between the number of pixels m of the linear image sensor 11 and the gap g. In FIG. 4A, the interval D is the pixel pitch p and the number of pixels m between the projected images 20A and 20B.
It can be expressed by m · p. In this case, the pixel pitch p of the linear image sensor 11 is known. On the other hand, as can be seen from FIG. 4 (b), the number of pixels m and the gap g are in a proportional relationship, and the interval D represented by 2 · n · g sin θ is equal to the enlargement magnification n and the incident angle θ. 3 and the specifications of the light receiving optical system 4 are known. For this reason,
The gap g is uniquely determined only by measuring the number of pixels m between the projected images 20A and 20B.
【００３３】従って、リニアイメージセンサ１１の画素
数ｍとギャップｇの関係を、予めテーブル化しデータ入
力しておくことにより、求められた画素数ｍからギャッ
プｇの値を、高精度にしかも短時間に算出することが可
能になる。Therefore, the relationship between the number of pixels m of the linear image sensor 11 and the gap g is tabulated in advance and data is input, and the value of the gap g can be calculated from the obtained number of pixels m with high accuracy and in a short time. It becomes possible to calculate.
【００３４】前記マスクと基板間のギャップ検出・設定
方法を具現する装置の一実施例を、図５を参照して説明
する。図中、図１と同符号のものは同じものを示す。図
において、１４はインターフェース回路、１５は光電変
換回路１３およびインターフェース回路１４を介してリ
ニアイメージセンサ１１に接続されている記憶演算部、
１６は図４（ｂ）に示すリニアイメージセンサ１１の画
素数ｍとギャップｇの関係をテーブル化したデータで、
データ１６は記憶演算部１５に格納されている。２１は
マスク１を固定支持するマスクホルダー、２２は基板２
を固定支持する基板チャック、２３は基板チャック２２
を載置してＺ軸方向に移動させる上下移動機構、２４は
上下移動機構２３を駆動させる駆動回路で、インターフ
ェース回路１４を介して記憶演算部１５に接続されてい
る。An embodiment of an apparatus for implementing the method of detecting and setting the gap between the mask and the substrate will be described with reference to FIG. In the figure, the same symbols as those in FIG. 1 indicate the same components. In the figure, 14 is an interface circuit, 15 is a storage operation unit connected to the linear image sensor 11 via the photoelectric conversion circuit 13 and the interface circuit 14,
16 is data tabulating the relationship between the number of pixels m of the linear image sensor 11 shown in FIG.
The data 16 is stored in the storage operation unit 15. Reference numeral 21 is a mask holder for fixedly supporting the mask 1, and 22 is a substrate 2.
A substrate chuck for fixedly supporting the substrate chuck 23;
An up-and-down moving mechanism for mounting and moving in the Z-axis direction, and a driving circuit 24 for driving the up-and-down moving mechanism 23 are connected to the storage operation section 15 via the interface circuit 14.
【００３５】前記図５に示す装置によりギャップｇを具
体的に検出・設定する方法を、図６のフローチャートを
参照して説明する。まず、マスク１をマスクホルダー２
１上に、また、基板２を基板チャック２２上にそれぞれ
セットする。セット時のギャップｇ1は所望の設定ギャ
ップｇより大きい値にする。この状態においてリニアイ
メージセンサ１１により一定レベル以上の波形を検出
し、検出した波形のうちからピーク波形２つを抽出す
る。この抽出したピーク波形のどちらの波形がマスク１
のもので、どちらが基板２のものかは、受光光学系４の
構成からリニアイメージセンサ１１上への投影位置が既
知になっているため判別は容易である。そして、前記ピ
ーク波形２つの抽出をさらに容易にするため、受光光学
系４およびリニアイメージセンサー１１を、マスク１お
よび基板２からの反射光のうち最大の光強度（３０％）
であるマスク上面１ａからの反射光が、リニアイメージ
センサー１１の検出範囲外になるように構成している。
これは、マスク１の厚さに対してギャップｇの値が非常
に小さいことから容易に可能である。A method for specifically detecting and setting the gap g by the apparatus shown in FIG. 5 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, mask 1 and mask holder 2
1 and the substrate 2 is set on the substrate chuck 22. The gap g 1 at the time of setting is set to a value larger than the desired set gap g. In this state, the linear image sensor 11 detects a waveform of a certain level or higher, and two peak waveforms are extracted from the detected waveforms. Which waveform of the extracted peak waveform is mask 1
It is easy to determine which is the substrate 2 because the projection position on the linear image sensor 11 is known from the configuration of the light receiving optical system 4. Then, in order to further facilitate extraction of the two peak waveforms, the light receiving optical system 4 and the linear image sensor 11 are set to the maximum light intensity (30%) of the reflected light from the mask 1 and the substrate 2.
The light reflected from the mask upper surface 1a is outside the detection range of the linear image sensor 11.
This is easily possible because the value of the gap g is very small with respect to the thickness of the mask 1.
【００３６】つぎに、前記２つの検出波形のリニアイメ
ージセンサ１１上の画素番地Ａ，Ｂを検出する。この場
合の画素番地は、検出波形の中心を検出し、その中心を
画素番地とする。検出した画素番地Ａ，Ｂは記憶演算装
置１５に入力されるが、前記図４（ｂ）に示したよう
に、画素数ｍとギャップｇとの関係は一義的に決まって
いるため、画素番地Ａ，Ｂ間の画素数ｍ1が測定される
と、該画素数ｍ1に対応するギャップｇ1が検出される。
つづいて画素数ｍ1を所望の設定ギャップｇに対する画
素数ｍと比較するため、駆動回路２４を介して上下移動
機構２３を駆動し、画素数ｍ1と画素数ｍとの差がゼロ
になるまで基板２を基板チャック２２とともに移動させ
る。画素数の差がゼロになった位置が検出する所望のギ
ャップｇの位置であり、ギャップ検出・設定を完了す
る。Next, the pixel addresses A and B on the linear image sensor 11 having the two detection waveforms are detected. For the pixel address in this case, the center of the detected waveform is detected, and the center is set as the pixel address. The detected pixel addresses A and B are input to the storage / calculation device 15. However, as shown in FIG. 4B, the relationship between the number of pixels m and the gap g is uniquely determined. a, the number of pixels m 1 between B is measured, the gap g 1 corresponding to該画prime m 1 is detected.
Subsequently, in order to compare the number of pixels m 1 with the number of pixels m with respect to the desired setting gap g, the vertical movement mechanism 23 is driven via the drive circuit 24, and the difference between the number of pixels m 1 and the number of pixels m becomes zero. The substrate 2 is moved together with the substrate chuck 22. The position where the difference in the number of pixels becomes zero is the position of the desired gap g to be detected, and the gap detection / setting is completed.
【００３７】このように、本発明においては、マスク１
または基板２に特定のパターンを設ける必要がなく、従
って、マスク１の設計においてパターン設定のための特
別のスペース確保や、マスク１に対する照射を前記パタ
ーン設定位置に限定して行う等の制約を受けることがな
い。このため、所望のギャップｇを直接に絶対値で検出
することが可能になり、高精度のギャップ検出および設
定を可能にする。As described above, in the present invention, the mask 1
Alternatively, it is not necessary to provide a specific pattern on the substrate 2, and therefore there are restrictions such as securing a special space for pattern setting in the design of the mask 1 and performing irradiation on the mask 1 only at the pattern setting position. Never. Therefore, the desired gap g can be directly detected by an absolute value, and highly accurate gap detection and setting can be performed.
【００３８】図７は実用例で、３０は前記照射光学系
３，受光光学系４，検出系５からなるギャップ検出系、
３１はマスク１の上方に配設された露光照明系である。
本発明を実際のプロキシミティ露光装置に適用する場合
には、マスク１および基板２の面積が大きいことから、
該両者の面の傾きを精度よく制御しなければ高精度のギ
ャップ検出・設定をすることはできない。これは図に示
すように、マスク１と基板２の面内の少なくとも３個所
のギャップｇを検出することにより対応することが可能
であるが、本実施例においては、ギャップ検出系３０を
面内の任意の３個所に配設し、該ギャップ検出系３０に
対応させた各位置に基板チャック２２の上下移動機構２
３をそれぞれ独立に駆動可能に配設するとともに、マス
ク１の上方に、露光照明系３１と、マスク１と基板２の
各パターンを位置合わせする図示しないアライメント検
出光学系とを設ける構成になっている。そして、この構
成に対して、前述のギャップ検出・設定方法を前記３個
所についてそれぞれ実施することにより、簡単な構成お
よび方法で、所定のギャップを高精度にしかも短時間に
設定することが可能になる。FIG. 7 shows a practical example, 30 is a gap detection system including the irradiation optical system 3, the light receiving optical system 4 and the detection system 5,
An exposure illumination system 31 is provided above the mask 1.
When the present invention is applied to an actual proximity exposure apparatus, since the areas of the mask 1 and the substrate 2 are large,
High-accuracy gap detection / setting cannot be performed unless the inclinations of both surfaces are accurately controlled. This can be dealt with by detecting at least three gaps g in the plane of the mask 1 and the substrate 2 as shown in the figure, but in the present embodiment, the gap detection system 30 is placed in the plane. Of the substrate chuck 22, and the vertical movement mechanism 2 of the substrate chuck 22 is provided at each of the three positions.
3 are arranged so that they can be driven independently of each other, and an exposure illumination system 31 and an alignment detection optical system (not shown) for aligning the patterns of the mask 1 and the substrate 2 are provided above the mask 1. There is. By performing the above-described gap detection / setting method for each of the three points in this configuration, it is possible to set a predetermined gap with high accuracy and in a short time with a simple configuration and method. Become.
【００３９】つぎに図８は、本発明のプロキシミティ露
光におけるマスクと基板間のギャップ検出・設定の光学
系の基本構成説明図で、前記実施例の変形例である。図
中、図１と同符号のものは同じものを示す。図におい
て、１８はレーザ光を遮光する微小幅Ｗの矩形状のパタ
ーン４０を設けたガラス板である。図８（ｂ）は図８
（ａ）のｂ−ｂ矢視図で、４０ａはマスク下面１ｂに投
影されたパターン像、４０ｂは基板２上に投影されたパ
ターン像を示す。上記以外の構成は、前記図１に示す構
成と同じである。この変形例の構成は、前記実施例がレ
ーザ光をスリット２０を透過させたのに対して、反対
に、レーザ光をパターン４０により遮光したもので、投
影像のピーク値の間隔を測定して所定のギャップｇを検
出し設定するアルゴリズムは、前述の実施例の方法と同
様であり、同一の作用・効果を奏するのは勿論である。[0039] Next Fig. 8 is a basic configuration diagram of an optical system of the gap detection and setting between the mask and the substrate in the up Rokishimiti exposure of the present invention is a modification of the embodiment. In the figure, the same symbols as those in FIG. 1 indicate the same components. In the figure, reference numeral 18 is a glass plate provided with a rectangular pattern 40 having a minute width W that shields laser light. FIG. 8B is the same as FIG.
In the bb arrow view of (a), 40a shows the pattern image projected on the mask lower surface 1b, and 40b shows the pattern image projected on the substrate 2. The configuration other than the above is the same as the configuration shown in FIG. Structure of this modification is that the front you施例has a laser beam is transmitted through the slit 20, on the contrary, which was shielded by the laser beam pattern 40, measured intervals of the peak value of the projected image algorithm for setting detects a predetermined gap g and is similar to the method of the real施例the foregoing, it is of course provides the same effects.
【００４０】なお、上記実施例は、本発明をプロキシミ
ティ露光に適用する場合について説明したが、本発明は
これに限定されることなく、例えばＸ線露光等において
も適用可能なことは勿論である。[0040] Incidentally, the upper you施例is, the present invention has been described for the case of applying a proximity exposure, the present invention is not limited thereto, for example, also applicable in the X-ray exposure, etc. Of course.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電子デバ
イスの製造方法及びパターン露光方法において、基板と
マスクとの間のギャップ量を、簡単な構成および方法
で、高精度にしかも短時間に検出し、かつ所定のギャッ
プ量に設定することができる効果を奏する。As described above, the present invention provides an electronic device.
In the method and pattern exposure method of the chair, and the substrate
The gap amount between the mask and the mask can be detected with high accuracy and in a short time with a simple configuration and method, and a predetermined gap amount can be set.
【図１】本発明の一実施例で、プロキシミティ露光にお
けるマスクと基板間のギャップ検出・設定の光学系の基
本構成説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of an optical system for detecting and setting a gap between a mask and a substrate in proximity exposure according to an embodiment of the present invention.
【図２】マスクおよび基板における照射光の反射と透過
の状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing states of reflection and transmission of irradiation light on a mask and a substrate.
【図３】ギャップ量の算出方法説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of calculating a gap amount.
【図４】リニアイメージセンサ上のスリット像の間隔と
ギャップ量との関係説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a relationship between a gap between slit images on a linear image sensor and a gap amount.
【図５】マスクと基板間のギャップ検出・設定装置の全
体概略構成図である。FIG. 5 is an overall schematic configuration diagram of a device for detecting and setting a gap between a mask and a substrate.
【図６】ギャップ検出・設定方法のフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart of a gap detection / setting method.
【図７】図５に示す装置をプロキシミティ露光に適用し
た例を示す斜視図である。7 is a perspective view showing an example in which the apparatus shown in FIG. 5 is applied to proximity exposure.
【図８】本実施例の変形例である。FIG. 8 is a modification of the present embodiment .
【図９】レーザ光の入射角と反射率の関係を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an incident angle of laser light and reflectance.
１…マスク、１ａ…上面、１ｂ…下面、２…基板、３…
照射光学系、４…受光光学系、５…検出系、６…レーザ
光源、８…スリット板、９，１０…レンズ、１１…リニ
アイメージセンサー、１３…光電変換回路、１５…記憶
演算部、１６…データ、２０…スリット、２０ａ，２０
ｂ…スリット像、２０Ａ，２０Ｂ…投影像、２３…上下
移動機構、３０…ギャップ検出系、４０…パターン。1 ... Mask, 1a ... Upper surface, 1b ... Lower surface, 2 ... Substrate, 3 ...
Irradiation optical system, 4 ... Receiving optical system, 5 ... Detection system, 6 ... Laser light source, 8 ... Slit plate, 9, 10 ... Lens, 11 ... Linear image sensor, 13 ... Photoelectric conversion circuit, 15 ... Storage arithmetic unit, 16 ... data, 20 ... slits, 20a, 20
b ... Slit image, 20A, 20B ... Projected image, 23 ... Vertical movement mechanism, 30 ... Gap detection system, 40 ... Pattern.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝田 行広 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所 生産技術研究所 内 (56)参考文献 特開 昭62−20311（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 521 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukihiro Shibata 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Production Technology Laboratory (56) Reference JP-A-62-20311 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20 521
Claims (16)
た露光用のマスクとの両者に光源からの光を照射し、該
照射による反射光を利用してギャップ量を検出し、前記
基板上にパターンを露光する電子デバイスの製造方法に
おいて、 スリットパターン、第一レンズの順に透過させた前記光
源からの光を、該光が前記基板上面まで透過可能な前記
マスクの領域に対して５０°〜７０°の入射角度で入射
させて、前記マスク下面及び前記基板上面にスリットパ
ターンを投影し、 この投影したスリットパターンをセンサで検出可能にす
る開口数を有する第二レンズを介して、反射光を前記セ
ンサで受光することにより該反射光の光強度を測定し、 この測定した光強度を光電変換して前記マスク下面にお
ける前記スリットパターンの反射光と前記基板上面にお
ける前記スリットパターンの反射光の間隔を検出し、 この検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量と異なる場合には、前記基板とマスクとの間のギャ
ップを変化させ、 前記検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量である場合には、前記基板上にパターンを露光する
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 1. A substrate is irradiated with light from a light source on both a substrate and an exposure mask which is superposed on the substrate via a gap, and the amount of the gap is detected by utilizing the reflected light resulting from the irradiation. In a method of manufacturing an electronic device, which exposes a pattern on a substrate, light from the light source transmitted through a slit pattern and a first lens in this order is 50 ° with respect to an area of the mask through which the light can be transmitted to the upper surface of the substrate. The reflected light is incident on the lower surface of the mask and the upper surface of the substrate with an incident angle of ˜70 °, and a second lens having a numerical aperture that allows the sensor to detect the projected slit pattern. Is measured by the sensor to measure the light intensity of the reflected light, and the measured light intensity is photoelectrically converted to reflect light of the slit pattern on the lower surface of the mask and the light on the substrate. The distance between the reflected lights of the slit pattern on the surface is detected, and when the gap amount corresponding to the detected gap is different from the desired gap amount, the gap between the substrate and the mask is changed to detect the gap. A method of manufacturing an electronic device, comprising exposing a pattern on the substrate when the gap amount corresponding to the interval is a desired gap amount.
た露光用のマスクとの両者に対して、光源の光を、スリ
ットパターン及び第一レンズを介して照射し、 この照射による前記マスク下面及び前記基板上面におけ
る前記スリットパターンの反射光を、第二レンズを介し
てセンサで受光することにより該反射光の光強度を測定
し、 この測定した光強度を光電変換して前記マスク下面にお
けるスリットパターンの反射光と前記基板上面における
スリットパターンの反射光の間隔を検出し、 この検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量と異なる場合には、前記基板とマスクとの間のギャ
ップを変化させ、 前記検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量である場合には、前記基板上にパターンを露光する
電子デバイスの製造方法であって、 前記第一レンズ及び前記第二レンズは、 前記センサで前記夫々のスリットパターンを検出可能に
する開口数を備え、 前記基板上面まで前記光源からの光を透過させることが
できる前記マスクの領域に５０°〜７０°の角度で光を
入射させるように配置している、 ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 2. The light from a light source is applied to both a substrate and an exposure mask which is superposed on the substrate via a gap through a slit pattern and a first lens, and the mask is provided by this irradiation. The reflected light of the slit pattern on the lower surface and the upper surface of the substrate is received by a sensor via a second lens to measure the light intensity of the reflected light, and the measured light intensity is photoelectrically converted to form a light on the lower surface of the mask. If the gap between the reflected light of the slit pattern and the reflected light of the slit pattern on the upper surface of the substrate is detected, and the gap amount corresponding to the detected gap is different from the desired gap amount, the gap between the substrate and the mask. Of the electronic device that exposes a pattern on the substrate when the gap amount corresponding to the detected interval is a desired gap amount. A manufacturing method, wherein the first lens and the second lens have numerical apertures that allow the sensor to detect the respective slit patterns, and can transmit light from the light source to the upper surface of the substrate. The method for manufacturing an electronic device, wherein the mask region is arranged so that light is incident at an angle of 50 ° to 70 °.
は液晶素子であることを特徴とする請求項１又は２に記
載の電子デバイスの製造方法。 3. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is a semiconductor device or a liquid crystal element.
前記第一レンズの解像限界及び第二レンズの解像限界に
近い値としたことを特徴とする請求項１，２又は３に記
載の電子デバイスの製造方法。 Wherein the slit width of the slit pattern,
4. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein the resolution is set to a value close to the resolution limit of the first lens and the resolution limit of the second lens.
が所望のギャップ量と異なる場合に、該夫々のギャップ
量の差を小さくするように、前記基板とマスクとの間の
ギャップを変化させることを特徴とする請求項１から４
の何れかに記載の電子デバイスの製造方法。If the wherein the amount gap corresponding to interval the detected differs from the desired gap amount, so as to reduce the difference of該夫s gap amount, varying the gap between the substrate and the mask 5. The method according to claim 1, wherein
A method for manufacturing an electronic device according to any one of 1.
させることにより行うことを特徴とする請求項５記載の
電子デバイスの製造方法。 Wherein the change in the gap, a method for fabricating an electronic device according to claim 5, characterized in that by moving the substrate.
であることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載
の電子デバイスの製造方法。 7. A method of manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 6, in which the light is incident on the mask is characterized in that the S-polarized light component.
のＳ偏光成分であることを特徴とする請求項１から６の
何れかに記載の電子デバイスの製造方法。 8. A method of manufacturing an electronic device according to any of claims 1 to 6, characterized in that light to be incident on the mask is S-polarized light component of the laser beam.
た露光用のマスクとの両者に光源からの光を照射し、該
照射による反射光を利用してギャップ量を検出し、前記
基板上にパターンを露光するパターン露光方法におい
て、 スリットパターン、第一レンズの順に透過させた前記光
源からの光を、該光が前記基板上面まで透過可能な前記
マスクの領域に対して５０°〜７０°の入射角度で入射
させて、前記マスク下面及び前記基板上面にスリットパ
ターンを投影し、 この投影したスリットパターンをセンサで検出可能にす
る開口数を有する第二レンズを介して、反射光を前記セ
ンサで受光することにより該反射光の光強度を測定し、 この測定した光強度を光電変換して前記マスク下面にお
ける前記スリットパターンの反射光と前記基板上面にお
ける前記スリットパターンの反射光の間隔を検出し、 この検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量と異なる場合には、前記基板とマスクとの間のギャ
ップを変化させ、 前記検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量である場合には、前記基板上にパターンを露光する
ことを特徴とするパターン露光方法。 9. A substrate and an exposure mask, which is superposed on the substrate via a gap, are irradiated with light from a light source, and the amount of the gap is detected by utilizing the reflected light resulting from the irradiation. In the pattern exposure method of exposing a pattern on the upper surface, the light from the light source transmitted through the slit pattern and the first lens in this order is 50 ° to 70 ° with respect to the region of the mask through which the light can be transmitted to the upper surface of the substrate. The slit pattern is projected on the lower surface of the mask and the upper surface of the substrate by incident at an incident angle of °, and the reflected light is reflected through the second lens having a numerical aperture that enables the projected slit pattern to be detected by a sensor. The light intensity of the reflected light is measured by receiving with a sensor, and the measured light intensity is photoelectrically converted to reflect the reflected light of the slit pattern on the lower surface of the mask and the upper surface of the substrate. The gap between the reflected light of the slit pattern is detected, and when the gap amount corresponding to the detected gap is different from the desired gap amount, the gap between the substrate and the mask is changed to detect the gap. A pattern exposure method comprising: exposing a pattern on the substrate when the gap amount corresponding to is a desired gap amount.
ねた露光用のマスクとの両者に対して、光源の光を、ス
リットパターン及び第一レンズを介して照射し、 この照射による前記マスク下面及び前記基板上面におけ
る前記スリットパターンの反射光を、第二レンズを介し
てセンサで受光することにより該反射光の光強度を測定
し、 この測定した光強度を光電変換して前記マスク下面にお
けるスリットパターンの反射光と前記基板上面における
スリットパターンの反射光の間隔を検出し、 この検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量と異なる場合には、前記基板とマスクとの間のギャ
ップを変化させ、 前記検出した間隔に対応するギャップ量が所望のギャッ
プ量である場合には、前記基板上にパターンを露光する
パターン露光方法であって、 前記第一レンズ及び前記第二レンズは、 前記センサで前記夫々のスリットパターンを検出可能に
する開口数を備え、 前記基板上面まで前記光源からの光を透過させることが
できる前記マスクの領域に５０°〜７０°の角度で光を
入射させるように配置している、 ことを特徴とするパターン露光方法。 10. A substrate and an exposure mask which is superposed on the substrate via a gap are irradiated with light from a light source through a slit pattern and a first lens, and the mask is formed by this irradiation. The reflected light of the slit pattern on the lower surface and the upper surface of the substrate is received by a sensor via a second lens to measure the light intensity of the reflected light, and the measured light intensity is photoelectrically converted to form a light on the lower surface of the mask. If the gap between the reflected light of the slit pattern and the reflected light of the slit pattern on the upper surface of the substrate is detected, and the gap amount corresponding to the detected gap is different from the desired gap amount, the gap between the substrate and the mask. When the gap amount corresponding to the detected interval is a desired gap amount, pattern exposure for exposing a pattern on the substrate A method, wherein the first lens and the second lens have numerical apertures that enable the respective slit patterns to be detected by the sensor, and can transmit light from the light source to the upper surface of the substrate. A pattern exposure method, which is arranged so that light is incident on the region of the mask at an angle of 50 ° to 70 °.
素子に用いられる基板であることを特徴とする請求項９
又は１０に記載のパターン露光方法。 11. The substrate is a substrate used for a semiconductor device or a liquid crystal element.
Or the pattern exposure method according to item 10.
を、前記第一レンズの解像限界及び第二レンズの解像限
界に近い値としたことを特徴とする請求項９，１０又は
１１に記載のパターン露光方法。 12. A pattern according to claim 9, 10 or 11, characterized in that the slit width of the slit pattern, and a value close to the resolution limit of the resolution limit and the second lens of the first lens Exposure method.
量が所望のギャップ量と異なる場合に、該夫々のギャッ
プ量の差を小さくするように、前記基板とマスクとの間
のギャップを変化させることを特徴とする請求項９から
１２の何れかに記載のパターン露光方法。 13. When the gap amount corresponding to the detected distance is different from the desired gap amount, the gap between the substrate and the mask is changed so as to reduce the difference between the respective gap amounts. 13. The pattern exposure method according to any one of claims 9 to 12.
動させることにより行うことを特徴とする請求項１３記
載のパターン露光方法。 14. The pattern exposure method according to claim 13, wherein the change of the gap is performed by moving the substrate.
分であることを特徴とする請求項９から１４の何れかに
記載のパターン露光方法。 15. The pattern exposure method according to claim 9, wherein the light incident on the mask is an S-polarized component.
光のＳ偏光成分であることを特徴とする請求項９から１
４の何れかに記載のパターン露光方法。 16. The light incident on the mask is an S-polarized component of laser light.
4. The pattern exposure method according to any one of 4 above.
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|---|---|---|---|
| JP06482292A JP3391030B2 (en) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | Electronic device manufacturing method and pattern exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06482292A JP3391030B2 (en) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | Electronic device manufacturing method and pattern exposure method |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267117A JPH05267117A (en) | 1993-10-15 |
| JP3391030B2 true JP3391030B2 (en) | 2003-03-31 |
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