JPH0645219A - 縮小投影露光装置の投影倍率測定機構 - Google Patents

縮小投影露光装置の投影倍率測定機構

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JPH0645219A
JPH0645219A JP4216493A JP21649392A JPH0645219A JP H0645219 A JPH0645219 A JP H0645219A JP 4216493 A JP4216493 A JP 4216493A JP 21649392 A JP21649392 A JP 21649392A JP H0645219 A JPH0645219 A JP H0645219A
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JP
Japan
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projection
stage
exposure light
pattern
photodetector
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Pending
Application number
JP4216493A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Moriyama
徳生 森山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • 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】 【目的】 短時間で簡便に投影倍率及び台形成分の測定
を行うことのできる、縮小投影露光装置の投影倍率測定
機構を提供する。 【構成】 照明光学系1からの露光光の焦点面に配置さ
れ且つ投影パターンPが描かれたレチクルマスク2と、
露光光を縮小する投影レンズ3と、その露光光を検出す
る光検出器5と、光検出器5を搭載し且つ水平方向に移
動可能なステージ5と、ステージ位置を測定する手段
6,61,62とからなり、ステージを移動して光検出
器を走査させ、露光光を光検出器で検出した時のステー
ジ位置を、投影位置として基準位置と比較し、そのズレ
幅を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、縮小投影露光装置の投
影倍率測定機構に関し、特に半導体製造工程のフォトリ
ソグラフィー工程に使用する縮小投影露光装置の投影倍
率測定機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程におけるフォトリソグラ
フィー工程では、縮小投影露光装置を用いてマスクパタ
ーンをウェハ上に転写している。この縮小投影露光装置
によるマスクパターンのウェハ上への投影像は、図4
(1)に示したように、理想的投影像11に対し、実際
の投影像12は歪みを持って投影されるのが一般的であ
る。この歪みの成分のうち投影倍率及び台形成分は、装
置を調整することによって軽減することが容易である。
このため、定期的に投影エリア内の数箇所のズレ幅を測
定して上記歪みの成分を算出し、装置の補正を行ってい
る。
【0003】このズレ幅の測定方法を、図4(2)に基
づいて説明する。先ず、測定に用いる基準ウェハを用意
しておく。この基準ウェハには、基準パターンが描かれ
た測定用のレチクルマスクを用いて、基準投影像13を
エッチング等により形成しておく。この時に用いるレチ
クルマスクの基準パターンは、投影されうる最外部の四
隅に配置する。そして投影倍率測定時に、上記測定用の
レチクルマスクと基準ウェハを用い、基準ウェハに形成
された前記基準投影像13と重ねて、現在の投影像をレ
ジストパターン14として形成する。この時、レジスト
パターン14を基準投影像13より一回り大きく投影し
て、基準投影像13をレジストパターン14で囲む様に
形成する。このように形成されたレジストパターン14
と、基準投影像13の形成位置のズレ幅は、各辺のずれ
をa,b,c,dとすれば、以下の様に表される。
【数1】 X方向のズレ幅=(b−a)/2 …… (1)
【数2】 Y方向のズレ幅=(d−c)/2 …… (2) 上記のように測定されたズレ幅の内、2点から投影倍率
を、4点以上から台形成分のずれを算出し、装置の補正
を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法においては、基準投影像13が形成された基準ウェ
ハに、レジストパターン14を形成しなければならない
ため、測定に時間を要していた。また測定用の基準パタ
ーンが描かれた専用のレチクルマスクを使用するため、
半導体製品の製造工程を一時停止する必要があり、頻繁
に測定できない。さらに基準投影像13を形成した基準
ウェハを、その後の測定に何回も使い回すため、長期的
に見た場合には基準ウェハ自体の信頼性に疑問が残る、
等の問題点があった。この発明は、以上の問題点を解決
し、しかも簡便に投影倍率及び台形成分の測定を行うこ
とのできる、縮小投影露光装置の投影倍率測定機構を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、縮小投影露光装置の投影倍率測定機構であっ
て、露光光を発生する照明光学系と、前記露光光の光路
中に配置され、且つ基準となる投影パタンが描かれたレ
チクルマスクと、前記投影パタンを通過した前記露光光
を縮小する投影レンズと、前記投影レンズで縮小された
前記露光光を検出する光検出器と、前記光検出器を搭載
し且つ水平方向に移動可能なステージと、前記ステージ
のステージ位置を測定する手段とからなることを特徴と
する。
【0006】
【作用】本発明の縮小投影露光装置の投影倍率測定機構
によれば、ステージの移動によって光検出器を走査さ
せ、該走査によって縮小投影された基準パターンの露光
光を光検出器で検出する。そして、その時のステージの
位置から、基準パターンの投影位置を知り得、基準位置
との比較から投影位置のズレ幅が測定される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の縮小投影露光装置の投影倍率測
定機構の要部構成図である。この装置は、露光光を発生
する照明光学系1と、照明光学系1から発生した露光光
の光路中に配置されたレチクルマスク2と、レチクルマ
スク2を通過した露光光を縮小してウェハ表面に結像さ
せる投影レンズ3と、前記ウェハを載せるXYステージ
4と、XYステージ4に搭載され露光光を検出する光検
出器5で構成されている。さらに光検出器5には、検出
された露光光の光強度を出力する表示部(図示せず)が
接続される。前記レチクルマスク2は、投影倍率測定に
用いる基準パターンPが、投影されうる最外部の四隅に
描かれたものである。また、前記XYステージ4のステ
ージ位置を測定する手段として、レーザー干渉方式で位
置測定を行うこととし、XYステージ4には、レーザー
6を反射するミラー61,62が異なる2辺に直角に配
置され、それぞれX方向とY方向の位置測定に用いられ
る。このステージ測定手段は、前記光検出器5の表示部
にステージ位置を出力表示できるように接続しても良
い。
【0008】次に上記基準パターンPの一例を、図2に
示す。基準パターンPは、パターンPxとパターンPy
の2つの長方形を一組として構成されている。パターン
Pxは前記XYステージのY軸方向を長手方向とした長
方形で、Y軸方向を長さL、X軸方向を幅Wとする。こ
れに対してパターンPyは、前記XYステージのX軸方
向を長手方向とした長方形で、X軸方向を長さL、Y軸
方向を幅Wとする。この長方形のパターン長さLは、投
影されるパターンのズレ幅に対して充分な長さを持ち、
光検出器5の走査範囲から外れないように設定する。こ
のため、数10μm程度が望ましい。またパターン幅W
は、光検出器5の検出窓の幅と同程度とし、検出される
露光光の光強度が明確なピークを持つ様に設定する。こ
のため、数μm程度が望ましい。
【0009】上記構成の様に構成された機構を作動させ
る場合は、先ず照明光学系1から露光光を発生させて、
露光光をレチクルマスク2の四隅に描かれた基準パター
ンPを通過させる。そしてその露光光からなる基準パタ
ーンPの投影像を投影レンズ3で縮小し、XYステージ
4に搭載された光検出器5の光検出面の高さに、該投影
像を結像させる。次いでミラー61,62にレーザー6
を反射させて、ステージ位置を測定しながらXYステー
ジ4を移動させる。そして、前記基準パターンPの投影
像が結像した位置に、前記光検出器5を走査させると、
光検出器5が投影像の露光光を検出する。
【0010】次に上記の投影倍率測定機構を用いて、投
影位置のズレ幅を測定する方法について述べる。尚、基
準パターンPとして、図2に示した基準パターンPを、
レチクルマスク2の四隅に、それぞれを基準パターンP
1〜P4として配置したものを用いた場合について説明
する。先ず、光検出器5の光検出面の高さに、前記基準
パターンの投影像を結像させる。そして、基準パターン
P1についてズレ幅を測定するために、XYステージ4
に搭載した光検出器5が、おおよそ基準パターンP1の
投影位置に来るように、XYステージ4を移動させる。
上記基準パターンP1は、パターンPxとパターンPy
で構成されているため、始めにパターンPxの検出を行
う。上記の位置からパターンPxの検出を行うために、
ミラー61,62にレーザー6を反射させてXYステー
ジ4のX方向の位置を測定しながら、XYステージ4を
定速度でX軸方向に沿って移動させ、光検出器5を走査
させる。この時、パターンPxの投影位置に光検出器5
が達すると、露光光の光強度が検出される。その光強度
は図3に示すようにX方向のスキャニング位置に対して
ピークを形成する。このピークを検出した時のXYステ
ージのX方向の位置をxとする。これに対して、理想的
な投影状態で検出される露光光のピーク位置をxs とし
て、xとxs の差x1を基準パターンP1のX方向の投
影位置のズレ幅として測定する。ついで同様にして基準
パターンP1のパターンPyの露光光を検出し、ピーク
位置をy、理想的な投影状態で検出される露光光のピー
ク位置をys として、yとys の差y1 を基準パターン
P1におけるY方向のズレ幅として測定する。これによ
って、基準パターンP1におけるXY両方向のズレ幅
(x1 ,y1 )が測定できる。
【0011】上記と同様に順次パターンP2〜P4の投
影像の露光光を光検出器5で検出し、それぞれの投影位
置でのズレ幅をXY両方向について測定する。そして、
測定した投影パターンのズレ幅のうち、2点から投影倍
率を、4点以上から台形成分を算出する。
【0012】また、上述の測定に用いた基準パターンP
は、パターンPxとパターンPyを独立した状態で設け
たが、連続したL字型で描いても良い。また、一辺の幅
をWとする正方形、あるいは円形や多角形を複数個組み
合わせて用いても良い。さらに、上記基準パターンPの
形成は、測定専用のレチクルマスク2に限られるもので
はなく、製品用のパターンが描かれたレチクルマスクの
空き領域への配置も可能である。
【0013】
【発明の効果】以上実施例で詳細に説明したように、本
発明の縮小投影露光装置の投影倍率測定機構によれば、
基準パターンの露光光を光検出器で検出した時のステー
ジの位置を比較することによって、投影位置のズレ幅を
測定することができる。このため短時間でしかも簡便に
投影倍率を測定し、装置の補正を行うことができる。ま
た、長期間にわたって使い回すためにそれ自体の信頼性
に疑問があった基準ウェハを使用する必要がないので、
測定結果に対する信頼性が向上する。さらに測定用の基
準パターンを、製品用のレチクルマスクの空き領域に配
置すれば、測定のために半導体製品の製造工程を一次停
止する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】縮小投影露光装置の投影倍率測定機構の構成図
である。
【図2】基準パターンの一例を示す図である。
【図3】光検出器による露光光の検出を説明する図であ
る。
【図4】従来のズレ幅の測定方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 照明光学系 2 レチクルマスク 3 投影レンズ 4 XYステージ 5 光検出器 6 レーザー(ステージ位置測定手段) 61,62 ミラー(ステージ位置測定手段) P 基準パターン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縮小投影露光装置の投影倍率測定機構で
    あって、 露光光を発生する照明光学系と、 前記露光光の光路中に配置され、且つ投影パターンが描
    かれたレチクルマスクと、 前記投影パタンを通過した前記露光光を縮小する投影レ
    ンズと、 前記投影レンズで縮小された前記露光光を検出する光検
    出器と、 前記光検出器を搭載し且つ水平方向に移動可能なステー
    ジと、 前記ステージのステージ位置を測定する手段とからなる
    ことを特徴とする縮小投影露光装置の投影倍率測定機
    構。
JP4216493A 1992-07-21 1992-07-21 縮小投影露光装置の投影倍率測定機構 Pending JPH0645219A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007150297A (ja) * 2005-11-23 2007-06-14 Asml Netherlands Bv 投影システムの倍率を計測する方法、デバイス製造方法およびコンピュータプログラム製品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007150297A (ja) * 2005-11-23 2007-06-14 Asml Netherlands Bv 投影システムの倍率を計測する方法、デバイス製造方法およびコンピュータプログラム製品
JP4527099B2 (ja) * 2005-11-23 2010-08-18 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. 投影システムの倍率を計測する方法、デバイス製造方法およびコンピュータプログラム製品

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