JPH0915098A - Method for measuring distortion of lens - Google Patents
Method for measuring distortion of lensInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレンズディストーション
の測定方法に関し、特に紫外線および遠紫外線を用いた
露光装置のレンズディストーションの測定方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens distortion measuring method, and more particularly to a lens distortion measuring method for an exposure apparatus using ultraviolet rays and deep ultraviolet rays.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体集積回路においては、半
導体基板(以下、ウェハと云う)上のパターン形成の過
程において、露光装置が使用されている。図5は、当該
露光装置の1例を示す概念図であり、縮小投影露光装置
および露光光学系の概略が示されている。図5におい
て、光源33より放射される露光光は、反射鏡34、フ
ライアイレンズ35、アパーチャ絞り36、レチクルブ
ラインド37、コンデンサーレンズ38、レチクル3
9、縮小投影レンズ40を経由して、ウェハステージ4
2上のウェハ41に所望の露光量だけ照射される。2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor integrated circuit, an exposure apparatus is used in the process of forming a pattern on a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a wafer). FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of the exposure apparatus, schematically showing a reduction projection exposure apparatus and an exposure optical system. In FIG. 5, exposure light emitted from a light source 33 includes a reflecting mirror 34, a fly-eye lens 35, an aperture stop 36, a reticle blind 37, a condenser lens 38, and a reticle 3.
9. Wafer stage 4 via reduction projection lens 40
2 is irradiated with a desired exposure amount on the wafer 41.
【0003】従来は、図5に示されるような縮小投影露
光装置における理想格子に対するレンズディストーショ
ンの測定方法としては、図6に示されるフローチャート
による方法が用いられているのが通例である。以下に、
図6を参照して、従来のレンズディストーションの測定
方法について説明する。Conventionally, as a method of measuring lens distortion with respect to an ideal grating in a reduction projection exposure apparatus as shown in FIG. 5, a method according to a flowchart shown in FIG. 6 is generally used. less than,
A conventional lens distortion measuring method will be described with reference to FIG.
【0004】始めに、露光領域を長方形で任意に調整す
ることのできるレチクルブラインド37を調節して、露
光領域を20mm角の最大値に設定する(ステップ6
1)。次に、フォトレジストが塗布されているウェハ4
1の表面に対応して、当該表面におけるレンズディスト
ーションの測定対象位置として、図7に示されるよう
に、40箇所に、測定マーク43を含む測定用パターン
が配置され、更に露光領域中心部にも中心部測定マーク
44が配置されるレチクル39を用いて、図8に示され
るように、ウェハ41における最大露光領域45に対し
てウェハステージ42を9回移動させて、その都度繰返
して露光する(ステップ62)。図7に示される測定マ
ーク43および中心部測定マーク44には、図9の拡大
図に示されるように、正方形のパターンによる主尺46
と副尺47があるが、ステップ62に次いで、ウェハ4
1をウェハステージ42に載せたままレチクルブライン
ド37を調節して、露光領域の中心部測定マーク44の
領域(50μm角程度)に対してのみ露光光が通るよう
にレチクルブラインド37を設定する(ステップ6
3)。そして、始めに露光した露光領域内に、図7に示
されるように配置された40箇所の測定マーク43のそ
れぞれに対して、(x,y)の各座標系とも10μmの
一定オフセット量をずらしながら露光を行う。その際、
測定マーク43(図7参照)において、レンズディスト
ーションを測定することができるように、上記の主尺4
6と副尺47(図9参照)は、図10(a)の主尺・副
尺重複部48に示されるように、相互に重なるように配
置される。このことを、始めに露光した全ての測定マー
ク43のそれぞれに対して、ウェハステージ42を理想
格子に沿って移動することにより繰返して行う(ステッ
プ64)。その後に、ウェハ41を現像し(ステップ6
5)、各測定マーク43と中心部測定マーク44のオフ
セット量を測定して、10μmの設定値との差を理想格
子に対するレンズディストーション値として求める(ス
テップ66)。First, the reticle blind 37, which can arbitrarily adjust the exposure area in a rectangular shape, is adjusted to set the exposure area to a maximum value of 20 mm square (step 6).
1). Next, the wafer 4 coated with the photoresist
As shown in FIG. 7, measurement patterns including the measurement marks 43 are arranged at 40 positions as measurement target positions of the lens distortion on the surface corresponding to the surface of FIG. As shown in FIG. 8, the wafer stage 42 is moved nine times with respect to the maximum exposure area 45 on the wafer 41 by using the reticle 39 on which the central measurement mark 44 is arranged, and the exposure is repeated each time. Step 62). As shown in the enlarged view of FIG. 9, the measurement mark 43 and the central measurement mark 44 shown in FIG.
And vernier 47, but following step 62, wafer 4
The reticle blind 37 is adjusted while the wafer 1 is placed on the wafer stage 42, and the reticle blind 37 is set so that the exposure light passes only through the area (about 50 μm square) of the central measurement mark 44 of the exposure area (step). 6
3). Then, a constant offset amount of 10 μm is shifted in each of the (x, y) coordinate systems with respect to each of the 40 measurement marks 43 arranged as shown in FIG. While performing exposure. that time,
At the measurement mark 43 (see FIG. 7), the main scale 4 is used so that the lens distortion can be measured.
6 and the vernier 47 (see FIG. 9) are arranged so as to overlap each other as shown in the main / vernier overlapping portion 48 of FIG. This is repeated by moving the wafer stage 42 along the ideal lattice for each of the measurement marks 43 exposed first (step 64). After that, the wafer 41 is developed (step 6
5) The offset amount between each measurement mark 43 and the central measurement mark 44 is measured, and the difference between the offset value and the set value of 10 μm is determined as the lens distortion value with respect to the ideal grating (step 66).
【0005】即ち、図10(b)に示されるように、主
尺46と副尺47との重複による主尺・副尺重複部48
において、xおよびyの両座標軸上におけるレンズディ
ストーションDisx およびDisy は、図10(b)の主
尺・副尺重複部の拡大図に示されるように、x1 、
x2 、y1 およびy2 を用いて、それぞれ下記の
(1)、(2)式により求められる。That is, as shown in FIG. 10 (b), the main scale / vernier overlap portion 48 is formed by the overlap of the main scale 46 and the vernier 47.
In FIG. 10B, lens distortions Di isx and Di isy on both x and y coordinate axes are x 1 ,
It is obtained by the following equations (1) and (2) using x 2 , y 1 and y 2 , respectively.
【0006】 Disx =(x1 −x2 )/2 ……………………(1) Disy =(y1 −y2 )/2 ……………………(2) なお、上述したように、始めに、ウェハ41における最
大露光領域45に対してウェハステージ42を9回移動
させて、その都度繰返して露光したのは、露光領域内の
1点につき9回の測定を行ってその平均値を求め、測定
誤差を低減することができるようにしているためであ
る。D isx = (x 1 −x 2 ) / 2 (1) D isy = (y 1 −y 2 ) / 2... (2) As described above, first, the wafer stage 42 was moved nine times with respect to the maximum exposure area 45 of the wafer 41, and the exposure was repeated each time because the measurement was performed nine times for one point in the exposure area. This is because the average value is obtained and the measurement error can be reduced.
【0007】また、一方において、ディストーション測
定における解像力および焦点深度等の向上を図るために
有効な変形照明法が知られている。一般に、同一露光装
置において生じるレンズのディストーションは、使用さ
れる照明法により変化する。この光学条件変更時におけ
るレンズディストーションの変化量を求める場合には、
図11のフローチャートに示されるように、まず、露光
装置に対する光学条件を所望の条件に設定する(ステッ
プ111)。次に、レチクルブラインド37を最大露光
領域45の全体に拡大し(ステップ112)、ウエハ4
1に対して9回、露光領域の全体に対して繰返して露光
する(ステップ113)。次いで、レチクルブラインド
37を露光領域の中心部の測定パターンに対してのみ開
放し(ステップ114)、ウエハ41上の各測定パター
ンにおける全ての位置に、ウエハステージ42を理想格
子状に移動させて、前記露光領域の中心部における測定
パターンに対応する露光を行う(ステップ115)。そ
してウエア41を現像して(ステップ116)、上述の
ようにディストーションの変化量を求めて、所望のレン
ズディストーションを測定し(ステップ117)、次い
で、照明にかかわる全ての光学条件に対応する測定が終
了したか否かを判定して(ステップ118)、全ての光
学条件についての測定が終了していない場合には、ステ
ップ111に戻り、再度ステップ111以降の測定手順
を繰返して実行し、また、全ての光学条件についての測
定が終了している場合には、ステップ119に移行し
て、各光学条件におけるレンズディストーション測定値
を比較照合することにより、それぞれの照明光学条件に
おけるレンズディストーションの差異を求めている。即
ち、各光学条件ごとに、理想格子に対するレンズディス
トーションを求めて、相互比較が行われている。On the other hand, there is known a modified illumination method which is effective for improving resolution, depth of focus, and the like in distortion measurement. Generally, the distortion of the lens that occurs in the same exposure apparatus changes depending on the illumination method used. When calculating the amount of change in the lens distortion when the optical condition is changed,
As shown in the flowchart of FIG. 11, first, optical conditions for the exposure apparatus are set to desired conditions (step 111). Next, the reticle blind 37 is expanded to the entire maximum exposure area 45 (step 112), and the wafer 4
Exposure is repeated nine times for 1 for the entire exposure area (step 113). Next, the reticle blind 37 is opened only for the measurement pattern at the center of the exposure area (step 114), and the wafer stage 42 is moved to all positions in each measurement pattern on the wafer 41 in an ideal lattice shape, Exposure corresponding to the measurement pattern at the center of the exposure area is performed (step 115). Then, the wear 41 is developed (step 116), the amount of change in distortion is determined as described above, a desired lens distortion is measured (step 117), and then measurements corresponding to all optical conditions related to illumination are performed. It is determined whether or not the measurement has been completed (step 118). If the measurement for all the optical conditions has not been completed, the process returns to step 111, and the measurement procedure after step 111 is repeated and executed again. If the measurement has been completed for all the optical conditions, the process proceeds to step 119, in which the lens distortion measurement value for each optical condition is compared and collated to determine the difference in the lens distortion under each illumination optical condition. ing. That is, the lens distortion with respect to the ideal grating is obtained for each optical condition and the comparison is performed.
【0008】上述のように、従来、各光学条件系ごとに
理想格子に対するレンズディストーションを求めている
のは、当該変更照明法が実用化される以前においては、
各露光装置における照明条件が1つであり、レンズディ
ストーションの比較照合は、各露光装置間においてのみ
行われてきたからである。このように、各露光装置間に
おいて、直接的にレンズディストーションの比較測定を
行うためには、ウェハ41を各露光装置のウェハステー
ジ42の相互間において移動させることが必要となる。
従って、ウェアに対する二重露光を行う場合には、ウェ
ハ41を一旦ウェハステージ42から取外してから再度
露光しようとする際に、重ね合わせ誤差がレンズディス
トーションの値に比較して大きい値となってしまうため
に、その方法を採ることが不可能となり、このために、
各露光装置において、それぞれ理想格子に対するレンズ
ディストーションの測定が行われている。このような理
想格子に対するレンズディストーションの測定方法は、
前述のように、従来の変形照明法においても採用されて
いる。As described above, conventionally, the lens distortion with respect to the ideal grating is determined for each optical condition system because before the modified illumination method is put to practical use.
This is because there is one illumination condition in each exposure apparatus, and the comparison and comparison of the lens distortion has been performed only between the exposure apparatuses. As described above, in order to directly compare and measure the lens distortion between the respective exposure apparatuses, it is necessary to move the wafer 41 between the wafer stages 42 of the respective exposure apparatuses.
Therefore, when performing the double exposure on the wear, when the wafer 41 is once removed from the wafer stage 42 and then the exposure is performed again, the overlay error becomes a large value compared to the lens distortion value. That makes it impossible to take that approach,
In each exposure apparatus, measurement of lens distortion with respect to the ideal grating is performed. The method of measuring lens distortion with respect to such an ideal grating is as follows.
As described above, it is also employed in the conventional modified illumination method.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレンズ
ディストーションの測定方法においては、各光学条件間
におけるレンズディストーション差異を求める際に、各
光学条件ごとに、理想格子に対するレンズディストーシ
ョンを求めているために、それに要する露光回数が多く
なり、これに伴ないウエハ枚数も光学条件の数と同数必
要となって、レンズディストーション測定に多大の時間
がかかるという欠点がある。In the above-described conventional method for measuring lens distortion, when a lens distortion difference between optical conditions is determined, a lens distortion with respect to an ideal grating is determined for each optical condition. In addition, the number of exposures required increases, and accordingly, the number of wafers is required to be the same as the number of optical conditions, resulting in a disadvantage that measurement of lens distortion takes a long time.
【0010】また、各光学条に対応するレンズディスト
ーションを、測定手法上、直接的に比較測定することが
できないために、どうしても測定誤差が大きくなり易い
という欠点がある。[0010] In addition, since the lens distortion corresponding to each optical striation cannot be directly compared and measured due to the measurement technique, there is a disadvantage that the measurement error is liable to increase.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明のレンズディスト
ーションの測定方法は、縮小投影露光装置を用いて複数
の光学条件下において半導体基板を露光処理し、前記複
数の光学条件間のレンズディストーション差を測定する
レンズディストーションの測定方法において、レンズデ
ィストーション測定対象の1つの半導体基板に対して、
複数の異なる光学条件において逐次露光処理を行い、現
像された半導体基板を生成する第1の測定ステップと、
前記第1の測定ステップにおいて現像された半導体基板
を用いて、前記複数の異なる光学条件における前記半導
体基板に対応するレンズディストーションを測定し、こ
れらの各光学条件におけるレンズディストーション測定
値を直接比較照合することにより、当該複数の光学条件
間のレンズディストーション差を求める第2の測定ステ
ップと、を有することを特徴としている。According to a lens distortion measuring method of the present invention, a reduction projection exposure apparatus is used to expose a semiconductor substrate under a plurality of optical conditions, and a lens distortion difference between the plurality of optical conditions is measured. In the method of measuring the lens distortion to be measured, for one semiconductor substrate of the lens distortion measurement target,
A first measurement step of producing a developed semiconductor substrate by performing sequential exposure processing under a plurality of different optical conditions;
Using the semiconductor substrate developed in the first measurement step, the lens distortion corresponding to the semiconductor substrate under the plurality of different optical conditions is measured, and the lens distortion measurement value under each of these optical conditions is directly compared and collated. Thus, a second measurement step of obtaining a lens distortion difference between the plurality of optical conditions is performed.
【0012】なお、前記第1の測定ステップとしては、
前記縮小投影露光装置のレチクルブラインドを最大露光
領域全体に拡げる第3の測定ステップと、前記半導体基
板に対する露光用基準光学条件として指定される第1の
光学条件を設定する第4の測定ステップと、前記半導体
基板における露光領域全体を、繰返して複数回露光する
第5の測定ステップと、前記半導体基板に対する前記複
数の光学条件に対応する露光処理が、全ての光学条件に
対して終了しているか否かを判定する第6の測定ステッ
プと、前記第6の測定ステップにおいて、前記複数の光
学条件に対応する全ての露光処理が未だ終了していない
場合に、前回の露光用の光学条件を次の光学条件に変更
する第7の測定ステップと、前記第7の測定ステップに
おいて変更された光学条件を受けて、前記半導体基板に
対する前回の露光位置から所定距離だけずらして、当該
半導体基板における露光領域全体を繰返して複数回露光
するとともに、当該露光処理終了後においては前記第6
の測定ステップに戻る第8の測定ステップと、前記第6
の測定ステップにおいて、前記複数の光学条件に対応す
る全ての露光処理が既に終了している場合に、前記半導
体基板を現像する第9の測定ステップと、を少なくとも
有するようにしてもよい。The first measuring step includes:
A third measurement step of expanding the reticle blind of the reduced projection exposure apparatus over the entire maximum exposure area, a fourth measurement step of setting a first optical condition specified as an exposure reference optical condition for the semiconductor substrate, A fifth measurement step of repeatedly exposing the entire exposure region on the semiconductor substrate a plurality of times, and whether an exposure process corresponding to the plurality of optical conditions on the semiconductor substrate has been completed for all the optical conditions In the sixth measurement step of determining whether the exposure conditions corresponding to the plurality of optical conditions have not been completed yet in the sixth measurement step, the optical condition for the previous exposure is changed to the next one. A seventh measurement step of changing to optical conditions, and a previous exposure of the semiconductor substrate in response to the optical conditions changed in the seventh measurement step. Shifted by put et predetermined distance, thereby exposing a plurality repeatedly entire exposure region in the semiconductor substrate once, in the above after the exposure ends 6
An eighth measuring step returning to the measuring step,
The measuring step may include at least a ninth measuring step of developing the semiconductor substrate when all the exposure processes corresponding to the plurality of optical conditions have already been completed.
【0013】或はまた、前記第1の測定ステップとして
は、前記縮小投影露光装置のレチクルブラインドを最大
露光領域全体に拡げる第10の測定ステップと、前記半
導体基板に対する露光用基準光学条件として指定される
第1の光学条件を設定する第11の測定ステップと、前
記半導体基板に対する前記複数の光学条件に対応する露
光処理が、全ての光学条件に対して終了しているか否か
を判定する第12の測定ステップと、前記第12の測定
ステップにおいて、前記複数の光学条件に対応する全て
の露光処理が未だ終了していない場合に、前回の露光用
の光学条件を次の光学条件に変更する第13の測定ステ
ップと、前記第13の測定ステップにおいて変更された
光学条件を受けて、前記半導体基板における前回の露光
位置から所定距離だけずらして、当該半導体基板におけ
る露光領域全体を繰返して複数回露光するとともに、当
該露光処理終了後においては前記第12の測定ステップ
に戻る第14の測定ステップと、前記第12の測定ステ
ップにおいて、前記複数の光学条件に対応する全ての露
光処理が既に終了している場合に、前記縮小投影露光装
置のレチクルブラインドを、露光領域の中心部の測定パ
ターンにのみ開放する第15の測定ステップと、前記半
導体基板上の各測定パターンの全ての位置にウェハース
テージを理想格子状に移動し、露光領域中心部の測定パ
ターンの露光を行う第16の測定ステップと、半導体基
板を現像する第17の測定ステップと、を少なくも有す
ることを特徴としてもよい。Alternatively, the first measuring step includes a tenth measuring step of expanding a reticle blind of the reduction projection exposure apparatus over the entire maximum exposure area, and a reference optical condition for exposure for the semiconductor substrate. An eleventh measurement step of setting a first optical condition to be performed, and a twelfth measurement step of determining whether exposure processing for the semiconductor substrate corresponding to the plurality of optical conditions has been completed for all optical conditions. In the measuring step and the twelfth measuring step, when all the exposure processes corresponding to the plurality of optical conditions have not been completed yet, the optical condition for the previous exposure is changed to the next optical condition. Receiving the optical conditions changed in the thirteenth measurement step and the thirteenth measurement step, a predetermined distance from the last exposure position on the semiconductor substrate; In the fourteenth measurement step, the entire exposure area on the semiconductor substrate is repeatedly exposed a plurality of times, and after the exposure process is completed, the fourteenth measurement step returns to the twelfth measurement step. When all the exposure processes corresponding to the plurality of optical conditions have already been completed, a reticle blind of the reduced projection exposure apparatus, a fifteenth measurement step of opening the reticle blind only to the measurement pattern at the center of the exposure area, A sixteenth measurement step in which the wafer stage is moved in an ideal lattice shape to all positions of each measurement pattern on the semiconductor substrate to expose a measurement pattern in a central portion of an exposure region, and a seventeenth measurement step for developing the semiconductor substrate It may be characterized by having at least steps.
【0014】更に、前記第8の測定ステップとしては、
基準となる前記第1の光学条件において露光した位置か
らx、yの両座標ともに10μmオフセットし、前記基
準の第1の光学条件において露光された測定マークの主
尺と、前記第7の測定ステップにおいて変更された光学
条件における測定マークの副尺とが重なるようにして、
当該半導体基板の露光領域全体を繰返して露光する測定
ステップを有するようにしてもよく、また、前記第14
の測定ステップも、同様に、基準となる前記第1の光学
条件において露光した位置からx、yの両座標ともに1
0μmオフセットし、前記基準の第1の光学条件におい
て露光された測定マークの主尺と、前記第13の測定ス
テップにおいて変更された光学条件における測定マーク
の副尺とが重なるようにして、当該半導体基板の露光領
域全体を繰返して露光する測定ステップを有するように
してもよい。Further, as the eighth measuring step,
The main scale of the measurement mark exposed under the first optical condition of the reference, offset by 10 μm in both x and y coordinates from the position exposed under the first optical condition serving as a reference, and the seventh measurement step So that the vernier of the measurement mark under the changed optical conditions overlaps,
The method may further include a measuring step of repeatedly exposing the entire exposure region of the semiconductor substrate.
In the measurement step, similarly, both the x and y coordinates are 1 from the position exposed under the first optical condition serving as a reference.
The main scale of the measurement mark exposed under the first optical condition of the reference is offset by 0 μm, and the sub-scale of the measurement mark under the optical condition changed in the thirteenth measurement step is overlapped. The method may include a measurement step of repeatedly exposing the entire exposure area of the substrate.
【0015】[0015]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【0016】図1は本発明の第1の実施例における測定
手順を示すフローチャートである。本発明は、1ウェハ
に対する露光処理時に、複数の光学条件を適用して露光
を行うことにより、各光学条件間におけるレンズティス
トーション差を直接的に比較照合して、測定効率を改善
するレンズディストーションの測定方法を提供するもの
であり、本実施例においては、4種類の光学条件におい
てレンズディストーションを比較測定する場合について
説明するものとする。また、この場合に使用される測定
マークとしては、図3に示されるように、4組の主尺3
1と1つの副尺32が用意されている。FIG. 1 is a flowchart showing a measurement procedure in the first embodiment of the present invention. The present invention provides a lens distortion that improves measurement efficiency by directly comparing and comparing lens distortion differences between optical conditions by performing exposure by applying a plurality of optical conditions during exposure processing on one wafer. In the present embodiment, the case where the lens distortion is compared and measured under four kinds of optical conditions will be described. The measurement marks used in this case include four sets of main scales 3 as shown in FIG.
One and one vernier 32 are prepared.
【0017】図1において、まず始めに、レチクルブラ
インド37を調節して、露光領域を最大露光領域45
(図8参照)に拡大して設定し(ステップ11)、光学
条件としては、基準となる第1の光学条件に設定する
(ステップ12)。次いで、従来技術の場合と同様に、
フォトレジストが塗布されているウェハ41の表面に対
応して、当該表面におけるレンズディストーションの測
定対象位置として、図7に示されるように、40箇所
に、測定マーク43を含む測定用パターンが配置され、
更に露光領域中心部にも中心部測定マーク44が配置さ
れるレチクル39を用いて、図8に示されるように、ウ
ェハ41における最大露光領域45に対してウェハステ
ージ42を9回移動させて、その都度繰返して露光を行
う(ステップ13)。次いで、第1、第2、第3および
第4の光学条件を含む全ての光学条件について、ウェハ
41に対する露光が終了したか否かを判定して(ステッ
プ14)、未だ全ての光学条件におけるウェハ41に対
する露光が終了していない場合には、ステップ15に移
行し、光学条件を次の光学条件に変更して、ウェハ41
における最大露光領域45に対してウェハステージ42
を9回移動させて、その都度繰返して露光を行う。この
場合に、例えば、ステップ14において、第1の光学条
件に対応する露光が終了しているものと判定される場合
には、光学条件を第2の光学条件に変更するとともに、
第2の光学条件に対する条件変更に対応して、露光位置
を、前回の第1の光学条件において露光した位置から、
x、y座標ともに10μmづつオフセットして、基準と
なる光学条件において、測定マーク43(図7参照)の
主尺46(図9参照)と、第2の光学条件における副尺
47(図9参照)とが重なり合うように設定し、ウェハ
41における最大露光領域45に対してウェハステージ
42を9回移動させて、その都度繰返して露光を行う。In FIG. 1, first, the reticle blind 37 is adjusted to set the exposure area to the maximum exposure area 45.
(See FIG. 8). The optical conditions are set to be enlarged (step 11), and the optical conditions are set to the reference first optical conditions (step 12). Then, as in the prior art,
As shown in FIG. 7, corresponding to the surface of the wafer 41 on which the photoresist is applied, measurement patterns including the measurement marks 43 are arranged at 40 positions as measurement positions of the lens distortion on the surface. ,
Further, as shown in FIG. 8, the wafer stage 42 is moved nine times with respect to the maximum exposure area 45 on the wafer 41 by using the reticle 39 on which the center measurement mark 44 is also arranged at the center of the exposure area. Exposure is repeatedly performed each time (step 13). Next, for all optical conditions including the first, second, third and fourth optical conditions, it is determined whether or not the exposure of the wafer 41 has been completed (step 14), and the wafer under all the optical conditions is still determined. If the exposure of the wafer 41 has not been completed, the process proceeds to step 15 and the optical conditions are changed to the next optical conditions.
Stage 42 for the maximum exposure area 45
Is moved nine times, and exposure is repeated each time. In this case, for example, if it is determined in step 14 that the exposure corresponding to the first optical condition has been completed, the optical condition is changed to the second optical condition, and
In response to the condition change with respect to the second optical condition, the exposure position is changed from the position previously exposed under the first optical condition.
Both the x and y coordinates are offset by 10 μm, and the main scale 46 (see FIG. 9) of the measurement mark 43 (see FIG. 7) and the sub-scale 47 (see FIG. 9) under the second optical condition under the reference optical conditions. ) Are set so as to overlap with each other, the wafer stage 42 is moved nine times with respect to the maximum exposure area 45 on the wafer 41, and exposure is repeated each time.
【0018】次いで、ステップ14に戻り、再度全ての
光学条件について、ウェハ41に対する露光が終了した
か否かを判定して、第4の光学条件に対応する露光が終
了するまでは、ステップ15およびステップ16の手順
を繰返して実行する。そして、ステップ14において、
全ての光学条件に対応する露光が終了しているものと判
定され、露光の終了したウェハ41を現像すると(ステ
ップ17)、図4に示されるように10箇所の主尺・副
尺重複部33が現われる。次いで、これらの10箇所の
主尺・副尺重複部33の全てについて、主尺と副尺との
ずれを測定することにより、前記4種類の光学条件の相
互間におけるレンズディストーション差を測定する(ス
テップ18)。以上の手順により、4種類の光学条件間
のレンズディストーション差が求められる。Next, returning to step 14, it is judged again whether or not the exposure to the wafer 41 has been completed for all the optical conditions, and steps 15 and 15 are executed until the exposure corresponding to the fourth optical condition is completed. The procedure of step 16 is repeated and executed. Then, in step 14,
It is determined that the exposure corresponding to all the optical conditions has been completed, and the exposed wafer 41 is developed (step 17). As shown in FIG. Appears. Next, the lens distortion difference between the above four types of optical conditions is measured by measuring the deviation between the main scale and the vernier scale for all of the ten main scale / vernier overlapping portions 33 ( Step 18). By the above procedure, a lens distortion difference between the four types of optical conditions is obtained.
【0019】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は本発明の第2の実施例における測定手順を
示すフローチャートである。なお、本実施例において
は、理想格子に対する3種類の光学条件においてレンズ
ディストーションを比較測定する場合について説明する
ものとする。また、この場合に使用される測定マーク4
3(図7参照)としては、図3に示されるように、4組
の主尺31と1つの副尺32が用意されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a measurement procedure according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case will be described in which lens distortion is comparatively measured under three types of optical conditions with respect to an ideal grating. The measurement mark 4 used in this case is
As FIG. 3 (see FIG. 7), four sets of main scales 31 and one sub-scale 32 are prepared.
【0020】図2において、始めに、レチクルブライン
ド37を調節して、露光領域を最大露光領域45(図8
参照)に拡大して設定し(ステップ21)、光学条件と
しては、基準となる第1の光学条件に設定する(ステッ
プ22)。次いで、第1、第2および第3の光学条件を
含む全ての光学条件について、ウェハ41に対する露光
が終了したか否かを判定して(ステップ23)、全ての
光学条件におけるウェハ41に対する露光が終了してい
ない場合には、光学条件を次の光学条件に変更して(ス
テップ24)、ウェハ41における最大露光領域45に
対してウェハステージ42を9回移動させ、その都度繰
返して露光を行う。但し、その際には、露光位置を、前
回の光学条件において露光した位置から、x、y座標と
もに10μmづつオフセットして、基準となる第1の光
学条件において露光された測定マーク43(図7参照)
の主尺46(図9参照)と、第2(または第3)の光学
条件における副尺47(図9参照)とを重なり合うよう
に設定し、ウェハ41における最大露光領域45に対し
てウェハステージ42を9回移動させて、その都度繰返
して露光を行う。例えば、ステップ23において、第1
の光学条件に対応する露光が終了しているものと判定さ
れる場合には、ステップ24においては光学条件は第2
の光学条件に変更され、またステップ23において、第
1および第2の光学条件に対応する露光が終了している
ものと判定される場合には、ステップ24においては光
学条件は第3の光学条件に変更されて、それぞれの光学
条件に対応するステップ24およびステップ25の測定
手順が実行される。In FIG. 2, first, the reticle blind 37 is adjusted to set the exposure area to the maximum exposure area 45 (FIG. 8).
(See step 21), and the optical condition is set to the first optical condition serving as a reference (step 22). Next, it is determined whether or not the exposure of the wafer 41 has been completed for all the optical conditions including the first, second, and third optical conditions (step 23). If not completed, the optical conditions are changed to the following optical conditions (step 24), the wafer stage 42 is moved nine times with respect to the maximum exposure area 45 on the wafer 41, and exposure is repeated each time. . However, at this time, the exposure position is offset from the position exposed under the previous optical condition by 10 μm in both x and y coordinates by 10 μm, and the measurement mark 43 exposed under the first reference optical condition (FIG. 7) reference)
The main scale 46 (see FIG. 9) and the sub-scale 47 (see FIG. 9) under the second (or third) optical condition are set so as to overlap with each other. 42 is moved nine times, and exposure is repeated each time. For example, in step 23, the first
If it is determined that the exposure corresponding to the optical condition has been completed, in step 24 the optical condition is set to the second
In step 23, if it is determined in step 23 that the exposure corresponding to the first and second optical conditions has been completed, in step 24, the optical condition is changed to the third optical condition. And the measurement procedure of Steps 24 and 25 corresponding to each optical condition is executed.
【0021】ステップ23において、全ての光学条件に
ついて、ウェハ41に対する露光が終了したものと判定
される場合には、ウェハ41をウェハステージ42に載
せたままレチクルブラインド37を調節して、露光領域
の中心部測定マーク44の領域(50μm角程度)に対
してのみ露光光が通るようにレチクルブラインド37を
設定する(ステップ26)。そして、始めに露光した露
光領域内に、図7に示されるように配置された40箇所
の測定マーク43のそれぞれに対して、(x,y)の各
座標系とも10μmの一定オフセット量をずらしながら
露光を行う。その際、測定マーク43(図7参照)にお
いて、レンズディストーションを測定することができる
ように、上記の主尺46と副尺47(図9参照)は、図
10(a)の主尺・副尺重複部48に示されるように、
相互に重なるように配置される。このことを、始めに露
光した全ての測定マーク43のそれぞれに対して、ウェ
ハステージ42を理想格子に沿って移動することにより
繰返して行う(ステップ27)。その後において、ウェ
ハ41を現像し(ステップ28)、現像の結果現われる
10箇所の主尺・副尺重複部33(図4参照)の全てに
ついて、主尺31と副尺32とのずれを測定することに
より、前記3種類の光学条件の相互間におけるレンズデ
ィストーション差を測定する(ステップ29)。以上の
手順により、前記3種類の光学条件間のレンズディスト
ーション差が求められる。If it is determined in step 23 that the exposure of the wafer 41 has been completed with respect to all the optical conditions, the reticle blind 37 is adjusted while the wafer 41 is mounted on the wafer stage 42, and the exposure area is adjusted. The reticle blind 37 is set so that the exposure light passes only through the area (about 50 μm square) of the central measurement mark 44 (step 26). Then, a constant offset amount of 10 μm is shifted in each of the (x, y) coordinate systems with respect to each of the 40 measurement marks 43 arranged as shown in FIG. While performing exposure. At this time, the main scale 46 and the sub-scale 47 (see FIG. 9) are used to measure the lens distortion at the measurement mark 43 (see FIG. 7). As shown in the overlap section 48,
They are arranged to overlap each other. This is repeatedly performed by moving the wafer stage 42 along the ideal lattice for each of the measurement marks 43 exposed first (step 27). Thereafter, the wafer 41 is developed (step 28), and the deviation between the main scale 31 and the sub-scale 32 is measured for all of the 10 main scale / vernier overlap portions 33 (see FIG. 4) appearing as a result of the development. Thus, a lens distortion difference between the three types of optical conditions is measured (step 29). Through the above procedure, a lens distortion difference between the three types of optical conditions is obtained.
【0022】即ち、本発明によれば、レンズディストー
ション測定対象の半導体基板に対応して、1つの半導体
基板に対し、複数の露光光学条件において露光処理を行
い、これらの各光学条件において得られたレンズディス
トーションを、相互に直接比較照合することにより、露
光処理を短時間において行うことができ、またレンズデ
ィストーション差の測定を正確に行うごとが可能とな
る。That is, according to the present invention, one semiconductor substrate is subjected to exposure processing under a plurality of exposure optical conditions corresponding to the semiconductor substrate to be measured for lens distortion, and obtained under each of these optical conditions. By directly comparing and collating the lens distortions with each other, the exposure processing can be performed in a short time, and the measurement of the lens distortion difference can be performed accurately.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、1枚の
ウェハに対する露光処理時に、複数の光学条件を適用し
て露光を行うことにより、各光学条件の相互間における
レンズティストーション差を直接的に比較照合すること
が可能となり、これにより、レンズディストーションの
計測に要する時間を短縮化することができるとともに、
当該レンズディストーション計測精度を向上させること
ができるという効果がある。As described above, according to the present invention, a plurality of optical conditions are applied during the exposure process for a single wafer to perform exposure, thereby reducing the lens distortion difference between the respective optical conditions. It is possible to directly compare and match, thereby reducing the time required for measuring lens distortion,
There is an effect that the lens distortion measurement accuracy can be improved.
【図1】本発明の第1の実施例における測定手順のフロ
ーチャートを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a flowchart of a measurement procedure in a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例における測定手順のフロ
ーチャートを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a flowchart of a measurement procedure in a second embodiment of the present invention.
【図3】第1および第2の実施例における主尺および副
尺を含む測定マークを示す図である。FIG. 3 is a view showing measurement marks including a main scale and a vernier scale in the first and second embodiments.
【図4】第1および第2の実施例における主尺・副尺重
複部、主尺および副尺を含む測定マークを示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a measurement mark including a main scale and a vernier scale, a main scale and a vernier scale in the first and second embodiments.
【図5】縮小投影露光装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a reduction projection exposure apparatus.
【図6】理想格子に対する従来のレンズディストーショ
ン測定手順のフローチャートを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a flowchart of a conventional lens distortion measurement procedure for an ideal grating.
【図7】レチクル上における測定マークおよび中心部測
定マークを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a measurement mark and a center measurement mark on a reticle.
【図8】ウェハ上における露光領域を示す配置図であ
る。FIG. 8 is a layout diagram showing an exposure area on a wafer.
【図9】主尺および副尺を含む測定マークを含む測定マ
ークの拡大図である。FIG. 9 is an enlarged view of a measurement mark including a measurement mark including a main scale and a vernier scale.
【図10】主尺・副尺重複部およびその寸法図である。FIG. 10 is a main scale and vernier scale overlapping portion and a dimensional diagram thereof.
【図11】従来例における測定手順のフローチャートを
示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a flowchart of a measurement procedure in a conventional example.
11〜18、21〜29、61〜66、111〜119
測定ステップ 30、46 主尺 31、47 副尺 32、48 主尺・副尺重複部 33 光源 34 反射鏡 35 フライアイレンズ 36 アパーチャ絞り 37 レチクルブラインド 38 ゴンデンサ−レンズ 39 レチクル 40 縮小投影レンズ 41 ウェハ 42 ウェハステージ 43 測定マーク 44 中心部測定マーク 45 最大露光領域11-18, 21-29, 61-66, 111-119
Measuring step 30, 46 Main scale 31, 47 Vernier scale 32, 48 Main scale / vernier overlap part 33 Light source 34 Reflector 35 Fly eye lens 36 Aperture stop 37 Reticle blind 38 Gondensor lens 39 Reticle 40 Reduction projection lens 41 Wafer 42 Wafer stage 43 Measurement mark 44 Center measurement mark 45 Maximum exposure area
Claims (5)
件下において半導体基板を露光処理し、前記複数の光学
条件間のレンズディストーション差を測定するレンズデ
ィストーションの測定方法において、 レンズディストーション測定対象の1つの半導体基板に
対して、複数の異なる光学条件において逐次露光処理を
行い、当該露光処理を介して現像された半導体基板を生
成する第1の測定ステップと、 前記第1の測定ステップにおいて現像された半導体基板
を用いて、前記複数の異なる光学条件における前記半導
体基板に対応するレンズディストーションを測定し、こ
れらの各光学条件におけるレンズディストーション測定
値を直接比較照合することにより、当該複数の光学条件
間のレンズディストーション差を求める第2の測定ステ
ップと、 を有することを特徴とするレンズディストーションの測
定方法。1. A lens distortion measuring method for exposing a semiconductor substrate under a plurality of optical conditions using a reduction projection exposure apparatus to measure a lens distortion difference between the plurality of optical conditions. A first measurement step of sequentially exposing one semiconductor substrate under a plurality of different optical conditions to generate a semiconductor substrate developed through the exposure process; and a development step performed in the first measurement step. By using the semiconductor substrate, the lens distortion corresponding to the semiconductor substrate under the plurality of different optical conditions is measured, and the lens distortion measurement value under each of these optical conditions is directly compared and collated to determine the difference between the plurality of optical conditions. Second measurement step to find the lens distortion difference of Method of measuring the lens distortion, characterized in that it comprises a.
影露光装置のレチクルブラインドを最大露光領域全体に
拡げる第3の測定ステップと、 前記半導体基板に対する露光用基準光学条件として指定
される第1の光学条件を設定する第4の測定ステップ
と、 前記半導体基板における露光領域全体を、繰返して複数
回露光する第5の測定ステップと、 前記半導体基板に対する前記複数の光学条件に対応する
露光処理が、全ての光学条件に対して終了しているか否
かを判定する第6の測定ステップと、 前記第6の測定ステップにおいて、前記複数の光学条件
に対応する全ての露光処理が未だ終了していない場合
に、前回の露光用の光学条件を次の光学条件に変更する
第7の測定ステップと、 前記第7の測定ステップにおいて変更された光学条件を
受けて、前記半導体基板に対する前回の露光位置から所
定距離だけずらして、当該半導体基板における露光領域
全体を繰返して複数回露光するとともに、当該露光処理
終了後においては前記第6の測定ステップに戻る第8の
測定ステップと、 前記第6の測定ステップにおいて、前記複数の光学条件
に対応する全ての露光処理が既に終了している場合に、
前記半導体基板を現像する第9の測定ステップと、 を少なくとも有することを特徴とする請求項1記載のレ
ンズディストーションの測定方法。2. A third measurement step of expanding the reticle blind of the reduction projection exposure apparatus to a maximum exposure area, and a first measurement step designated as an exposure reference optical condition for the semiconductor substrate. A fourth measurement step of setting the optical conditions of the above, a fifth measurement step of repeatedly exposing the entire exposure region of the semiconductor substrate a plurality of times, and an exposure process corresponding to the plurality of optical conditions for the semiconductor substrate. A sixth measurement step of determining whether or not all the optical conditions have been completed, and in the sixth measurement step, all the exposure processes corresponding to the plurality of optical conditions have not yet been completed. In this case, a seventh measurement step of changing the optical condition for the previous exposure to the next optical condition, and the optical condition changed in the seventh measurement step Upon receipt, the exposure region of the semiconductor substrate is repeatedly displaced a predetermined distance from the previous exposure position with respect to the semiconductor substrate, and the exposure region is repeatedly exposed a plurality of times. After the exposure process, the process returns to the sixth measurement step. 8 in the measurement step and the sixth measurement step, when all the exposure processing corresponding to the plurality of optical conditions have already been completed,
The lens distortion measuring method according to claim 1, further comprising: a ninth measuring step of developing the semiconductor substrate.
影露光装置のレチクルブラインドを最大露光領域全体に
拡げる第10の測定ステップと、 前記半導体基板に対する露光用基準光学条件として指定
される第1の光学条件を設定する第11の測定ステップ
と、 前記半導体基板に対する前記複数の光学条件に対応する
露光処理が、全ての光学条件に対して終了しているか否
かを判定する第12の測定ステップと、 前記第12の測定ステップにおいて、前記複数の光学条
件に対応する全ての露光処理が未だ終了していない場合
に、前回の露光用の光学条件を次の光学条件に変更する
第13の測定ステップと、 前記第13の測定ステップにおいて変更された光学条件
を受けて、前記半導体基板における前回の露光位置から
所定距離だけずらして、当該半導体基板における露光領
域全体を繰返して複数回露光するとともに、当該露光処
理終了後においては前記第12の測定ステップに戻る第
14の測定ステップと、 前記第12の測定ステップにおいて、前記複数の光学条
件に対応する全ての露光処理が既に終了している場合
に、前記縮小投影露光装置のレチクルブラインドを、露
光領域の中心部の測定パターンにのみ開放する第15の
測定ステップと、 前記半導体基板上の各測定パターンの全ての位置にウェ
ハーステージを理想格子状に移動し、露光領域中心部の
測定パターンの露光を行う第16の測定ステップと、 半導体基板を現像する第17の測定ステップと、 を少なくも有することを特徴とする請求項1記載のレン
ズディストーションの測定方法。3. The tenth measuring step of expanding the reticle blind of the reduction projection exposure apparatus to the entire maximum exposure area in the first measuring step, and the first measuring step specified as a reference optical condition for exposure to the semiconductor substrate. Eleventh measurement step of setting the optical conditions of the above, and a twelfth measurement step of determining whether or not the exposure processing corresponding to the plurality of optical conditions for the semiconductor substrate is completed for all the optical conditions. And, in the twelfth measurement step, when all the exposure processes corresponding to the plurality of optical conditions are not yet finished, a thirteenth measurement in which the optical condition for the previous exposure is changed to the next optical condition. And the optical conditions changed in the thirteenth measurement step, and by shifting a predetermined distance from the previous exposure position on the semiconductor substrate. The fourteenth measurement step in which the entire exposure region of the semiconductor substrate is repeatedly exposed a plurality of times and the process returns to the twelfth measurement step after the exposure processing is completed, A fifteenth measurement step of opening the reticle blind of the reduction projection exposure apparatus only to the measurement pattern at the center of the exposure area when all exposure processing corresponding to the conditions has already been completed; The 16th measurement step of exposing the measurement pattern in the central portion of the exposure area by moving the wafer stage to an ideal lattice shape at all positions of each measurement pattern, and the 17th measurement step of developing the semiconductor substrate. The method for measuring lens distortion according to claim 1, wherein the method has at least one.
前記第1の光学条件において露光した位置からx、yの
両座標ともに10μmオフセットし、前記基準の第1の
光学条件において露光された測定マークの主尺と、前記
第7の測定ステップにおいて変更された光学条件におけ
る測定マークの副尺とが重なるようにして、当該半導体
基板の露光領域全体を繰返して露光する測定ステップを
有することを特徴とする請求項2記載のレンズディスト
ーションの測定方法。4. In the eighth measurement step, both x and y coordinates are offset by 10 μm from the position exposed under the first optical condition serving as a reference, and exposure is performed under the first optical condition serving as a reference. A measurement step of repeatedly exposing the entire exposure region of the semiconductor substrate such that the main scale of the measurement mark and the sub-scale of the measurement mark under the optical condition changed in the seventh measurement step overlap. The lens distortion measuring method according to claim 2.
る前記第1の光学条件において露光した位置からx、y
の両座標ともに10μmオフセットし、前記基準の第1
の光学条件において露光された測定マークの主尺と、前
記第13の測定ステップにおいて変更された光学条件に
おける測定マークの副尺とが重なるようにして、当該半
導体基板の露光領域全体を繰返して露光する測定ステッ
プを有することを特徴とする請求項3記載のレンズディ
ストーションの測定方法。5. The fourteenth measuring step is performed from the position exposed in the first optical condition, which is a reference, in x, y.
Are offset from each other by 10 μm, and the first
And the sub-scale of the measurement mark under the optical conditions changed in the thirteenth measurement step are overlapped so that the entire exposure region of the semiconductor substrate is repeatedly exposed. The lens distortion measuring method according to claim 3, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7164256A JP2806307B2 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Reticle for measuring lens distortion and method for measuring the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7164256A JP2806307B2 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Reticle for measuring lens distortion and method for measuring the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0915098A true JPH0915098A (en) | 1997-01-17 |
JP2806307B2 JP2806307B2 (en) | 1998-09-30 |
Family
ID=15789645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7164256A Expired - Lifetime JP2806307B2 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Reticle for measuring lens distortion and method for measuring the same |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2806307B2 (en) |
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1995
- 1995-06-29 JP JP7164256A patent/JP2806307B2/en not_active Expired - Lifetime
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JP2806307B2 (en) | 1998-09-30 |
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