JPH0529129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体製造工程等に用いられる反射
型投影露光機のデイストーシヨン補正方法に関す
るものである。

従来の技術 近年、反射型投影露光機のデイストーシヨン補
正は、露光走査用のリニア・エア・ベアリングの
空気圧力制御によつて行われている。

以下図面を参照しながら、上述した従来の走査
型露光装置のデイストーシヨン補正装置の一例に
ついて説明する。第４図、第５図は従来の反射型
投影露光装置の主要部を示すものである。第４図
第５図において、１は凹面鏡、２は凸面鏡、３は
２つの平面鏡を有する台形ミラー、４はマスク、
５は露光される基板、６はマスク４と基板５とを
平行に保持し、露光光学系の光軸７に平行に走査
する走査枠、８はマスク４と基板５の位置ズレを
測定するためのアライメント光学系、９は円弧形
露光エリアである。１０，１１は走査枠６のガイ
ドレール、１２，１３は走査枠６のリニア・エ
ア・ベアリング、１４，１５は同上下方向制御空
気ポート、１６は左右方向制御空気ポートであ
る。

以上のように構成された反射型投影露光機のデ
イストーシヨン補正装置について、第６図、第７
図を参照しながら、以下その動作について説明す
る。

反射型投影露光機には一般に第６図ａに示すよ
うな、ガイドレール１０，１１の上下方向の曲り
による、第７図ａ補正前に示すような、走査方向
の倍率誤差のデイストーシヨンと、光軸７と走査
方向の平行度誤差による、第７図ｂ補正前に示す
ような直角度誤差のデイストーシヨンがある。走
査方向の倍率誤差を補正するためには、第６図ｃ
に示す如く、リニア・エア・ベアリング１２，１
３の上下方向制御空気ポート１４，１５への供給
空気圧Ｐを走査枠６の位置に応じて制御し、第６
図ｂに示す如く、エアベアリング１２，１３を光
軸７に平行に走査させる。また直角度誤差を補正
するためには、同様に、リニア・エア・ベアリン
グ１３の左右方向制御空気ポート１６への供給空
気圧力を走査枠６の位置に応じて制御し、走査枠
６を光軸７に平行に走査させる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、デイスト
ーシヨン補正装置の目的はあくまでも走査枠６の
光軸７に対する走査誤差を無くして歪みのない完
全な投影露光を行うためのものであり、仮にその
機能を用いて、基板パターン自体の熱処理等によ
る均一な歪み補正は行えたとしても、補正量の調
整は専用テストマスクと基板を用いてアライメン
トテスト又はテスト露光を行うものであり、大変
な手数を要し、基板のロツト毎や１枚毎に自動的
に基板の歪みに合わせて補正できるものではなか
つた。またエアベアリングの供給空気圧を制御す
る機構を必要とし、さらにその調整範囲はエアベ
アリングのすき間を増減させるものであるので通
常1μm以下の狭い範囲の調整しかできないという
欠点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、装置の誤差を補正
すると共に、基板の熱処理等による不均一な歪み
に対しても補正を容易とする、走査型露光機のデ
イストーシヨン補正方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の走査型露
光機デイストーシヨン補正方法は、マスクと基板
の初期位置合せ後、露光走査を行いながら、走査
位置に応じて、マスク又は基板の微小送り機構を
用いてマスクと基板の位置関係を相対的にずらす
というものであり、また、さらにその位置ずらし
量を定めるために、あらかじめ走査方向に複数の
個所でデイストーシヨンによる位置ズレ量を測つ
ておくか、露光を行いながら、位置ズレ量を測り
つつ補正を行うという要件を備えたものである。

作 用 本発明は上記した構成によつて、単に装置の誤
差によるデイストーシヨンを補正するのみなら
ず、基板の不均一な歪みに対しても、マスクと基
板の位置関係を露光走査を行いつつずらすことに
より補正を行うことができるものである。

実施例 以下本発明の一実施例の走査型露光機のデイス
トーシヨン補正方法について図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の一実施例における走査型露光
機のデイストーシヨン補正装置のたて断面図を示
すものであり、第２図は同下平面図を示すもので
ある。

第１図、第２図において、２１は凹面鏡、２２
は凸面鏡、２３は２つの平面鏡を有する台形ミラ
ー、２４はマスク、２５は露光される基板、２６
は露光光学系の光軸２７に平行にマスク２４と基
板２５を保持して走査する走査枠、２８はマスク
２４と基板２５の位置ズレを測定するためのアラ
イメント光学系、２９は円弧形露光エリアであ
る。３０，３１は走査枠２６のガイドレール、３
２，３３は走査枠２６のリニア・エア・ベアリン
グである。３４は微小送り機構であり、可動枠３
５には３方にローラー３６，３７，３８が取付け
られ、鋼球群３９を介して走査枠２６の下面にバ
ネ（図示せず）により懸垂されており、可動枠３
５の下面には基板２５が真空吸着されている。４
０，４１，４２はパルスモーターであり各々ボー
ルネジ４３，４４，４５によりクサビ４６，４
７，４８をスライドさせる。クサビ４６，４７，
４８には各々前記ローラー３６，３７，３８がバ
ネ４９により押圧されており、モーター４０，４
１，４２の動作により、マスク２５の位置を第２
図に示すxyθ方向に微動させることができる。５
０は走査枠２６の走査位置を検出するためのリニ
アスケールであり、５１はその検出器である。５
２は基板２５の裏面に設けたアライメント光学系
であり、基板２５が透光性である場合マスク２４
に対する基板２５の位置ズレを観測できるもので
ある。

以上のように構成された走査型投影露光機のデ
イストーシヨン補正装置について、以下第３図を
用いてその動作を説明する。第３図は第２図の基
板２５の部分の詳細図であり、５３ａ，５３ｂ，
５３ｃ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃの十字マーク
は、前工程で基板２５に加工されたアライメント
マークであり、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５６
ａ，５６ｂ，５６ｃのカギ十字マークはマスク２
４のアライメントマークが投影光学系により基板
２５上に投影されたものであり、露光走査の前に
走査枠２６を動かして露光エリア２９をＡの位置
に合わせてアライメント光学系、５２又は２８に
より観測して投影されたマスクアライメントマー
ク５５ａ，５６ａに対し基板のアライメントマー
ク５３ａ，５４ａを基板の微小送り機構３４によ
り各々中央に位置合せする。

次に走査枠２６を動かして露光エリア２９をＢ
の位置合わせて、アライメント光学系５２又は２
８により観測して基板のアライメントマーク５３
ｂ，５４ｂに対する投影されたマスクのアライメ
ントマーク５５ｂ，５６ｂの位置ズレ量x_bとy_bを
測定する。次に同様に走査枠２６を動かしてｃの
位置における位置ズレ量x_cとy_cを測定する。位置
ズレ量x_b・x_cは走査方向の倍率誤差のデイストー
シヨンに相当し、y_b・y_cは直角度誤差のデイスト
ーシヨンに相当する。

このデイストーシヨンを実際の露光走査時に補
正するためには、走査枠２６に取付けたリニアス
ケール５０，５１から検出する第３図のＡ位置か
らの走査距離ｌに応じ、Ａ〜Ｂ間について基板を
ｘ方向にｘ＝x_b×ｌ／l_b，ｙ方向にｙ＝y_b×ｌ／
l_bだけ微小送り機構３４により微小送りし、Ｂ〜
Ｃ間については、基板をｘ方向にｘ＝（x_c−x_b）×
（ｌ−l_b）／（l_c−l_b），ｙ方向に、ｙ＝（y_c−y_b）×
（ｌ−l_b）／（l_c−l_b）だけ微小送りして補正す
る。微動は連続送りが望ましいが最小限のステツ
プ送りでも可能である。また補正量の式は直線補
間で示したが、曲線補間や、位置ズレ測定個所を
増して統計処理した補正量を与えても良い。この
補正量は露光機又は基板の個有の値いとして、露
光機の記憶装置に記憶しておき、次の基板の露光
に対しくり返し、同じ補正を行う。

以上のように本実施例によれば、露光走査を行
いながら、マスク又は基板の微小送り機構により
マスクと基板の位置をあらかじめ測定して定めた
最適の変位パターンで相対的にずらしてデイスト
ーシヨンを補正するので、特別な補正機構を必要
とせず、その補正範囲も広くとることができる。

以下本発明の第２の実施例について説明する。
この実施例はデイストーシヨンの量を、露光の直
前に走査枠２６を複数の位置に動かしてアライメ
ント光学系によりマスクと基板の位置ズレ量を測
定し、基板ごとに最適のデイストレーシヨン補正
量を決定して、露光走査時に第一の実施例と同様
の補正を行う。以上のように１枚づつの基板に対
し、露光の前に基板上の複数の位置でアライメン
トマークの位置ズレ量を測定し、微小送り機構に
より最適のデイストーシヨン補正を施すことによ
り、基板毎に特有のデイストーシヨンを容易に補
正することができる。

以下本発明の第３図の実施例について説明す
る。この実施例については、透明基板に対する裏
面からのアライメント光学系５２のように露光照
明を遮らないアライメント光学系を用いて、第３
図Ａ初期の基板アライメントマークと投影された
マスクアライメントを位置合せした後、露光走査
を行いながら多数設けられたアライメントマーク
の位置ずれ量をアライメント光学系５２に取付け
た画像メモリー付テレビカメラ装置等で観測し、
デイストーシヨン補正量を決定し、マスク又は基
板の微小送り機構３４で補正を行うものである。
露光走査を行いながら補正が可能で、露光前の複
数個所での位置ズレ量観測が不要なので、露光機
の能率が高い。

発明の効果 以上のように本発明は、走査型露光機におい
て、マスクと基板の初期位置合せ後、露光走査を
行いながら、微小送り機構によりマスクと基板の
相対的位置をずらしてデイストーシヨンを補正す
る方法であるので、単に装置の誤差を補正するの
みならず、個々の基板の歪みに対してもデイスト
ーシヨンの補正が容易で、露光機として能率が高
く、また特別な補正機構を付加する必要の無い経
済的な露光装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における走査型
露光装置のたて断面図、第２図は第１図の下平面
図、第３図は走査型露光装置のデイストーシヨン
の説明図、第４図は従来の反射型投影露光機のた
て断面図、第５図は第４図の上平面図、第６図は
第４図の装置のデイストーシヨン補正の原理図、
第７図は同デイストーシヨン補正の説明図であ
る。 ２１……凹面鏡、２２……凸面鏡、２３……台
形ミラー、２４……マスク、２５……基板、２６
……走査枠、３０，３１……ガイドレール、３
２，３３…リニア・エア・ベアリング、３４……
微小送り機構。

【特許請求の範囲】

１ ＸおよびＹ方向にそれぞれ独立して移動する
Ｘ−Ｙステージ上に半導体ウエハーを載置し、ス
テツプアンドリピート動作により、フオトマスク
像を前記半導体ウエハー面に投影露光させる投影
露光装置において、前記Ｘ−Ｙステージの位置を
計測する位置計測器と、この位置計測器からの出
力に基づいて前記フオトマスク像を微小回動させ
る手段とを備えたことを特徴とする投影露光装置
におけるステージ誤差測定装置。