JPH06163358A - Exposure method and aligner - Google Patents
Exposure method and alignerInfo
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- JPH06163358A JPH06163358A JP4308490A JP30849092A JPH06163358A JP H06163358 A JPH06163358 A JP H06163358A JP 4308490 A JP4308490 A JP 4308490A JP 30849092 A JP30849092 A JP 30849092A JP H06163358 A JPH06163358 A JP H06163358A
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- mask
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マスクパターンのみ有する第1パターン領域
の投影像と位相シフトパターンを有する第2パターン領
域の投影像との合せ精度を向上させる。
【構成】 マスクパターンのみを有する第1パターン領
域及び位相シフトパターンを有する第2パターン領域を
備えたマスク10を用い、各パターン領域の各投影像を
半導体ウエハ3上で重ねて、半導体ウエハ3上に所定パ
ターンを転写するのに先立ち、各パターン領域のパター
ン同士を位置合せする際、マスク10上のマスクパター
ンからなる位置合せマークにより半導体ウエハ3の近傍
の所定位置に設置されたセンサ17の位置を検出し、マ
スク10上の位相シフトパターンを有する位置合せマー
クの投影像をセンサ17によって検出した後、検出結果
に基づき位相シフトパターンとマスクパターンとの位置
合せ誤差を計測し、その計測結果に基づき両パターン間
の位置合せ補正を行う。
(57) [Summary] [Object] To improve the alignment accuracy between a projected image of a first pattern region having only a mask pattern and a projected image of a second pattern region having a phase shift pattern. A mask 10 provided with a first pattern region having only a mask pattern and a second pattern region having a phase shift pattern is used to superimpose each projected image of each pattern region on the semiconductor wafer 3 and Prior to transferring the predetermined pattern onto the wafer, when aligning the patterns in the respective pattern areas, the position of the sensor 17 installed at a predetermined position in the vicinity of the semiconductor wafer 3 by the alignment mark composed of the mask pattern on the mask 10. Is detected and the projected image of the alignment mark having the phase shift pattern on the mask 10 is detected by the sensor 17, then the alignment error between the phase shift pattern and the mask pattern is measured based on the detection result, and the measurement result is Based on this, alignment correction between both patterns is performed.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は露光技術に係り、例えば
半導体集積回路装置の製造プロセスにおける位相シフト
マスクを用いた回路パターンの転写に適用して有効な技
術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure technique, and more particularly to a technique effectively applied to transfer of a circuit pattern using a phase shift mask in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路の高集積化が進み、回路
素子や配線の設計ルールがサブミクロンオーダになる
と、i線(波長365nm)等の光を使用してマスク基
板上の回路パタ−ンを半導体ウェハに転写するフォトリ
ソグラフィ工程では、半導体ウエハ上に転写される回路
パターンの精度の低下が深刻な問題となってくる。2. Description of the Related Art As semiconductor integrated circuits are highly integrated and the design rules of circuit elements and wiring are on the order of submicrons, circuit patterns on a mask substrate are radiated using light such as i-line (wavelength 365 nm). In the photolithography process for transferring a semiconductor wafer onto a semiconductor wafer, a decrease in accuracy of a circuit pattern transferred onto the semiconductor wafer becomes a serious problem.
【0003】この問題を改善する手段として、マスク基
板を透過する光の位相を変えることによって、投影像の
コントラストの低下を防止する位相シフト技術がある。As a means for improving this problem, there is a phase shift technique for preventing the contrast of the projected image from being lowered by changing the phase of the light transmitted through the mask substrate.
【0004】例えば、特公昭62−59296号公報に
は、遮光領域を挾む一対の透光領域の一方に透明膜を設
け、露光の際に二つの透光領域を透過した光の間に位相
差を生じさせることによって、その干渉光が半導体ウエ
ハ上の本来は遮光領域となる個所で弱め合うようにする
位相シフト技術が開示されている。For example, in Japanese Examined Patent Publication No. 62-59296, a transparent film is provided on one of a pair of light-transmitting regions sandwiching a light-shielding region, and a transparent film is placed between the light transmitted through the two light-transmitting regions during exposure. A phase shift technique is disclosed in which a phase difference is generated so that the interference light weakens each other at a portion that should originally be a light shielding region on a semiconductor wafer.
【0005】また、特開平2−140743号公報に
は、マスクの透光領域の一部に所定の膜厚の透明膜を設
け、露光の際に透明膜の有る領域と無い領域との各々を
透過した光に位相差を生じさせることによって、透明膜
の有る領域と無い領域との境界部分にパターンを転写す
る位相シフト技術が開示されている。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-140743, a transparent film having a predetermined film thickness is provided in a part of a light-transmitting region of a mask, and each of a region with a transparent film and a region without a transparent film during exposure is provided. A phase shift technique has been disclosed in which a pattern is transferred to a boundary portion between a region with a transparent film and a region without the transparent film by causing a phase difference in transmitted light.
【0006】さらに、本発明者により出願された特願平
3−255077号公報には、シフタパターンを有する
マスク基板と、遮光部および透光部からなるマスクパタ
ーンのみを有するマスク基板との各々を透過した光の投
影像を試料上で重ね合わせて試料上に所定のパターンを
転写する位相シフト技術が開示されている。Further, in Japanese Patent Application No. 3-255077 filed by the present inventor, a mask substrate having a shifter pattern and a mask substrate having only a mask pattern consisting of a light shielding portion and a light transmitting portion are described. A phase shift technique is disclosed in which projected images of transmitted light are superimposed on a sample and a predetermined pattern is transferred onto the sample.
【0007】なお、シフタパターンを用いて半導体ウエ
ハ上の下地パターンとの位置合せを行う方式として、例
えば「エス・ピー・アイ・イー、オプティカル レーザ
マイクロリソグラフィ 第3部、1264巻(SPIE
Optical/Laser Microlithogrraphy III Vol 126
4)」P194〜P202に記載がある。As a method of aligning with a base pattern on a semiconductor wafer by using a shifter pattern, for example, "SPI-E, Optical Laser Microlithography Part 3, Volume 1264 (SPIE
Optical / Laser Microlithogrraphy III Vol 126
4) ”P194 to P202.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
3−255077号公報に記載された従来の技術におい
ては、シフタパターンが形成されたマスク基板を透過し
た光によって転写されたパターンと、マスクパターンの
みが形成されたマスク基板を透過した光によって転写さ
れたパターンとの位置合せに誤差が生じる問題があっ
た。However, in the conventional technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-255077, the pattern transferred by the light transmitted through the mask substrate on which the shifter pattern is formed, and the mask pattern. There is a problem that an error occurs in the alignment with the pattern transferred by the light transmitted through the mask substrate on which only the mask is formed.
【0009】本発明は上記課題に着目してなされたもの
であり、その目的は、シフタパターンのみが形成された
パターン領域を透過した光によって転写されたパターン
と、マスクパターンのみが形成されたパターン領域を透
過した光によって転写されたパターンとの位置合せ精度
を向上させることのできる露光技術を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a pattern transferred by light transmitted through a pattern region in which only a shifter pattern is formed and a pattern in which only a mask pattern is formed. An object of the present invention is to provide an exposure technique capable of improving the alignment accuracy with the pattern transferred by the light transmitted through the area.
【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本願に於いて開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。Among the inventions disclosed in the present application, a typical one will be briefly described as follows.
It is as follows.
【0012】すなわち、請求項1記載の発明は、マスク
パターンのみを有する第1パターン領域およびシフタパ
ターンを有する第2パターン領域を備えたマスク基板を
用い、前記第1パターン領域および前記第2パターン領
域の各々の投影像を試料上において重ね合わせて、前記
試料上に所定のパターンを転写するのに先立って、前記
第1パターン領域のパターンと、前記第2パターン領域
のパターンとを位置合せする際に、前記マスク基板上の
マスクパターンからなる第1位置合せマークにより前記
試料の近傍の所定位置に設置されたセンサ部の位置を検
出する工程と、前記マスク基板上のシフタパターンを有
する第2位置合せマークの投影像を、前記センサ部によ
って検出する工程と、前記センサ部の位置検出結果およ
び前記第2位置合せマークの投影像の検出結果に基づい
て、シフタパターンとマスクパターンとの位置合せ誤差
を計測する工程と、その計測結果に基づいて、前記マス
クパターンおよび前記シフタパターンの間の位置合せの
補正を行う工程とを有する露光方法とするものである。That is, the invention according to claim 1 uses a mask substrate provided with a first pattern region having only a mask pattern and a second pattern region having a shifter pattern, wherein the first pattern region and the second pattern region are used. When aligning the pattern of the first pattern area and the pattern of the second pattern area prior to transferring a predetermined pattern onto the sample by superimposing the respective projected images of A step of detecting a position of a sensor portion installed at a predetermined position near the sample by a first alignment mark formed of a mask pattern on the mask substrate, and a second position having a shifter pattern on the mask substrate. The step of detecting the projected image of the alignment mark by the sensor section, the position detection result of the sensor section, and the second position adjustment. A step of measuring the alignment error between the shifter pattern and the mask pattern based on the detection result of the projected image of the mark, and the alignment between the mask pattern and the shifter pattern is corrected based on the measurement result. And an exposure method including steps.
【0013】[0013]
【作用】上記した手段によれば、マスクパターンからな
る第1位置合せマークの透過光によりセンサ部の位置を
測定する一方、シフタパターンを有する第2位置合せマ
ークの投影像をセンサ部によって検出し、マスクパター
ンとシフタパターンとの位置合せ誤差を計測し、その計
測結果に基づいてマスクパターンとシフタパターンとの
間の位置合せの補正を行うことにより、第1パターン領
域のマスクパターンと、第2パターン領域のシフタパタ
ーンとの位置合せを良好に行うことができる。According to the above means, the position of the sensor portion is measured by the transmitted light of the first alignment mark composed of the mask pattern, while the projected image of the second alignment mark having the shifter pattern is detected by the sensor portion. , The alignment error between the mask pattern and the shifter pattern is measured, and the alignment between the mask pattern and the shifter pattern is corrected based on the measurement result. It is possible to favorably align the pattern area with the shifter pattern.
【0014】[0014]
【実施例1】図1は本発明の一実施例である露光装置の
光学系の説明図、図2は本発明の一実施例であるマスク
の平面図、図3は図2のマスクの要部平面図、図4は図
3のマスクの断面図、図5は図3および図4のマスクを
透過した直後の光の振幅を示すグラフ図、図6は図3お
よび図4のマスクを透過した光の試料上における光の強
度を示すグラフ図、図7は図2のマスクの要部平面図、
図8は図7のマスクの断面図、図9は図7および図8の
マスクを透過した直後の光の振幅を示すグラフ図、図1
0は図7および図8のマスクを透過した光の試料上にお
ける光の強度を示すグラフ図、図11は図6と図10の
透過光を重ねたときに得られる合成光の強度を示すグラ
フ図、図12〜図14は位置合せマーク領域に形成され
た位置合せマークの平面図、図15は試料の全体平面
図、図16は本実施例1の露光方法の説明図、図17は
マスクパターンのみからなる位置合せマークの検出信号
波形を示すグラフ図、図18はシフタパターンを有する
位置合せマークの検出信号波形を示すグラフ図である。Embodiment 1 FIG. 1 is an explanatory view of an optical system of an exposure apparatus which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a mask which is an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic view of the mask of FIG. 3 is a plan view of the mask of FIG. 3, FIG. 5 is a graph showing the amplitude of light immediately after passing through the masks of FIGS. 3 and 4, and FIG. FIG. 7 is a graph showing the intensity of light on the sample, FIG. 7 is a plan view of the main part of the mask of FIG.
8 is a sectional view of the mask of FIG. 7, FIG. 9 is a graph showing the amplitude of light immediately after passing through the masks of FIGS. 7 and 8, and FIG.
0 is a graph showing the intensity of light transmitted through the masks of FIGS. 7 and 8 on the sample, and FIG. 11 is a graph showing the intensity of combined light obtained when the transmitted lights of FIGS. 6 and 10 are overlapped. FIGS. 12 to 14 are plan views of the alignment mark formed in the alignment mark area, FIG. 15 is an overall plan view of the sample, FIG. 16 is an explanatory diagram of the exposure method of the first embodiment, and FIG. 17 is a mask. FIG. 18 is a graph showing a detection signal waveform of an alignment mark composed only of patterns, and FIG. 18 is a graph showing a detection signal waveform of an alignment mark having a shifter pattern.
【0015】図1に示す本実施例1の露光装置1は、例
えば半導体集積回路装置の露光工程において用いられる
縮小投影露光装置である。The exposure apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 is a reduction projection exposure apparatus used in the exposure process of a semiconductor integrated circuit device, for example.
【0016】露光装置1の光源2と、半導体ウエハ(試
料)3とを結ぶ光路上には、第1平面鏡4a、シャッタ
5、アパーチャ6、ショートカットフィルタ7、第2平
面鏡4b、マスクブラインド8、コンデンサレンズ9、
マスク10、マスク移動台11、縮小投影レンズ12が
配置されている。A first plane mirror 4a, a shutter 5, an aperture 6, a shortcut filter 7, a second plane mirror 4b, a mask blind 8 and a condenser are provided on the optical path connecting the light source 2 of the exposure apparatus 1 and the semiconductor wafer (sample) 3. Lens 9,
A mask 10, a mask moving table 11, and a reduction projection lens 12 are arranged.
【0017】光源2は、例えばi線(波長365nm)
等のような光を放射する高圧水銀ランプである。また、
半導体ウエハ3は、例えばシリコン(Si)単結晶から
なり、その主面上には、光に感光するフォトレジスト
(図示せず)がスピン塗布されている。マスクブライン
ド8は、マスク10に形成された後述の2つのパターン
領域に選択的に光を照射するための構成部である。The light source 2 is, for example, i-line (wavelength 365 nm)
It is a high pressure mercury lamp that emits light such as. Also,
The semiconductor wafer 3 is made of, for example, silicon (Si) single crystal, and a photoresist (not shown) sensitive to light is spin-coated on its main surface. The mask blind 8 is a component for selectively irradiating two pattern areas, which will be described later, formed on the mask 10 with light.
【0018】コンデンサレンズ9と、マスク10との間
には、位置合せマーク検出部14が配置されている。位
置合せマーク検出部14は、マスク10に形成された2
つのパターン領域の各パターンの位置合せを行う際に用
いる検出部であり、センサ14aと、半導体ウエハ3か
らの反射光をセンサ14aに導く反射鏡14bとを有し
ている。An alignment mark detector 14 is arranged between the condenser lens 9 and the mask 10. The alignment mark detection unit 14 is provided on the mask 10.
It is a detection unit used when aligning each pattern in one pattern area, and has a sensor 14a and a reflecting mirror 14b that guides the reflected light from the semiconductor wafer 3 to the sensor 14a.
【0019】センサ14aは、位置データ作成回路(計
測手段)15と電気的に接続されている。位置データ作
成回路15は、センサ14aによって検出された検出信
号に基づいて位置合せマークの位置データを作成する回
路である。The sensor 14a is electrically connected to a position data generating circuit (measuring means) 15. The position data creation circuit 15 is a circuit that creates the position data of the alignment mark based on the detection signal detected by the sensor 14a.
【0020】位置データ作成回路15は、誤差量計測回
路(計測手段)16と電気的に接続されている。誤差量
計測回路16は、位置データ作成回路15で算出された
位置データに基づいて、マスク10上に形成された2つ
のパターン領域の各パターンの合せ誤差量を計測する回
路である。The position data creating circuit 15 is electrically connected to the error amount measuring circuit (measuring means) 16. The error amount measurement circuit 16 is a circuit that measures the alignment error amount of each pattern of the two pattern regions formed on the mask 10 based on the position data calculated by the position data creation circuit 15.
【0021】そして、本実施例1においては、半導体ウ
エハ3を搭載したステージ13上にセンサ17が配置さ
れている。センサ17は、マスク10に形成された後述
の位置合せマ−ク(図1には図示せず)の投影像の転写
位置を検出するとともに、位置合せの基準となる構成部
である。In the first embodiment, the sensor 17 is arranged on the stage 13 on which the semiconductor wafer 3 is mounted. The sensor 17 is a component that detects a transfer position of a projected image of an alignment mark (not shown in FIG. 1) described later formed on the mask 10 and serves as a reference for alignment.
【0022】センサ17は、ステージ13の所定の位置
に設置されており、図1には図示さない後述する2つの
パターン領域の各パターンの位置合せに用いる位置合せ
マークを兼ねている。The sensor 17 is installed at a predetermined position on the stage 13 and also serves as an alignment mark used for aligning each pattern in two pattern regions (not shown in FIG. 1 to be described later).
【0023】なお、ステージ13は、Y軸移動台13
y、X軸移動台13x、Z軸移動台13zおよびウエハ
吸着台13wが下方から順に設置されて構成されてい
る。The stage 13 is composed of a Y-axis moving base 13
The y-axis moving table 13x, the Z-axis moving table 13z, and the wafer suction table 13w are installed in this order from the bottom.
【0024】マスク10は、例えば半導体製造装置の製
造工程において、所定の半導体集積回路パターンを半導
体ウエハ3上に転写する、実寸の半導体集積回路パター
ンの5倍の原画が形成されたレチクルである。マスク1
0の平面図を図2に示す。The mask 10 is a reticle on which an original image five times as large as an actual size semiconductor integrated circuit pattern is formed, for example, for transferring a predetermined semiconductor integrated circuit pattern onto the semiconductor wafer 3 in a manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus. Mask 1
A plan view of No. 0 is shown in FIG.
【0025】マスク10を構成するマスク基板10a上
には、第1パターン領域18aと、第2パターン領域1
8bとが配置されている。マスク10を構成するマスク
基板10aは、例えば屈折率1.47の透明な合成石英ガ
ラスからなる。A first pattern region 18a and a second pattern region 1 are formed on the mask substrate 10a forming the mask 10.
8b and are arranged. The mask substrate 10a forming the mask 10 is made of, for example, transparent synthetic quartz glass having a refractive index of 1.47.
【0026】第1パターン領域18aおよび第2パター
ン領域18bの周囲には、マスクブラインド用の遮光パ
ターン19が形成されている。遮光パターン19の幅
は、例えば0.5〜10mm程度である。A light shielding pattern 19 for mask blind is formed around the first pattern area 18a and the second pattern area 18b. The width of the light shielding pattern 19 is, for example, about 0.5 to 10 mm.
【0027】遮光パターン19の周囲において所定位置
には、位置合せマーク領域A〜Cが配置されている。位
置合せマーク領域Aには、後述するY軸方向の位置合せ
マークが形成されている。位置合せマーク領域Bには、
後述するX軸方向の位置合せマークが形成されている。
さらに、位置合せマーク領域Cには、後述する回転方向
の合せマークが形成されている。Alignment mark areas A to C are arranged at predetermined positions around the light shielding pattern 19. In the alignment mark area A, alignment marks in the Y-axis direction described later are formed. In the alignment mark area B,
An alignment mark in the X-axis direction described later is formed.
Further, in the alignment mark area C, alignment marks in the rotation direction described later are formed.
【0028】第1パターン領域18aには、図3、図4
に示すように、例えば遮光部20nと透光部20pとか
らなるマスクパターン20のみが形成されている。遮光
部20nは、例えばクロム(Cr)等のような金属から
なる。In the first pattern area 18a, as shown in FIGS.
As shown in, only the mask pattern 20 including, for example, the light shielding portion 20n and the light transmitting portion 20p is formed. The light shielding portion 20n is made of a metal such as chromium (Cr).
【0029】第1パターン領域18aを透過した光の振
幅は、図5に示すように、遮光部20nに当たる領域が
零となる。また、透過光を、縮小投影光学系を通して半
導体ウエハ3に転写するとその光の強度は、図6に示す
ように、遮光部20nと透光部20pとの境界部分に当
たる光の強度がだれたような光強度波形となる。As shown in FIG. 5, the amplitude of the light transmitted through the first pattern area 18a becomes zero in the area corresponding to the light shielding portion 20n. Further, when the transmitted light is transferred to the semiconductor wafer 3 through the reduction projection optical system, the intensity of the light seems to have dropped as shown in FIG. 6 at the boundary between the light shielding portion 20n and the light transmitting portion 20p. The light intensity waveform becomes
【0030】一方、第2パターン領域18bには、図
7、図8に示すように、透光部20pの所定の位置にシ
フタパターン21が配置されている。On the other hand, in the second pattern region 18b, as shown in FIGS. 7 and 8, a shifter pattern 21 is arranged at a predetermined position of the light transmitting portion 20p.
【0031】シフタパターン21は、透光部20pにお
いて、シフタパターン21が存在する領域を透過した光
と、シフタパターン21が存在しない領域を透過した光
との間に位相差を生じさせる部材であり、例えばSOG
(Spin On Glass)等のような透明膜からなる。これによ
り、以下に説明するように回折投影像が転写される。The shifter pattern 21 is a member that causes a phase difference between the light transmitted through the region where the shifter pattern 21 exists and the light transmitted through the region where the shifter pattern 21 does not exist in the light transmitting portion 20p. , Eg SOG
It is made of a transparent film such as (Spin On Glass). Thereby, the diffraction projection image is transferred as described below.
【0032】シフタパターン21の膜厚は、例えば透過
光の波長λ、透明膜の屈折率nとすると、d=λ/2
(n−1)の関係を満たすようにしてある。例えば、パ
ターン露光に用いる光の波長λを、0.365μm(i
線)、透明膜の屈折率nを、1.5とすると、透明膜の厚
さを、約0.37μmとすれば良い。The film thickness of the shifter pattern 21 is d = λ / 2, where λ is the wavelength of transmitted light and n is the refractive index of the transparent film.
The relationship of (n-1) is satisfied. For example, the wavelength λ of light used for pattern exposure is 0.365 μm (i
Line) and the refractive index n of the transparent film is 1.5, the thickness of the transparent film may be about 0.37 μm.
【0033】このような第2パターン領域18bを透過
した光の回折投影像は、上記した第1パターン領域18
aの遮光部20nと重ね合わされる。The diffraction projection image of the light transmitted through the second pattern area 18b is the first pattern area 18 described above.
It is overlapped with the light shielding portion 20n of a.
【0034】ここで、第2パターン領域18bの透光部
20pのY軸方向の長さは、第1パターン領域18aの
遮光部20nよりも長くなるようにパターン形成されて
いる。これは、そのようにしないと、その回折投影像の
コントラストが、図3の遮光部20nのY軸方向の周辺
部で低下するので、それを抑制するためである。Here, the light transmitting portion 20p of the second pattern region 18b is patterned so that the length in the Y-axis direction is longer than that of the light shielding portion 20n of the first pattern region 18a. This is because the contrast of the diffracted projection image is reduced at the peripheral portion in the Y-axis direction of the light shielding portion 20n in FIG. 3 unless it is performed so that it is suppressed.
【0035】第2パターン領域18bを透過した直後の
光の振幅は、図9に示すように、シフタパターン21を
透過した光とシフタパターン21を透過しなかった光と
でその振幅が反転している。As shown in FIG. 9, the amplitude of the light immediately after passing through the second pattern region 18b is inverted between the light passing through the shifter pattern 21 and the light not passing through the shifter pattern 21. There is.
【0036】また、透過光を縮小投影光学系を通して、
半導体ウエハ3に転写するとその光の強度は、図10に
示すように、シフタパターン21のある領域と無い領域
との境界部分に急峻な窪みを有するような光の強度波形
が得られる。Further, the transmitted light is passed through a reduction projection optical system,
When the light is transferred onto the semiconductor wafer 3, the light intensity waveform has a steep dent at the boundary between the region with the shifter pattern 21 and the region without the shifter pattern 21, as shown in FIG.
【0037】これにより、上記透過光の位相差による回
折投影像が半導体ウエハ3に転写される。この回折投影
像は、使用する光のコヒレンシを上げればコントラスト
の良い極微細なラインの像となる。As a result, the diffraction projection image due to the phase difference of the transmitted light is transferred onto the semiconductor wafer 3. This diffraction projection image becomes an image of an extremely fine line with good contrast if the coherency of the light used is increased.
【0038】さらに、第1パターン領域18aおよび第
2パターン領域18bの各々を透過した光を合成して得
られた光の強度波形を図11に示す。すなわち、2組の
光を図11に示すように重ね合わせて半導体ウエハ3に
照射することにより、所定の個所にコントラストの良い
極微細なラインの像を作成できる。Further, FIG. 11 shows intensity waveforms of light obtained by synthesizing light transmitted through each of the first pattern region 18a and the second pattern region 18b. That is, by superimposing two sets of light on each other as shown in FIG. 11 and irradiating the semiconductor wafer 3, it is possible to create an image of an extremely fine line with a high contrast at a predetermined position.
【0039】次に、図2に示した位置合せマーク領域A
〜Cについて、図12〜図13によって説明する。Next, the alignment mark area A shown in FIG.
12 to 13 will be described with reference to FIGS.
【0040】位置合せマーク領域Aには、図12に示す
ように、2種類の位置合せマーク(第2位置合せマー
ク)22aおよび位置合せマーク(第1位置合せマー
ク)22bが形成されている。一方の位置合せマーク2
2aは、矩形状の透光部20p1と、その上部にかかる
シフタパターン21とから構成されている。シフタパタ
ーン21は、その一辺が透光部20p1 の短辺のほぼ中
心に配置されるように形成されている。このような位置
合せマーク22a,22bの場合、シフタパターン21
による光の位相操作によって急峻な検出波形を得ること
ができるので、検出精度を向上させることが可能とな
る。In the alignment mark area A, as shown in FIG. 12, two kinds of alignment marks (second alignment marks) 22a and alignment marks (first alignment marks) 22b are formed. One alignment mark 2
2a is composed of a rectangular light-transmitting portion 20p 1 and a shifter pattern 21 on the upper portion thereof. The shifter pattern 21 is formed such that one side thereof is arranged substantially at the center of the short side of the light transmitting portion 20p 1 . In the case of such alignment marks 22a and 22b, the shifter pattern 21
Since a steep detection waveform can be obtained by operating the phase of the light by, the detection accuracy can be improved.
【0041】他方の位置合せマーク22bは、矩形状の
3つの透光部20p2 〜20p4 のみから構成されてお
り、シフタパターン21は形成されていない。なお、破
線は、半導体ウエハ3上に形成された位置合せマークを
示している。[0041] The other alignment mark 22b is composed of only rectangular three translucent portions 20p 2 ~20p 4, no shifter pattern 21 is formed. The broken line indicates the alignment mark formed on the semiconductor wafer 3.
【0042】位置合せマーク領域Bにおいても、図13
に示すように、2種類の位置合せマーク22a,22b
が形成されている。また、位置合せマーク領域Cにおい
ても、図14に示すように、2種類の位置合せマーク2
2a,22bが形成されている。Also in the alignment mark area B, FIG.
, Two types of alignment marks 22a, 22b
Are formed. Also in the alignment mark area C, as shown in FIG.
2a and 22b are formed.
【0043】このようなマスク10は、例えば次のよう
にして製造すれば良い。まず、マスク基板10a上にC
r等のような金属膜をスパッタリング法等により堆積す
る。The mask 10 as described above may be manufactured, for example, as follows. First, C on the mask substrate 10a
A metal film such as r is deposited by a sputtering method or the like.
【0044】続いて、その金属膜上に、例えば〜0.5μ
m程度の厚さの電子線レジスト膜を塗布した後、プリベ
ーク処理する。Then, on the metal film, for example, about 0.5 μm is formed.
After applying an electron beam resist film having a thickness of about m, pre-baking is performed.
【0045】その後、電子線描画装置等を用いて、その
電子線レジスト膜に電子線を照射する。電子線描画装置
は、半導体集積回路パターンの位置座標、形状等が収め
られたパターンデータに従って、電子線をマスク基板1
0a上の電子線レジスト膜に照射する。After that, the electron beam resist film is irradiated with an electron beam by using an electron beam drawing apparatus or the like. The electron beam drawing apparatus uses an electron beam as a mask substrate 1 according to pattern data in which the position coordinates, shape, etc. of a semiconductor integrated circuit pattern are stored.
The electron beam resist film on 0a is irradiated.
【0046】次いで、電子線レジスト膜の露光部分を所
定の現像液により除去した後、電子線レジスト膜から露
出した金属膜をウェットエッチング法等によりエッチン
グ除去して所定の形状にパターン形成する。Next, after the exposed portion of the electron beam resist film is removed by a predetermined developing solution, the metal film exposed from the electron beam resist film is removed by etching by a wet etching method or the like to form a pattern in a predetermined shape.
【0047】続いて、レジスト剥離液により、電子線レ
ジスト膜を除去した後、マスク基板10aを洗浄する。
これにより、所定の形状の遮光部20nと透光部20p
とからなるマスクパターン20を形成する。Subsequently, after removing the electron beam resist film with a resist stripping solution, the mask substrate 10a is washed.
Thereby, the light-shielding portion 20n and the light-transmitting portion 20p having a predetermined shape
A mask pattern 20 composed of is formed.
【0048】その後、マスク基板10a上に、光の位相
を反転させるシフタパターン21を形成するには、例え
ば次のようにする。After that, to form the shifter pattern 21 for inverting the phase of light on the mask substrate 10a, for example, the following process is performed.
【0049】まず、マスクパターン20の形成されたマ
スク基板10a上にSOG等からなる透明膜を塗布した
後、高温ベークする。その際に、透明膜の厚さdは、透
過光の波長λ、透明膜の屈折率nとすると、d=λ/2
(n−1)またはこの近似値となるようにする。First, a transparent film made of SOG or the like is applied on the mask substrate 10a on which the mask pattern 20 is formed, and then high temperature baking is performed. At that time, the thickness d of the transparent film is d = λ / 2, where λ is the wavelength of transmitted light and n is the refractive index of the transparent film.
(N-1) or this approximate value.
【0050】続いて、上記と同様にして、電子線リソグ
ラフィ技術等を利用して、その透明膜に対して必要部分
のみが残るような加工を施す。このようにして、マスク
基板10a上にシフタパターン21を形成してマスク1
0を製造する。Then, in the same manner as described above, the transparent film is processed by using an electron beam lithography technique or the like so that only a necessary portion remains. In this way, the shifter pattern 21 is formed on the mask substrate 10a to form the mask 1
0 is produced.
【0051】次に、本実施例の露光方法を図1〜図18
によって説明する。Next, the exposure method of this embodiment will be described with reference to FIGS.
Explained by.
【0052】本実地例1の露光方法は、上記のマスク1
0を用い、露光に際し、マスクブラインド8により、第
1パターン領域18aと第2パターン領域18bとを順
次選択して露光する。The exposure method of the practical example 1 is the same as the mask 1 described above.
At the time of exposure using 0, the mask blind 8 sequentially selects and exposes the first pattern region 18a and the second pattern region 18b.
【0053】そして、半導体ウエハ3上に、第1パター
ン領域18aのみを転写したり、第1パターン領域18
aと第2パターン領域18bとの各々の透過光を半導体
ウエハ3上で重ね合わせて転写したりする。図15に半
導体ウエハ3を示す。Then, only the first pattern region 18a is transferred onto the semiconductor wafer 3, or the first pattern region 18a is transferred.
The transmitted light of each of a and the second pattern region 18b is superimposed and transferred on the semiconductor wafer 3. FIG. 15 shows the semiconductor wafer 3.
【0054】矩形状の破線の領域Dは、第1パターン領
域18aのみを転写した領域である。また、矩形状の実
線の領域Eは、第1パターン領域18aおよび第2パタ
ーン領域18bの各々の透過光を半導体ウエハ3上で重
ね合せて転写した領域である。A rectangular broken line region D is a region in which only the first pattern region 18a is transferred. The rectangular solid line area E is an area in which the transmitted light of each of the first pattern area 18a and the second pattern area 18b is transferred onto the semiconductor wafer 3 in an overlapping manner.
【0055】その際、その重ね合せに先立って、第1パ
ターン領域18aおよび第2パターン領域18bのパタ
ーンの位置誤差を検出して、それらの位置誤差を補正す
るようにする。At this time, prior to the superposition, the position errors of the patterns of the first pattern area 18a and the second pattern area 18b are detected, and those position errors are corrected.
【0056】この方式により、マスク10の製作に際し
て、透過光の位相を変えるシフタパターン21と、透光
部20pおよび遮光部20nからなるマスクパターン2
0との間に相対的な位置誤差が発生しても、露光処理に
際して、それらパターン20,21の位置合せの補正を
行うことが可能となる。With this method, when the mask 10 is manufactured, the mask pattern 2 including the shifter pattern 21 for changing the phase of transmitted light and the light transmitting portion 20p and the light shielding portion 20n.
Even if a relative position error occurs with respect to 0, it is possible to correct the alignment of the patterns 20 and 21 during the exposure processing.
【0057】ここで、その位置合せの補正方法を図16
〜図18により説明する。Here, a method of correcting the alignment will be described with reference to FIG.
~ It demonstrates by FIG.
【0058】まず、図16に示すように、露光光Lをマ
スク10に照射する。この時、マスク10に形成された
上記位置合せマーク領域A〜Cを透過した光を縮小投影
レンズ12を通してステージ13上のセンサ17に照射
する。First, as shown in FIG. 16, the exposure light L is applied to the mask 10. At this time, the light transmitted through the alignment mark areas A to C formed on the mask 10 is applied to the sensor 17 on the stage 13 through the reduction projection lens 12.
【0059】この際、マスクパターン20のみから形成
された位置合せマーク22bを透過した光の投影像は、
センサ17から反射されてマスク10に形成されたマス
ク自体の位置合せ用の位置合せマーク23を介してセン
サ14aによって検出される。なお、このセンサ14a
は、半導体ウエハ3上の位置合せマーク24を検出する
時にも用いる。At this time, the projected image of the light transmitted through the alignment mark 22b formed only by the mask pattern 20 is
It is detected by the sensor 14a through the alignment mark 23 for alignment of the mask itself, which is reflected from the sensor 17 and is formed on the mask 10. In addition, this sensor 14a
Is also used when detecting the alignment mark 24 on the semiconductor wafer 3.
【0060】この時、センサ14aによって検出された
検出信号波形は、図17に示すように、所定の検出位置
においてピーク値を有するような波形となっている。At this time, the detection signal waveform detected by the sensor 14a has a peak value at a predetermined detection position, as shown in FIG.
【0061】一方、シフタパターン21が形成された位
置合せマーク22aを透過した光の投影像は、ステージ
13上のセンサ17によって検出される。この時、セン
サ17によって検出された検出信号波形は、図18に示
すように、波形の中央に急峻な窪みを有するような波形
となっている。On the other hand, the projected image of the light transmitted through the alignment mark 22a formed with the shifter pattern 21 is detected by the sensor 17 on the stage 13. At this time, the detection signal waveform detected by the sensor 17 is a waveform having a steep dent in the center of the waveform, as shown in FIG.
【0062】続いて、誤差量算出回路16においては、
上記した2つの検出信号波形における中心位置の差に基
づいて、第1パターン領域18aのマスクパターン20
と、第2パターン領域18bのシフタパターン21との
合わせ誤差量F(図17参照)を算出する。Then, in the error amount calculation circuit 16,
Based on the difference between the center positions of the above-mentioned two detection signal waveforms, the mask pattern 20 in the first pattern region 18a
And an alignment error amount F (see FIG. 17) with the shifter pattern 21 in the second pattern area 18b is calculated.
【0063】そして、その算出結果に基づいて、半導体
ウエハ3を載置したステージ位置をレーザ測長により換
算することで、第1パターン領域18aのマスクパター
ン20と、第2パターン領域18bのシフタパターン2
1との位置誤差を補正する。Then, based on the calculation result, the stage position on which the semiconductor wafer 3 is mounted is converted by laser length measurement, whereby the mask pattern 20 in the first pattern region 18a and the shifter pattern in the second pattern region 18b are converted. Two
Correct the position error with 1.
【0064】このように、本実施例1においては、以下
の効果を得ることが可能となる。As described above, in the first embodiment, the following effects can be obtained.
【0065】(1).マスクパターン20のみが形成された
第1パターン領域18aと、シフタパターン21が形成
された第2パターン領域18bとの各々の透過光を半導
体ウエハ3上において重ね合わせて半導体ウエハ3上の
フォトレジストに所定のパターンを転写する露光処理に
先立って、マスクパターン20のみからなる位置合せマ
ーク22bによってステージ13上のセンサ17の位置
を検出するとともに、シフタパターン21を有する位置
合せマーク22aの投影像をセンサ17によって検出
し、双方の検出信号に基づいて、第1パターン領域18
aと、第2パターン領域18bとの位置合わせ誤差量を
計測し、その計測結果に基づいて双方の領域の位置合わ
せ補正を行うことにより、第1パターン領域18aのマ
スクパターン20と第2パターン領域18bのシフタパ
ターン21との合わせ精度を向上させることが可能とな
る。(1). The transmitted light of each of the first pattern region 18a in which only the mask pattern 20 is formed and the second pattern region 18b in which the shifter pattern 21 is formed is superimposed on the semiconductor wafer 3 to form a semiconductor. Prior to the exposure process for transferring a predetermined pattern to the photoresist on the wafer 3, the position of the sensor 17 on the stage 13 is detected by the alignment mark 22b including only the mask pattern 20, and the alignment having the shifter pattern 21 is performed. The projected image of the mark 22a is detected by the sensor 17, and the first pattern region 18 is detected based on the detection signals of both.
a and the second pattern area 18b, the amount of alignment error is measured, and the alignment of both areas is corrected based on the measurement result, so that the mask pattern 20 and the second pattern area of the first pattern area 18a are It is possible to improve the alignment accuracy with the shifter pattern 21 of 18b.
【0066】(2).上記(1) により、良好な合わせが可能
となるので、半導体集積回路装置の信頼性および歩留り
を向上させることが可能となる。(2). Due to the above (1), good alignment can be achieved, so that the reliability and yield of the semiconductor integrated circuit device can be improved.
【0067】[0067]
【実施例2】図19および図20は本発明の他の実施例
である露光装置の説明図である。Embodiment 2 FIGS. 19 and 20 are explanatory views of an exposure apparatus which is another embodiment of the present invention.
【0068】図19および図20に示す本実施例2の露
光装置1においては、コンデンサレンズ9と、マスク1
0との間に、位置合せ光学系25が配置されている。In the exposure apparatus 1 of the second embodiment shown in FIGS. 19 and 20, the condenser lens 9 and the mask 1 are used.
An alignment optical system 25 is arranged between the position 0 and 0.
【0069】位置合せ光学系25は、レーザ光等を放射
するレーザ光放射部25aと、そのレーザ光をマスク1
0に導く反射鏡25bと、そのレーザ光を半導体ウエハ
3に照射した時に半導体ウエハ3から反射された光を検
出するセンサ25cとを有している。The alignment optical system 25 includes a laser light emitting section 25a for emitting laser light and the mask 1 for the laser light.
It has a reflecting mirror 25b for leading to 0 and a sensor 25c for detecting the light reflected from the semiconductor wafer 3 when the semiconductor wafer 3 is irradiated with the laser light.
【0070】また、マスク10と縮小投影レンズ12と
の間には、ウエハマーク検出光学系26が配置されてい
る。ウエハマーク検出光学系26は、レーザ光放射部2
6aと、反射鏡26bとを有している。レーザ光放射部
26aからの放射光は、反射鏡26bを介して縮小投影
レンズ12に導かれ、半導体ウエハ3に照射されるよう
になっている。そして、その反射光は、縮小投影レンズ
12およびマスク10を介して位置合せ光学系25のセ
ンサ25cに照射されるようになっている。A wafer mark detecting optical system 26 is arranged between the mask 10 and the reduction projection lens 12. The wafer mark detection optical system 26 includes the laser light emitting unit 2
6a and the reflecting mirror 26b. The emitted light from the laser light emitting portion 26a is guided to the reduction projection lens 12 via the reflecting mirror 26b, and is irradiated onto the semiconductor wafer 3. Then, the reflected light is applied to the sensor 25c of the alignment optical system 25 via the reduction projection lens 12 and the mask 10.
【0071】さらに、本実施例2の露光装置1は、ウエ
ハ位置合せ光学系27を有している。これは、縮小投影
光学系と半導体ウエハ3との位置合せの際に用いられる
位置合せマーク検出部である。ウエハ位置合せ光学系2
7は、レーザ光放射部27aと、センサ27bと、レン
ズ27cとを有している。レーザ光放射部27aから放
射された光は、レンズ27cを介して半導体ウエハ3に
照射されるようになっている。そして、その反射光は、
レンズ27cを介してセンサ27bに照射されるように
なっている。Furthermore, the exposure apparatus 1 of the second embodiment has a wafer alignment optical system 27. This is an alignment mark detector used when aligning the reduction projection optical system and the semiconductor wafer 3. Wafer alignment optical system 2
7 has a laser beam emitting portion 27a, a sensor 27b, and a lens 27c. The light emitted from the laser light emitting section 27a is applied to the semiconductor wafer 3 via the lens 27c. And the reflected light is
The sensor 27b is illuminated via the lens 27c.
【0072】そして、本実施例2の露光装置において
は、位置合せ光学系25によって、第1パターン領域1
8aと、第2パターン領域18bとの相対的な位置誤差
を算出して、その算出値に基づいて、第1パターン領域
18aのマスクパターン20と、第2パターン領域18
bのシフタパターン21との位置誤差を補正する。これ
により、前記実施例1と同様の効果を得ることが可能と
なる。In the exposure apparatus according to the second embodiment, the alignment optical system 25 allows the first pattern area 1
8a and the second pattern area 18b, a relative position error is calculated, and the mask pattern 20 of the first pattern area 18a and the second pattern area 18 are calculated based on the calculated value.
The position error with the shifter pattern 21 of b is corrected. This makes it possible to obtain the same effects as those of the first embodiment.
【0073】[0073]
【実施例3】図21は本発明の他の実施例である露光装
置の説明図である。[Third Embodiment] FIG. 21 is an explanatory view of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention.
【0074】図21に示す本実施例3の露光装置1にお
いては、2枚のマスク10,10を用いて露光処理を行
うことが可能な構造になっている。なお、本実施例3に
ついては、特願平3−255077号公報の記載をもっ
て本願の一部となす。The exposure apparatus 1 of the third embodiment shown in FIG. 21 has a structure capable of performing exposure processing using two masks 10, 10. The description of Japanese Patent Application No. 3-255077 will be made a part of the present application for the third embodiment.
【0075】一方のマスク10には、マスクパターン2
0(図3参照)のみが形成されている。また、マスクパ
ターン20のみからなる位置合せマーク22b(図12
参照)が形成されている。すなわち、前記実施例1,2
の第1パターン領域18aに相当する。The mask pattern 2 is formed on one mask 10.
Only 0 (see FIG. 3) is formed. In addition, the alignment mark 22b (FIG.
(See) is formed. That is, the first and second embodiments
Corresponds to the first pattern area 18a.
【0076】また、他方のマスク10には、シフタパタ
ーン21が形成されている。また、シフタパターン21
を有する位置合せマーク22aが形成されている。すな
わち、前記実施例1,2の第2パターン領域18bに相
当する。A shifter pattern 21 is formed on the other mask 10. In addition, the shifter pattern 21
An alignment mark 22a having is formed. That is, it corresponds to the second pattern region 18b in the first and second embodiments.
【0077】なお、反射鏡28aは、光源2から放射さ
れビームエクスパンダ29を介して入射された光をマス
ク10に入射させるための構成部である。反射鏡28b
は、マスク10およびレンズ30を介して入射された光
を対物レンズ31を介して半導体ウエハ3に入射するた
めの構成部である。The reflecting mirror 28a is a component for causing the light emitted from the light source 2 and incident through the beam expander 29 to be incident on the mask 10. Reflector 28b
Is a component for making the light incident through the mask 10 and the lens 30 incident on the semiconductor wafer 3 through the objective lens 31.
【0078】本実施例3においては、例えば双方のマス
ク10,10に対して、同時に露光光を照射し、双方の
マスク10,10を透過した光の投影像を半導体ウエハ
3上において重ね合わせて所定のパターンを転写する。In the third embodiment, for example, both masks 10 and 10 are simultaneously irradiated with exposure light, and projected images of the light transmitted through both masks 10 and 10 are superimposed on the semiconductor wafer 3. A predetermined pattern is transferred.
【0079】そして、その露光処理に先立って、前記実
施例1,2と同様に、ステージ13上のセンサ17によ
ってマスク10,10の位置合わせ誤差を測定し、その
測定結果に基づいてマスク10,10を透過した各々の
光の投影像の位置合せ補正を行う。これにより、前記実
施例1,2と同様の効果を得ることが可能となる。Prior to the exposure processing, the alignment error of the masks 10, 10 is measured by the sensor 17 on the stage 13 as in the first and second embodiments, and the masks 10, 10 are measured based on the measurement results. The alignment correction of the projected image of each light transmitted through 10 is performed. This makes it possible to obtain the same effects as those of the first and second embodiments.
【0080】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
1〜3に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない
範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned first to third embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Needless to say, it can be changed.
【0081】例えば前記実施例1〜3においては、露光
光をi線とした場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく種々変更可能であり、例えばG線でも
良い。For example, in the above-mentioned first to third embodiments, the case where the exposure light is the i-line has been described, but the present invention is not limited to this and various modifications are possible, for example, the G-line may be used.
【0082】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
集積回路装置の露光方法に適用した場合について説明し
たが、これに限定されず種々変更可能であり、例えばマ
スクや液晶画面の製造において行う露光方法に適用する
ことも可能である。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the exposure method of the semiconductor integrated circuit device which is the background field of application has been described, but the invention is not limited to this and various modifications can be made. It is also possible to apply it to an exposure method performed in the manufacture of a mask or a liquid crystal screen, for example.
【0083】[0083]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.
【0084】すなわち、請求項1記載の発明によれば、
マスクパターンからなる第1位置合せマークの透過光に
よりセンサ部の位置を測定する一方、シフタパターンか
らなる第2位置合せマークの投影像をセンサ部によって
検出し、マスクパターンとシフタパターンとの位置合せ
誤差を計測し、その計測結果に基づいて第1パターン領
域のマスクパターンと、第2パターン領域のシフタパタ
ーンとの間の位置合せの補正を行うことにより、第1パ
ターン領域のマスクパターンと、第2パターン領域の位
相シフトパタ−ンとの位置合せを良好に行うことが可能
となる。That is, according to the invention of claim 1,
While the position of the sensor unit is measured by the transmitted light of the first alignment mark composed of the mask pattern, the projected image of the second alignment mark composed of the shifter pattern is detected by the sensor unit to align the mask pattern and the shifter pattern. By measuring the error and correcting the alignment between the mask pattern in the first pattern region and the shifter pattern in the second pattern region based on the measurement result, the mask pattern in the first pattern region, It is possible to favorably align the two pattern areas with the phase shift pattern.
【0085】したがって、マスクパターンのみが形成さ
れた第1パターン領域の投影像と、シフタパターンのみ
が形成された第2パターン領域の投影像との位置合せ精
度を向上させることが可能となる。Therefore, it is possible to improve the alignment accuracy between the projected image of the first pattern area in which only the mask pattern is formed and the projected image of the second pattern area in which only the shifter pattern is formed.
【図1】本発明の一実施例である露光装置の光学系の説
明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an optical system of an exposure apparatus that is an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例であるマスクの平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view of a mask that is an embodiment of the present invention.
【図3】図2のマスクの要部平面図である。FIG. 3 is a plan view of an essential part of the mask shown in FIG.
【図4】図3のマスクの断面図である。4 is a cross-sectional view of the mask of FIG.
【図5】図3および図4のマスクを透過した直後の光の
振幅を示すグラフ図である。5 is a graph showing the amplitude of light immediately after passing through the masks of FIGS. 3 and 4. FIG.
【図6】図3および図4のマスクを透過した光の試料上
における光の強度を示すグラフ図である。6 is a graph showing a light intensity on a sample of light transmitted through the masks of FIGS. 3 and 4. FIG.
【図7】図2のマスクの要部平面図である。FIG. 7 is a plan view of a main part of the mask shown in FIG.
【図8】図7のマスクの断面図である。8 is a cross-sectional view of the mask of FIG.
【図9】図7および図8のマスクを透過した直後の光の
振幅を示すグラフ図である。9 is a graph showing the amplitude of light immediately after passing through the masks of FIGS. 7 and 8. FIG.
【図10】図7および図8のマスクを透過した光の試料
上における光の強度を示すグラフ図である。10 is a graph showing the light intensity on the sample of the light transmitted through the masks of FIGS. 7 and 8. FIG.
【図11】図6と図10の透過光を重ねたときに得られ
る合成光の強度を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the intensity of combined light obtained when the transmitted lights of FIGS. 6 and 10 are overlapped.
【図12】位置合せマーク領域に形成された位置合せマ
ークの平面図である。FIG. 12 is a plan view of an alignment mark formed in an alignment mark area.
【図13】位置合せマーク領域に形成された位置合せマ
ークの平面図である。FIG. 13 is a plan view of an alignment mark formed in an alignment mark area.
【図14】位置合せマーク領域に形成された位置合せマ
ークの平面図である。FIG. 14 is a plan view of an alignment mark formed in an alignment mark area.
【図15】試料の全体平面図である。FIG. 15 is an overall plan view of a sample.
【図16】本実施例1の露光方法の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of an exposure method according to the first embodiment.
【図17】マスクパターンのみからなる位置合せマーク
の検出信号波形を示すグラフ図である。FIG. 17 is a graph showing a detection signal waveform of an alignment mark composed of only a mask pattern.
【図18】シフタパターンを有する位置合せマークの検
出信号波形を示すグラフ図である。FIG. 18 is a graph showing a detection signal waveform of an alignment mark having a shifter pattern.
【図19】本発明の他の実施例である露光装置の説明図
である。FIG. 19 is an explanatory diagram of an exposure apparatus that is another embodiment of the present invention.
【図20】本発明の他の実施例である露光装置の説明図
である。FIG. 20 is an explanatory diagram of an exposure apparatus that is another embodiment of the present invention.
【図21】本発明の他の実施例である露光装置の説明図
である。FIG. 21 is an explanatory diagram of an exposure apparatus that is another embodiment of the present invention.
1 露光装置 2 光源 3 半導体ウエハ(試料) 4a 第1平面鏡 4b 第2平面鏡 5 シャッタ 6 アパーチャ 7 ショートカットフィルタ 8 マスクブラインド 9 コンデンサレンズ 10 マスク 10a マスク基板 11 マスク移動台 12 縮小投影レンズ 13 ステージ 13x X軸移動台 13y Y軸移動台 13z Z軸移動台 13w ウエハ吸着台 14 位置合せマーク検出部 14a センサ 14b 反射鏡 15 位置データ作成回路( 計測手段) 16 誤差量計測回路( 計測手段) 17 センサ 18a 第1パターン領域 18b 第2パターン領域 19 遮光パターン 20 マスクパターン 20p,20p1 〜20p4 透光部 20n 遮光部 21 位相シフトパターン 22a 位置合せマーク(第2位置合せマーク) 22b 位置合せマーク(第1位置合せマーク) 23 位置合せマーク 24 位置合せマーク 25 位置合せ光学系 25a レーザ光放射部 25b 反射鏡 25c センサ 26 ウエハマーク検出光学系 26a レーザ光放射部 26b 反射鏡 27 ウエハ位置合せ光学系 27a レーザ光放射部 27b センサ 27c レンズ 28a,28b 反射鏡 29 ビームエクスパンダ 30 レンズ 31 対物レンズ A〜C 位置合せマーク領域 D,E 領域 F 誤差量 L 露光光1 exposure apparatus 2 light source 3 semiconductor wafer (sample) 4a first plane mirror 4b second plane mirror 5 shutter 6 aperture 7 shortcut filter 8 mask blind 9 condenser lens 10 mask 10a mask substrate 11 mask moving table 12 reduction projection lens 13 stage 13x X axis Moving table 13y Y-axis moving table 13z Z-axis moving table 13w Wafer suction table 14 Positioning mark detecting section 14a Sensor 14b Reflecting mirror 15 Position data creating circuit (measuring means) 16 Error amount measuring circuit (measuring means) 17 Sensor 18a 1st pattern area 18b second pattern region 19 shielding patterns 20 mask patterns 20p, 20p 1 ~20p 4 translucent portion 20n shielding portion 21 phase shift pattern 22a alignment mark (second alignment mark) 22b alignment marks (first position if 23) Alignment mark 24 Alignment mark 25 Alignment optical system 25a Laser light emitting part 25b Reflecting mirror 25c Sensor 26 Wafer mark detecting optical system 26a Laser light emitting part 26b Reflecting mirror 27 Wafer aligning optical system 27a Laser light emitting part 27b sensor 27c lens 28a, 28b reflecting mirror 29 beam expander 30 lens 31 objective lens A to C alignment mark area D, E area F error amount L exposure light
Claims (3)
ン領域および位相シフトパターンを有する第2パターン
領域を備えたマスク基板を用い、前記第1パターン領域
および前記第2パターン領域の各々の投影像を試料上に
おいて重ね合わせて、前記試料上に所定のパターンを転
写するのに先立って、前記第1パターン領域のパターン
と、前記第2パターン領域のパターンとを位置合せする
際に、前記マスク基板上のマスクパターンからなる第1
位置合せマークにより前記試料の近傍の所定位置に設置
されたセンサ部の位置を検出する工程と、前記マスク基
板上の位相シフトパターンを有する第2位置合せマーク
の投影像を、前記センサ部によって検出する工程と、前
記センサ部の位置検出結果および前記第2位置合せマー
クの投影像の検出結果に基づいて、位相シフトパターン
とマスクパターンとの位置合せ誤差を計測する工程と、
その計測結果に基づいて、前記マスクパターンおよび前
記位相シフトパターンの間の位置合せの補正を行う工程
とを有することを特徴とする露光方法。1. A sample obtained by projecting each of the first pattern region and the second pattern region using a mask substrate having a first pattern region having only a mask pattern and a second pattern region having a phase shift pattern. On the mask substrate, when aligning the pattern of the first pattern area and the pattern of the second pattern area prior to transferring the predetermined pattern on the sample by superimposing them on each other. First consisting of mask pattern
The step of detecting the position of the sensor unit installed at a predetermined position near the sample by the alignment mark, and the projected image of the second alignment mark having the phase shift pattern on the mask substrate are detected by the sensor unit. And a step of measuring an alignment error between the phase shift pattern and the mask pattern based on the position detection result of the sensor unit and the detection result of the projected image of the second alignment mark.
And a step of correcting the alignment between the mask pattern and the phase shift pattern based on the measurement result.
ン領域および位相シフトパターンを有する第2パターン
領域を備えたマスク基板を用い、前記第1パターン領域
および前記第2パターン領域の各々の投影像を試料上に
おいて重ね合わせて、前記試料上に所定のパターンを転
写するのに先立って、前記第1パターン領域のパターン
と、前記第2パターン領域のパターンとを位置合せする
際に、前記マスク基板上のマスクパターンからなる第1
位置合せマークにより前記試料の近傍の所定位置に設置
されたセンサ部の位置を検出する工程と、前記マスク基
板上の位相シフトパターンからなる第2位置合せマーク
の投影像を、前記センサ部によって検出する工程と、前
記センサ部の位置検出結果および前記第2位置合せマー
クの投影像の検出結果に基づいて、位相シフトパターン
とマスクパターンとの位置合せ誤差を計測する工程と、
その計測結果および検出位置の時間的変化の計測結果に
基づいて、前記マスクパターンおよび前記位相シフトパ
ターンの間の位置合せの補正を行う工程とを有すること
を特徴とする露光方法。2. A sample obtained by projecting each of the first pattern region and the second pattern region using a mask substrate having a first pattern region having only a mask pattern and a second pattern region having a phase shift pattern. On the mask substrate, when aligning the pattern of the first pattern area and the pattern of the second pattern area prior to transferring the predetermined pattern onto the sample by superimposing them on each other. First consisting of mask pattern
The step of detecting the position of the sensor unit installed at a predetermined position near the sample by the alignment mark, and the projected image of the second alignment mark composed of the phase shift pattern on the mask substrate are detected by the sensor unit And a step of measuring an alignment error between the phase shift pattern and the mask pattern based on the position detection result of the sensor unit and the detection result of the projected image of the second alignment mark.
And a step of correcting the alignment between the mask pattern and the phase shift pattern based on the measurement result and the measurement result of the temporal change of the detected position.
光光を照射する露光光源と、前記露光光源および前記試
料の間に着脱自在に設置され、かつ、マスクパターンの
みを有する第1パターン領域および位相シフトパターン
を有する第2パターン領域の形成されたマスク基板と、
前記露光光源および前記マスク基板の間に設置され、か
つ、前記第1パターン領域および第2パターン領域のそ
れぞれに選択的に光を照射させるマスクブラインドと、
前記ステージ上の所定の位置に設置され、かつ、前記マ
スクパターンからなる第1位置合せマークによりその位
置が検出されるとともに、前記位相シフトパターンから
なる第2位置合せマークの投影像を検出するセンサ部
と、前記第1位置合せマークにより検出されたセンサ部
の位置のデータおよび前記センサ部によって検出された
第2位置合せマークの投影像のデータに基づいて、前記
マスクパターンおよび前記位相シフトパターンの位置合
せ誤差を計測する計測手段とを有することを特徴とする
露光装置。3. An exposure light source for irradiating a sample mounted on a stage with exposure light, and a first pattern detachably installed between the exposure light source and the sample and having only a mask pattern. An area and a mask substrate having a second pattern area having a phase shift pattern,
A mask blind disposed between the exposure light source and the mask substrate and selectively irradiating the first pattern region and the second pattern region with light, respectively.
A sensor which is installed at a predetermined position on the stage and whose position is detected by a first alignment mark composed of the mask pattern and which detects a projected image of a second alignment mark composed of the phase shift pattern. Of the mask pattern and the phase shift pattern based on the data of the position of the sensor unit detected by the first alignment mark and the data of the projected image of the second alignment mark detected by the sensor unit. An exposure apparatus comprising: a measuring unit that measures a positioning error.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308490A JPH06163358A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Exposure method and aligner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308490A JPH06163358A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Exposure method and aligner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163358A true JPH06163358A (en) | 1994-06-10 |
Family
ID=17981646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4308490A Pending JPH06163358A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Exposure method and aligner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06163358A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114779572A (en) * | 2022-06-16 | 2022-07-22 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | Manufacturing method of alignment mark and wafer bonding method |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP4308490A patent/JPH06163358A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114779572A (en) * | 2022-06-16 | 2022-07-22 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | Manufacturing method of alignment mark and wafer bonding method |
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