[go: up one dir, main page]

JPH08304999A - 位相シフトマスク及びそれを用いた焦点位置検出方法 - Google Patents

位相シフトマスク及びそれを用いた焦点位置検出方法

Info

Publication number
JPH08304999A
JPH08304999A JP11319995A JP11319995A JPH08304999A JP H08304999 A JPH08304999 A JP H08304999A JP 11319995 A JP11319995 A JP 11319995A JP 11319995 A JP11319995 A JP 11319995A JP H08304999 A JPH08304999 A JP H08304999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus position
pattern
shifter
phase shift
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11319995A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Kuwabara
和幸 桑原
Toshio Onodera
俊雄 小野寺
Hiroshi Otsuka
大塚  博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP11319995A priority Critical patent/JPH08304999A/ja
Publication of JPH08304999A publication Critical patent/JPH08304999A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人間の判断による個人差をより排除して、焦
点位置検出をより確実にすることができる位相シフトマ
スク及びそれを用いた焦点位置検出方法を提供する。 【構成】 位相シフトマスクにおいて、半導体装置製造
でのリソグラフィ工程における露光装置の焦点位置検出
に用いる、位相角が180度の整数倍以外の位相シフト
パターン102,103による焦点位置を移動可能な焦
点位置検出用パターンを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高集積回路装置である
半導体装置の製造における位相シフトマスク及びそれを
用いた焦点位置検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、露光装置の焦点位置の確認・調整
は、調整用のパターンを実際に用いてパターニングを行
い、その結果に基づいて、その露光装置の確認・調整を
行うようにしている。すなわち、まず、調整前の露光装
置の表示により、ある範囲で焦点位置を変えてパターニ
ングを行い、所定の現像処理を行う。現像後のパターン
について、同一(寸法、形状)パターン、同一露光量の
条件の下、焦点位置によるパターンの有無の範囲や、パ
ターンの形状を観察した結果から、焦点の位置を決定す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
露光装置の焦点位置検出方法では、焦点位置の確認・調
整のためにいちいちパターニングを行わなければならな
い。また、人間の判断によるため、パターンの断面形状
等が変化する場合には、個人差が大きくなるという問題
点があった。
【0004】更に、レジスト材料、レジストプロセスに
より焦点位置に対するパターン形状の変化が異なる。ま
た、位相差マスクを用いた場合には、焦点位置の方向に
よる非対称性が生じる場合があり、従来法では測定が困
難となる問題点があった。本発明は、上記問題を解決す
るために、人間の判断による個人差をより排除して、焦
点位置検出をより確実にすることができる位相シフトマ
スク及びそれを用いた焦点位置検出方法を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 (1)位相シフトマスクにおいて、半導体装置製造での
リソグラフィ工程における露光装置の焦点位置検出に用
いる、位相角が180度の整数倍以外の位相シフタによ
る焦点位置を移動可能な焦点位置検出用パターンを有す
る。
【0006】(2)位相シフトマスクを用いた焦点位置
検出方法において、半導体装置製造でのリソグラフィ工
程における露光装置の焦点位置検出に用いる、位相角が
180度の整数倍以外の位相シフタによる焦点位置を、
移動可能な焦点位置検出用パターンによりレジストパタ
ーンを形成する工程と、このレジストパターンに基づい
て焦点位置の検出・測定を行う工程とを施すようにした
ものである。
【0007】(3)位相シフトマスクを用いた焦点位置
検出方法において、半導体装置製造でのリソグラフィ工
程における露光装置の焦点位置検出に用いる、位相角が
180度の整数倍以外の位相シフタによる焦点位置の移
動を用いた焦点位置検出用パターンをセットする工程
と、この焦点位置検出用パターンにより形成された光強
度分布を求め、焦点位置の検出を行う工程とを施すよう
にしたものである。
【0008】
【作用】
(1)請求項1記載の位相シフトマスクによれば、焦点
位置を移動可能な焦点位置検出用パターンを有するの
で、人間の判断による個人差をより排除して、焦点位置
検出を確実にすることができる。 (2)請求項2記載の位相シフトマスクを用いた焦点位
置検出方法によれば、焦点位置検出用パターンは所望の
半導体装置パターンと同一マスク、同一面上に設けるこ
とが可能であり、半導体装置製造工程中において焦点位
置の確認が可能である。
【0009】また、装置の焦点位置確認作業を別途行う
ことなく確認でき、さらにずれている場合には、そのず
れ量を知ることができる。 (3)請求項3記載の位相シフトマスクを用いた焦点位
置検出方法によれば、レジストパターンを形成すること
なく、しかも装置の焦点位置確認作業を別途行うことな
く確認できる。
【0010】また、ウエハステージ上の光強度検出装置
を用いることによって、ウエハ毎に焦点位置確認が可能
であり、ずれている場合のそのずれ量を知ることがで
き、自動補正も可能となる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら説明する。図1は本発明の第1実施例を示す半導体
装置製造用マスクにおける焦点位置検出用パターンの一
例を示す図、図2は縮小投影露光装置(ステッパー)の
概略構成図である。
【0012】図2に示すように、この縮小投影露光装置
は、光源1、フライアイレンズ2、マスク3、結合/縮
小光学系4、ウエハステージ5である。そこで、マスク
としては、図1に示すように、遮光パターン101の長
辺に接するように、位相シフトパターン102、103
を設ける。位相シフトパターン102、103の遮光部
端からの寸法、形状は同一とし、用いる露光光の波長に
対する位相角も同一とする。ただし、シフタの位相角は
180度の整数倍以外とする。
【0013】以下、この第1実施例の動作について説明
する。パターンにシフタが無い場合には、図2に示すよ
うに、縮小投影光学系を用いて結像させた時のA−B間
のプロファイルの最小光強度の最低値を得る焦点位置を
ベストフォーカスとすると、図1に示すようなシフタ付
きパターンでは、ベストフォーカスの位置が異なり、位
相角、遮光部端からのシフタ寸法により、ベストフォー
カスの位置の移動量は異なることが知られている。
【0014】ベストフォーカスの移動は、シフタが無い
場合のベストフォーカス位置に対して、光学系に近い側
と遠い側の両方があり、シフタ位相角が180度の整数
倍以外の奇数倍と偶数倍で、ベストフォーカスの移動方
向が異なる。さらに、ベストフォーカスの移動量は、位
相シフタの位相角及びシフタ寸法により決定される。次
に、本発明の第2実施例について説明する。
【0015】図3は本発明の第2実施例を示す半導体装
置製造用マスクにおける焦点位置検出用パターンの概要
を示す図である。図3に示すように、パターン210か
ら220は、いずれも短辺2.5μm、長辺10.0μ
m(マスク上)の長方形の遮光パターンを有する。配列
の間隔は、中心線の間隔で25μm、エッジ間隔で20
μmである。パターンの長辺方向の両側には、位相シフ
トパターンが形成されている。ただし、215は参照用
パターンであり、位相シフトパターン無しのパターンで
ある。
【0016】そこで、シフタ形成は、基板加工によるも
のとし、所望の加工精度、形状であるとする。各パター
ンの両側のシフタの幅、位相角は同一である。シフタの
位相角は露光波長に対して、パターン210から214
は90度、パターン216から220は270度とす
る。ここで、シフタの幅は、パターン210と220で
は1.25μm、パターン211と219では1.00
μm、パターン212と218では0.75μm、パタ
ーン213と217では0.50μm、パターン214
と216では0.25μmである。
【0017】以下、この第2実施例の動作について説明
する。遮光部エッジに接して、位相角180度以外のシ
フタを設けた場合、パターンの焦点位置が、そのシフタ
のエッジからの幅により、変化することが知られてい
る。また、位相角が0度から180度未満と、180度
を越えて360度未満では、焦点位置の変化する方向
が、ベストフォーカスを挟んで逆方向となる。
【0018】焦点位置検出用パターンを含むマスクを用
いて、所定の方法によりポジ型レジストが塗布されたウ
エハに露光を行う。所定の露光後、所定の現像処理を行
い、焦点位置検出用パターン11箇所を比較する。参照
用パターン215であるシフタの無いパターン以外のパ
ターンが、明瞭に形成されている場合には、焦点位置が
ずれていることが発見できる。
【0019】参照用パターン215に比べ、位相シフト
パターン213(シフタ幅0.5μm、位相角90度)
が最も明瞭にパターン形成されている場合、プラス方向
に約1μm焦点位置がずれていることになる。次に、本
発明の第3実施例について説明する。図4は本発明の第
3実施例で用いる焦点位置検出パターンの1例を示す平
面図であり、ここで、マスクにこのパターンが存在した
とき、このパターンによって光学像(光強度)が示され
る。図5はかかる図4に示す焦点位置検出パターンによ
って形成される光強度の図4中のA−B間のプロファイ
ルを示す図である。図5中Cは図4中の遮光パターン3
01の中心に相当し、横軸は位置(μm)、縦軸は光強
度を示している。図6はウエハステージの平面図であ
る。
【0020】なお、この実施例においても、例えば、縮
小投影露光装置(ステッパー)としては、図2に示すも
のを用いる。ここで、マスクには焦点位置検出パターン
が1つ以上存在するものとする。図4において、301
は遮光パターン(例えば、幅0.3μm)、302,3
03は位相角90°の位相シフトパターン(例えば、幅
0.2μm)であり、図1と同様のパターンである。
【0021】図5に示すプロファイルの内、F=0μm
は所望とする位置にステージがある場合であり、F=+
1.0μmは所望とする位置より下方に、F=−1.0
μmは所望とする位置より上方(図2において)にずれ
ている場合である。なお、ここで、波長λは365n
m、開口率NAは0.6、光学系の係数σは0.6の条
件である。
【0022】図6に示すように、縮小投影露光装置のウ
エハステージ5(図2参照)上にはウエハ401がセッ
トされており、このウエハ401と同一面にCCD等の
光強度検出器402を配置する。この光強度検出器40
2は、焦点位置検出用パターンの結像位置へ速やかに所
望の精度で移動可能に構成する。ここで、ウエハステー
ジ5は、所望の焦点位置で露光が可能な制御機構と精度
を有するものとする。
【0023】図7において、501は点状の受光器であ
り、このような受光器を用いた場合、図5中の点Cの強
度変化を用いて該当する動作を行う。ただし、焦点位置
検出パターンによって形成される光強度プロファイルの
中心位置に受光器を移動させる必要がある。また、50
2では図4中A−Bと直交するように受光器を設置する
ことにより、本方式による測定のための位置合わせを容
易にすることができる。
【0024】図8における511,512では、図4中
A−B方向に直線状に受光器を配置することによって、
位置合わせを容易にすることができるとともに、図4中
A−B間の位置と光強度の関連性(パターン認識)を用
いることによって、焦点位置検出をより容易に、高精度
に行うことができる。また、521では焦点位置検出パ
ターンによって形成された光強度2次元的に検出するこ
とができる。
【0025】以下、この第3実施例の動作について説明
する。上記した第1実施例では実際のレジストパターン
を用いたのに対して、この実施例では、位相シフトマス
クを用いた焦点位置検出用パターンにより形成された光
強度を測定する。そこで、その測定結果より、各パター
ンの最小光強度やプロファイルを求め、どのパターンが
最も明瞭なプロファイルを形成しているかを自動的に判
断し、ずれが生じている場合には、その量についても算
出する。
【0026】本発明の利用形態としては、 (1)シフタの位相角は180度の整数倍以外であれば
よい。 (2)レジストパターンとして形成された焦点位置検出
用パターンについて、上記した第2実施例では直接観察
としているが、観察装置等を介して信号情報に変換し、
これに適切な処理を行うことによっても、同様の効果が
得られる。
【0027】(3)焦点位置検出用パターンが形成した
光強度プロファイルについて、上記第3実施例ではウエ
ハステージ上で観察を行っているが、反射装置等を用い
てもよい。なお、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で
あり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0028】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の発明によれば、焦点位置を移動可
能な焦点位置検出用パターンを有するので、人間の判断
による個人差をより排除して、焦点位置検出を確実にす
ることができる。
【0029】(2)請求項2記載の発明によれば、焦点
位置検出用パターンは所望の半導体装置パターンと同一
マスク、同一面上に設けることが可能であり、半導体装
置製造工程中において焦点位置の確認が可能である。ま
た、装置の焦点位置確認作業を別途行うことなく確認で
き、さらにずれている場合には、そのずれ量を知ること
ができる。
【0030】(3)請求項3記載の発明によれば、レジ
ストパターンを形成することなく、しかも装置の焦点位
置確認作業を別途行うことなく確認できる。また、ウエ
ハステージ上の光強度検出装置を用いることによって、
ウエハ毎に焦点位置確認が可能であり、ずれている場合
の、そのずれ量を知ることができ、自動補正も可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す半導体装置製造用マ
スクにおける焦点位置検出用パターンの一例を示す図で
ある。
【図2】縮小投影露光装置(ステッパー)の概略構成図
である。
【図3】本発明の第2実施例を示す半導体装置製造用マ
スクにおける焦点位置検出用パターンの概要を示す図で
ある。
【図4】本発明の第3実施例で用いる位相シフトマスク
の平面図である。
【図5】図4に示す位相シフトマスクによって形成され
る光強度を示す図である。
【図6】本発明の第3実施例を示すウエハステージの平
面図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す単一の光強度検出器
の配置を示す図である。
【図8】本発明の第3実施例を示す複数の光強度検出器
の配置を示す図である。
【符号の説明】
1 光源 2 フライアイレンズ 3 マスク 4 結合/縮小光学系 5 ウエハステージ 101,301 遮光パターン 102,103,302,303 位相シフトパター
ン 210,211,212,213,214,216,2
17,218,219,220 パターン(遮光パタ
ーン+位相シフトパターン) 215 参照用パターン(位相シフトパターン無しの
パターン) 401 ウエハ 402 光強度検出器 501,502 単一の検出器 511,512 一次元配置の複数の検出器 521 二次元配置の複数の検出器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程に
    おける露光装置の焦点位置検出に用いる、位相角が18
    0度の整数倍以外の位相シフタによる焦点位置を移動可
    能な焦点位置検出用パターンを有する位相シフトマス
    ク。
  2. 【請求項2】 位相シフトマスクを用いた焦点位置検出
    方法において、(a)半導体装置製造でのリソグラフィ
    工程における露光装置の焦点位置検出に用いる、位相角
    が180度の整数倍以外の位相シフタによる焦点位置を
    移動可能な焦点位置検出用パターンによりレジストパタ
    ーンを形成する工程と、(b)該レジストパターンに基
    づいて焦点位置の検出・測定を行う工程とを施すことを
    特徴とする位相シフトマスクを用いた焦点位置検出方
    法。
  3. 【請求項3】 位相シフトマスクを用いた焦点位置検出
    方法において、(a)半導体装置製造でのリソグラフィ
    工程における露光装置の焦点位置検出に用いる、位相角
    が180度の整数倍以外の位相シフタによる焦点位置の
    移動を用いた焦点位置検出用パターンをセットする工程
    と、(b)該焦点位置検出用パターンにより形成された
    光強度分布を求め、焦点位置の検出を行う工程とを施す
    ことを特徴とする位相シフトマスクを用いた焦点位置検
    出方法。
JP11319995A 1995-05-11 1995-05-11 位相シフトマスク及びそれを用いた焦点位置検出方法 Pending JPH08304999A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11319995A JPH08304999A (ja) 1995-05-11 1995-05-11 位相シフトマスク及びそれを用いた焦点位置検出方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11319995A JPH08304999A (ja) 1995-05-11 1995-05-11 位相シフトマスク及びそれを用いた焦点位置検出方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08304999A true JPH08304999A (ja) 1996-11-22

Family

ID=14606072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11319995A Pending JPH08304999A (ja) 1995-05-11 1995-05-11 位相シフトマスク及びそれを用いた焦点位置検出方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08304999A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313691A (ja) * 2001-04-10 2002-10-25 Sony Corp 露光マスクの製造方法および露光マスク
WO2005004211A1 (ja) * 2003-07-03 2005-01-13 Nikon Corporation フォーカステストマスク、フォーカス測定方法、及び露光装置
WO2009001834A1 (ja) * 2007-06-26 2008-12-31 Nikon Corporation 光学特性の計測方法、光学特性の調整方法、露光装置、露光方法及び露光装置の製造方法
US8343693B2 (en) 2009-11-05 2013-01-01 Nikon Corporation Focus test mask, focus measurement method, exposure method and exposure apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313691A (ja) * 2001-04-10 2002-10-25 Sony Corp 露光マスクの製造方法および露光マスク
JP4534376B2 (ja) * 2001-04-10 2010-09-01 ソニー株式会社 露光マスクの製造方法および露光マスク
WO2005004211A1 (ja) * 2003-07-03 2005-01-13 Nikon Corporation フォーカステストマスク、フォーカス測定方法、及び露光装置
US7426017B2 (en) 2003-07-03 2008-09-16 Nikon Corporation Focus test mask, focus measurement method and exposure apparatus
WO2009001834A1 (ja) * 2007-06-26 2008-12-31 Nikon Corporation 光学特性の計測方法、光学特性の調整方法、露光装置、露光方法及び露光装置の製造方法
US8343693B2 (en) 2009-11-05 2013-01-01 Nikon Corporation Focus test mask, focus measurement method, exposure method and exposure apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2539163B2 (ja) 光学焦点テストマスクと監視システム及び方法
WO2013067064A1 (en) Overlay target geometry for measuring multiple pitches
US6885429B2 (en) System and method for automated focus measuring of a lithography tool
US6797443B2 (en) Focus monitoring method, focus monitoring apparatus, and method of manufacturing semiconductor device
JP2009182253A (ja) 露光装置及びデバイスの製造方法
KR19980025509A (ko) 노광 장비의 최적 포커스 확인 방법
JP5084239B2 (ja) 計測装置、露光装置並びにデバイス製造方法
KR20140014509A (ko) 노광 장치의 높이 센서 및 이를 이용한 웨이퍼 고저 측량 방법
KR20000071810A (ko) 수차에 기인한 위치상의 이동과 위치 어긋남의 측정 장치및 방법
JPH08304999A (ja) 位相シフトマスク及びそれを用いた焦点位置検出方法
JPH0562882A (ja) 結像位置測定方法
JP2003318090A (ja) 投影光学系の敏感度計測方法、及びそれを有する投影露光装置
JP3201473B2 (ja) 最適フォーカス位置測定方法およびフォーカス位置測定用マスク
JP2008066634A (ja) 露光装置
EP2172966B1 (en) Optical characteristic measuring method, optical characteristic adjusting method, exposing device, and exposing method
EP2172965A1 (en) Optical characteristic measurement method, optical characteristic adjusting method, exposure device, exposure method, and exposure device manufacturing method
JP2007329384A (ja) 面位置検出装置、露光装置及びデバイスの製造方法
US6483936B1 (en) Monitor pattern for photolithography
JP2550976B2 (ja) アライメント方法
JP2003347201A (ja) レジストパターン幅寸法の調整方法
JPH11258487A (ja) 光学系の調整方法及び光学装置
JP2000089129A (ja) 位相差付与部材の位置決め方法
JPH09329888A (ja) 位相シフトマスクパターン
JPH097929A (ja) 露光装置用位置合せ装置及び位置合わせ方法
JPS60238836A (ja) パタ−ン検出方法と該方法を用いた投影光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030902