DE10043948C2

DE10043948C2 - Method for compensating overlay errors

Info

Publication number: DE10043948C2
Application number: DE2000143948
Authority: DE
Inventors: Jens Hassmann; Rainer Pforr; Torsten Werneke
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: DE10043948A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompensation von Überlagerungsfehlern und insbesondere auf ein Verfahren zur Kompensation von Überlagerungsfehlern in einem Belichtungssystem mit zumindest einem ersten und einem zweiten Belichtungsgerät, wie es beispielsweise bei der Her stellung von Halbleiterschaltungen verwendet wird.The present invention relates to a method for Compensation of overlay errors and in particular on a method for compensating for overlay errors in an exposure system with at least a first and a second exposure device, such as the Her position of semiconductor circuits is used.

Die Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen erfor dert eine Vielzahl von vorzugsweise fotolithographischen Schritten, wobei feinstrukturierte Muster in Abhängigkeit von den Merkmalen bzw. Eigenschaften des späteren Bausteins in verschiedenen Schichten fotolithographisch auf einer licht empfindlichen Schicht an der Oberfläche eines sogenannten Wa fers abgebildet werden. Zum Ausbilden einer integrierten Halbleiterschaltung werden daher mehrere derartiger Belich tungsschritte durchgeführt.The manufacture of semiconductor integrated circuits a variety of preferably photolithographic Steps, with finely structured patterns depending on the characteristics or properties of the later module in different layers photolithographically on a light sensitive layer on the surface of a so-called Wa be mapped. To form an integrated Semiconductor circuit therefore become several such exposures steps carried out.

Zur Realisierung derartiger Belichtungsschritte sind im We sentlichen sogenannte Stepper und Scanner bekannt. Bei den Stepper-Belichtungsgeräten wird unter Verwendung einer soge nannten "Step und Repeat"-Belichtung schrittweise der Wafer mit einem jeweiligen Muster belichtet. Der wesentliche Vor teil von derartigen Stepper-Belichtungsgeräten liegt darin, dass sie relativ geringe Investitionskosten darstellen und dabei eine hohe Produktivität aufweisen. Nachteilig ist je doch bei derartigen Stepper-Belichtungsgeräten eine relativ hohe Ungenauigkeit, so dass sie lediglich Ebenen mit ver gleichsweise großen Strukturbreiten erzeugen können.To implement such exposure steps, we known so-called steppers and scanners. Both Stepper exposure devices is using a so-called called the step and repeat exposure step by step the wafer exposed with a respective pattern. The essential advantage Part of such stepper exposure devices is that they represent relatively low investment costs and have high productivity. It is always a disadvantage but a relative with such stepper exposure devices high inaccuracy, so that they only use levels with ver can produce equally large structural widths.

Dem gegenüber werden bei sogenannten Scanner-Belichtungs geräten in einem Arbeitsgang eine Vielzahl von Stepper- Feldern abgetastet bzw. belichtet, wobei sich durch die schlitzförmige Belichtung eine Reduzierung von Linsenfehlern und somit die Realisierung von anspruchsvolleren Strukturen bzw. sehr feinen Strukturbreiten ermöglichen lässt. Die Be lichtung eines Bildfeldes dauert beim Scanner prinzipiell länger als beim Stepper. Dem gegenüber steht allerdings das größere Bildfeld beim Scanner im Vergleich zum Stepper. Um die Produktivität des Scanners zu steigern und die erhöhten Investitionskosten zu rechtfertigen, muß der Vorteil des grö ßeren Bildfeldes konsequent ausgenutzt werden.In contrast, so-called scanner exposure a large number of stepper Fields scanned or exposed, whereby through the slit-shaped exposure a reduction in lens defects and thus the realization of more sophisticated structures or very fine structure widths. The Be In principle, the exposure of an image field lasts for the scanner longer than with the stepper. However, this stands in contrast larger image field with the scanner compared to the stepper. Around to increase the productivity of the scanner and the increased To justify investment costs, the advantage of the gr outer image field can be used consistently.

Zur Senkung der Herstellungskosten liegt es daher nahe, Be lichtungsgeräte mit unterschiedlich großen Belichtungsfeldern wie z. B. Scanner und Stepper miteinander derart zu kombinie ren, dass beispielsweise die Stepper die anspruchsloseren Strukturen belichten, während die Scanner für die anspruchs volleren Strukturen verwendet werden.To reduce the manufacturing costs, it therefore makes sense, Be clearing devices with different sized exposure fields such as B. Scanner and stepper to combine with each other in such a way that the steppers, for example, are the less demanding Expose structures while the scanners are for the demanding fuller structures can be used.

Bei einer derartigen Kombination von unterschiedlichen Be lichtungsgeräten ergeben sich jedoch nachfolgende Probleme. Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer Scanner- Belichtung mit nachfolgender Stepper-Belichtung, wobei die Scanner-Bildfeld-Matrix einen Wafer-Rotationsfehler oder ei nen Wafer-Orthogonalitätsfehler aufweist. Genauer gesagt sind gemäß Fig. 1 die Scanner-Belichtungsfelder A1, A2 und A3 nicht exakt übereinander angeordnet, sondern auf Grund bei spielsweise einer Achsenverdrehung des Scannertisches in x- Richtung verschoben, wodurch sich ein Rotationsfehler der Scanner-Bildfeld-Matrix ergibt. Zur Kompensation von Überla gerungsfehlern werden üblicherweise derartige Fehler erfasst und auf eine nachfolgende Belichtungsebene angewendet. Gemäß Fig. 1 werden demzufolge in einer nachfolgenden Belichtungs ebene die Stepper-Feldgruppen B1, B2 und B3 entsprechend die sem gleichen Rotationsfehler der ersten Belichtungsebene bzw. den Scanner-Feldern A1 bis A3 überlagert. Ein Überlagerungs fehler kann auf diese Weise zwar verringert werden. Es bleibt jedoch ein Restfehler, der bei anspruchsvollen Strukturen in akzeptabel ist. With such a combination of different lighting devices Be, however, the following problems arise. Fig. 1 is a simplified plan view showing a scanner exposure followed by stepper exposure, wherein the scanner image field matrix comprises a wafer rotation error or egg NEN wafer orthogonality error. More specifically 1 are shown in FIG. The scanning exposure fields A1, A2 and A3 are not arranged exactly superimposed, but due to the pitch shifted in an axis rotation of the scanner table in the x direction, a rotational error of the scanner image field matrix thereby results. To compensate for overlay errors, such errors are usually detected and applied to a subsequent exposure plane. Referring to FIG. 1 Accordingly, in a subsequent exposure according to the stepper field groups B1, B2 and B3 planar sem the same rotational error of the first exposure level and the scanner fields A1 to A3 superimposed. An overlay error can be reduced in this way. However, there remains a residual error that is acceptable for demanding structures.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer weiteren herkömmlichen Kompensation von Überlagerungsfehlern, wobei die einzelnen Scanner-Bildfelder A1 bis A3 einen Feld- Rotationsfehler oder Feld-Orthogonalitäts- bzw. Verschie bungsfehler aufweisen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen hier bei gleiche Elemente bzw. Belichtungsfelder wie in Fig. 1, weshalb auf eine wiederholte Beschreibung nachfolgend ver zichtet wird. Gemäß Fig. 2 wird nunmehr in einem nachfolgen den Belichtungsschritt wiederum unter Verwendung der Rotati onsfehler in der ersten Belichtungsebene eine Stepper- Belichtung zum Erzeugen der Stepper-Feldgruppen B1, B2 und B3 durchgeführt, wobei Stepperbildfeld und Stepperbildfeld- Matrix exakt orthogonal ausgerichtet sind. Wiederum lässt sich eine gewisse Verbesserung des Überlagerungsfehlers rea lisieren, wobei jedoch für anspruchsvolle Schaltungen bzw. feine Strukturen eine derartige herkömmliche Kompensation nicht ausreichend ist. Fig. 2 shows a simplified top view of another conventional compensation of superimposition errors, the individual scanner image fields A1 to A3 having a field rotation error or field orthogonality or displacement error. The same reference numerals designate the same elements or exposure fields as in FIG. 1, which is why a repeated description is omitted below. According to FIG. 2, a stepper exposure for generating the stepper field groups B1, B2 and B3 is now carried out in a subsequent exposure step again using the rotation errors in the first exposure plane, the stepper image field and the stepper image field matrix being aligned exactly orthogonally. Again, a certain improvement in the superimposition error can be achieved, but such a conventional compensation is not sufficient for demanding circuits or fine structures.

Zur Lösung dieses Problems könnten nunmehr für alle überlage rungskritischen Belichtungsebenen einschließlich der abbil dungsunkritischen Belichtungsebenen qualitativ hochwertige Belichtungsgeräte eingesetzt werden, wodurch sich jedoch ein außerordentlich hoher Investitionsaufwand ergibt, da die er höhte Anzahl von Scanner-Belichtungsgeräten zu enormen Mehr ausgaben führt.To solve this problem everyone could now consider critical exposure levels including the image exposure-uncritical exposure planes of high quality Exposure devices are used, which, however, a extraordinarily high investment costs results because he increased number of scanner exposure devices to enormous more leads expenditure.

Eine weitere Lösungsmöglichkeit, wonach die hochwertigen Scanner-Belichtungsgeräte nur Einzel-Belichtungsfelder in der Größe der Stepper-Belichtungsfelder belichten, ist zwar grundsätzlich möglich, führt jedoch zu einem außerordentlich hohen Produktivitätsverlust, da Scanner-Belichtungsgeräte bei Einzelfeldbelichtung wesentlich langsamer als Stepper-Belich tungsgeräte sind.Another solution, according to which the high quality Scanner exposure devices only single exposure fields in the Exposing size of the stepper exposure fields is true in principle possible, but leads to an extraordinary high loss of productivity due to scanner exposure devices Single field exposure much slower than stepper exposure are devices.

Eine weitere Möglichkeit zur Lösung dieses Problems ist aus der Druckschrift US 5,877,861 bekannt, bei der zur Produkti vitätssteigerung wiederum unterschiedliche Belichtungsgeräte eingesetzt werden. Zur Reduzierung der vorstehend beschriebe nen Überlagerungsfehler wird hierbei ein spezielles Verfahren angewandt, wobei bereits das Entstehen von Fehlern in der vorherigen Belichtungsebene korrigiert wird und somit eine Anpassung einer nachfolgenden Belichtungsebene wesentlich vereinfacht ist. Zur Realisierung dieses Verfahrens sind je doch sowohl Überlagerungsmessungen innerhalb einer Belich tungsebene, als auch zwischen aufeinanderfolgenden Belich tungsebenen notwendig. Aus diesen zusätzlichen Überlagerungs messungen resultieren nicht nur ein erhöhter Zeitbedarf, son dern auch zusätzliche Messvorrichtungen.Another way to solve this problem is from the publication US 5,877,861 known in the producti Increased viability in turn, different exposure devices be used. To reduce the above Overlay errors become a special procedure applied, with the emergence of errors in the previous exposure level is corrected and thus a Adjustment of a subsequent exposure level is essential is simplified. To implement this procedure are but both overlay measurements within an exposure level, as well as between successive exposures levels necessary. For these additional overlays measurements result not only in an increased time requirement, son also additional measuring devices.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfah ren zur Kompensation von Überlagerungsfehlern zu schaffen, welches bei geringen Kosten und auf einfache Weise eine Pro duktivitätssteigerung bei der Herstellung von Halbleiter schaltungen ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a method create compensation for overlay errors, which is a pro at a low cost and easily increased productivity in the production of semiconductors circuits enabled.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved through the measures of Claim 1 solved.

Insbesondere durch ein Aufteilen von Feldgruppen in zweite Felder, einem nachfolgenden Messen von Überlagerungsfehlern zwischen zwei Belichtungsebenen mittels dieser zweiten Felder und der anschließenden Berechnung von Justier-Korrekturwerten für jedes dieser zweiten Felder können unterschiedliche Be lichtungsgeräte derart miteinander kombiniert werden, dass ihre jeweiligen Belichtungsfelder optimal aneinander ange passt sind. Auf diese Weise können auch anspruchsvolle Halb leiterschaltungen mit sehr feinen Strukturen auf besonders kostengünstige und hochproduktive Art und Weise hergestellt werden. In particular by dividing field groups into two Fields, a subsequent measurement of overlay errors between two exposure levels using these second fields and the subsequent calculation of adjustment correction values for each of these second fields different Be lighting devices can be combined in such a way that their respective exposure fields optimally matched to each other fits. This way even demanding half conductor circuits with very fine structures on special inexpensive and highly productive way become.

Vorzugsweise wird pro Feldgruppe lediglich ein zweites Be lichtungsfeld zur Lieferung eines Überlagerungsfehlers ver messen und anschließend die Justier-Korrekturwerte der weite ren zweiten Belichtungsfelder innerhalb der Feldgruppe daraus abgeleitet, wodurch sich eine weitere Zeitersparnis ergibt.Preferably, only a second Be is per field group clearing field for the delivery of an overlay error measure and then the adjustment correction values of the width second exposure fields within the field group derived, which results in a further time saving.

Ferner kann der größte Lagefehler auf einem Wafer für die zweiten Belichtungsfelder berechnet werden, wodurch sich eine optimierte Anpassung der verschiedenen Belichtungsgeräte an einander ergibt.Furthermore, the largest position error on a wafer for the second exposure fields are calculated, resulting in a optimized adaptation of the different exposure devices results in each other.

In den weiteren Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.In the further subclaims there are further advantageous ones Characterized embodiments of the invention.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described below with reference to exemplary embodiments len described with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschaulichung einer herkömmlichen Überlagerungskompensation für einen Rotationsfehler einer Scanner-Belichtungs feld-Matrix; Fig. 1 is a simplified plan view illustrating a conventional overlay compensation for a rotation error of a scanner exposure field matrix;

Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschaulichung einer weiteren herkömmlichen Überlagerungskompensa tion für einen Rotationsfehler von Scanner- Belichtungsfeldern; Fig. 2 is a simplified plan view illustrating another conventional superimposition compensation for a rotation error of scanner exposure fields;

Fig. 3 eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Überlagerungskompensation bei einem Rotationsfehler der Scanner-Belichtungsfeld- Matrix; 3 is a simplified plan view showing the superposition of compensation according to the invention at a rotational error of the scanner Belichtungsfeld- matrix.

Fig. 4 eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Überlagerungskompensation bei einem Rotationsfehler der Scanner-Belichtungsfel der; und Fig. 4 is a simplified plan view showing the superposition of compensation according to the invention at a rotational error of the scanner of Belichtungsfel; and

Fig. 5 eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschaulichung einer Überlagerungskompensation gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei einem Rotationsfehler der Scanner-Belichtungsfel der. FIG. 5 shows a simplified plan view to illustrate an overlay compensation according to a second exemplary embodiment of the present invention in the event of a rotation error of the scanner exposure field.

Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschauli chung der erfindungsgemäßen Überlagerungskompensation gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel bei Auftreten eines Rotati onsfehlers der Scanner-Belichtungsfeldmatrix. Gleiche Bezugs zeichen bezeichnen hierbei gleiche Belichtungsfelder bzw. Elemente wie in Fig. 1 und 2, weshalb auf eine detaillier te Beschreibung nachfolgend verzichtet wird. Fig. 3 shows a simplified plan view to illustrate the overlap compensation according to the invention according to a first embodiment when a rotation error of the scanner exposure field matrix occurs. The same reference characters designate the same exposure fields or elements as in FIGS. 1 and 2, which is why a detailed description is omitted below.

Gemäß Fig. 3 werden in einer ersten Belichtungsebene wieder um erste Belichtungsfelder A1, A2 und A3 mit einem ersten Be lichtungsgerät wie z. B. einem Scanner-Belichtungsgerät ausge bildet. Da eine nachfolgende Belichtungsebene relativ an spruchslose Strukturen aufweist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein zweites Belichtungsgerät wie z. B. ein Stepper- Belichtungsgerät für diese nachfolgende Belichtungsebene ver wendet werden. Da Stepper-Belichtungsgeräte in ihrer Anschaf fung wesentlich kostengünstiger als beispielsweise Scanner- Belichtungsgeräte sind, ergibt sich durch eine derartige kom binierte Verwendung von unterschiedlichen Belichtungsgeräten eine außerordentliche Kostenreduzierung.According to Fig. 3, in a first exposure level back to first exposure fields A1, A2 and A3 with a first Be exposure unit such. B. forms a scanner exposure device. Since a subsequent exposure plane has relatively no structures, according to the present invention, a second exposure device such. B. a stepper exposure device for this subsequent exposure plane can be used ver. Since stepper exposure devices are much cheaper to purchase than scanner exposure devices, for example, such a combined use of different exposure devices results in an extraordinary cost reduction.

Zur Verbesserung einer Überlagerungskompensation wird jedoch im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß Fig. 1 eine weiter gehende Anpassung der Belichtungsfelder B1, B2 und B3 des zweiten Belichtungsgerätes vorgenommen. Genauer gesagt wird gemäß Fig. 3 nunmehr jede einem ersten Feld A1 bis A3 zuge ordnete Feldgruppe B1 bis B3 in individuelle zweite Felder B11, B12, B21 bis B32 aufgeteilt und einzeln verarbeitet.To improve overlay compensation, however, in contrast to the prior art according to FIG. 1, the exposure fields B1, B2 and B3 of the second exposure device are adapted further. Fig. 3 is now more specifically according to each of a first field A1 to A3 associated button group B1 to B3 divided into individual second fields B11, B12 B21 to B32, and individually processed.

Beispielsweise werden in Fig. 3 die individuellen zweiten Felder B11 bis B32 hinsichtlich ihrer Überlagerungsfehler zur vorhergehenden Belichtungsebene bzw. zum ersten Feld A1 bis A3 individuell vermessen und auf der Grundlage dieser indivi duellen Überlagerungsfehler individuelle Justier-Korrektur werte für jedes der individuellen zweiten Felder B11 bis B32 berechnet. In gleicher Weise kann auch ein jeweiliger größter Lagefehler der Vielzahl von individuellen zweiten Feldern B11 bis B32 auf dem Wafer berechnet werden. Diese individuell be rechneten Justier-Korrekturwerte können anschließend an das zweite Belichtungsgerät übergeben werden, wodurch ein Belich tungsvorgang der zweiten Felder individuell in Abhängigkeit von ihren individuell gemessenen Überlagerungsfehlern reali siert werden kann. Auf diese Weise ergibt sich die in Fig. 3 verbesserte Überlagerung der zweiten Felder B11 bis B32 auf die ersten Belichtungsfelder A1 bis A3.For example, in FIG. 3 the individual second fields B11 to B32 are individually measured with regard to their overlay errors to the previous exposure plane or to the first field A1 to A3 and, on the basis of these individual overlay errors, individual adjustment correction values for each of the individual second fields B11 to B32 calculated. In the same way, a respective largest position error of the plurality of individual second fields B11 to B32 on the wafer can be calculated. These individually calculated adjustment correction values can then be transferred to the second exposure device, whereby an exposure process of the second fields can be implemented individually as a function of their individually measured overlay errors. This results in the improved superimposition of the second fields B11 to B32 on the first exposure fields A1 to A3 in FIG. 3.

Zur Realisierung der Aufteilung der jeweiligen Feldgruppen B1 bis B3 in individuelle zweite Felder B11 bis B32 können bei spielsweise bereits in der vorhergehenden Belichtungsebene des ersten Belichtungsgeräts Overlay-Messmarken sowohl für die ersten Belichtungsfelder A1 bis A3 als auch für die zwei ten Belichtungsfelder B11 bis B32 ausgebildet werden. Auf diese Weise ergibt sich insbesondere bei Belichtungsfeldern, die eine unterschiedliche Größe aufweisen, eine optimale An passung und Kompensation eines Überlagerungsfehlers.To implement the division of the respective field groups B1 to B3 in individual second fields B11 to B32 can at for example already in the previous exposure level of the first exposure device overlay measuring marks for both the first exposure fields A1 to A3 as well as for the two th exposure fields B11 to B32 are formed. On this results in particular with exposure fields, which have a different size, an optimal type fit and compensation of an overlay error.

Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschauli chung einer Überlagerungskompensation gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Ro tationsfehler von Scanner-Belichtungsfeldern vorliegt. Glei che Bezugszeichen bezeichnen wiederum gleiche oder ähnliche Belichtungsfelder bzw. Elemente wie in Fig. 3, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung nachfolgend verzichtet wird. Fig. 4 shows a simplified plan view for illustrating a superimposition compensation according to a further embodiment of the present invention, wherein there is a rotation error of scanner exposure fields. The same reference numerals in turn designate the same or similar exposure fields or elements as in FIG. 3, which is why a detailed description is omitted below.

Gemäß Fig. 4 werden wiederum in einer ersten bzw. vorherge henden Belichtungsebene beispielsweise mit einem Scanner- Belichtungsgerät erste Belichtungsfelder A1 bis A3 ausgebil det. Auf Grund eines Rotationsfehlers ergeben sich die in Fig. 4 dargestellten Schrägstellungen. Da eine nachfolgende Belichtungsebene wiederum relativ anspruchslose Strukturen aufweist, können hierfür kostengünstige und hochproduktive zweite Belichtungsgeräte wie z. B. Stepper-Belichtungsgeräte zum Ausbilden der zweiten Belichtungsfelder B11 bis B32 ver wendet werden.According to Fig. 4 first exposure fields in turn up to A3 det ausgebil A1 in a first and vorherge Henden exposure plane, for example with a scanner exposure apparatus. The inclined positions shown in FIG. 4 result from a rotational error. Since a subsequent exposure plane in turn has relatively undemanding structures, inexpensive and highly productive second exposure devices such as e.g. B. stepper exposure devices for forming the second exposure fields B11 to B32 can be used ver.

In gleicher Weise wie in Fig. 3 werden hierbei wiederum die Feldgruppen B1 bis B3 in individuelle Belichtungsfelder B11 bis B32 aufgeteilt und die dazugehörigen individuellen Über lagerungsfehler zwischen den beiden Belichtungsebenen gemes sen. Auf der Grundlage dieser Überlagerungsfehler werden an schließend wiederum die dazugehörigen individuellen Justier- Korrekturwerte und/oder der größte Lagefehler auf dem Wafer berechnet und an das zweite Belichtungsgerät bzw. den Stepper übergeben. Eine nachfolgende Belichtung erfolgt demzufolge wie in Fig. 4 dargestellt ist.In the same way as in FIG. 3, the field groups B1 to B3 are again divided into individual exposure fields B11 to B32 and the associated individual overlay errors measured between the two exposure levels. On the basis of these superimposition errors, the associated individual adjustment correction values and / or the largest position error on the wafer are then in turn calculated and transferred to the second exposure device or the stepper. A subsequent exposure accordingly takes place as shown in FIG. 4.

Zur Vereinfachung ist in Fig. 4 wie auch in Fig. 3 ein Ü berlagerungsfehler nur über die x-Translation minimiert. Grundsätzlich können derartige Überlagerungsfehler auch x/y- Translationen, x/y-Rotationen, x/y-Vergrößerungen oder -Ver kleinerungen und/oder x/y-Orthogonalitätsverschiebungen auf weisen. Bei Berücksichtigung einer x/y-Rotation würden demzu folge die in Fig. 4 dargestellten individuellen Belichtungs felder B11 bis B32 zusätzlich noch innerhalb der ersten Be lichtungsfelder gedreht bzw. gekippt, wodurch sich eine wei ter verbesserte Überlagerung bzw. Anpassung ergibt. For simplification in FIG. 4, as in FIG. 3, an overlay error is only minimized via the x translation. In principle, such overlay errors can also have x / y translations, x / y rotations, x / y enlargements or reductions and / or x / y orthogonality shifts. If an x / y rotation was taken into account, the individual exposure fields B11 to B32 shown in FIG. 4 would additionally be rotated or tilted within the first exposure fields, which results in a further improved overlay or adaptation.

Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Draufsicht zur Veranschauli chung der erfindungsgemäßen Überlagerungskompensation gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei wiederum ein Rotati onsfehler der Scanner-Belichtungsfelder vorliegt. Gleiche Be zugszeichen bezeichnen wiederum gleiche oder ähnliche Belich tungsfelder bzw. Elemente, weshalb auf eine detaillierte Be schreibung nachfolgend verzichtet wird. Fig. 5 shows a simplified plan view Veranschauli monitoring the overlay compensation according to a second embodiment, again a Rotati onsfehler the present scanner exposure fields. The same reference symbols in turn designate the same or similar exposure fields or elements, which is why a detailed description is not given below.

Fig. 5 zeigt ein weiter verbessertes Verfahren zur Kompensa tion von Überlagerungsfehlern, bei dem beispielsweise inner halb eines ersten Belichtungsfeldes eines ersten Belichtungs gerätes wie z. B. eines Scanners drei oder mehr Belichtungs felder eines zweiten Belichtungsgerätes enthalten sind. Ge nauer gesagt besitzt gemäß Fig. 5 die zum Belichtungsfeld An gehörige Feldgruppe Bn drei individuelle zweite Felder Bn1, Bn2 und Bn3, die individuell an das Belichtungsfeld An der ersten Belichtungsebene angepasst werden. Gemäß Fig. 5 wird jedoch hierfür lediglich das individuelle zweite Belichtungs feld Bn3 für das Vermessen eines Überlagerungsfehlers zwi schen den beiden Belichtungsebenen verwendet und ein dazuge höriger individueller Justier-Korrekturwert berechnet. Dieser individuelle Justier-Korrekturwert wird später zur Anpassung des zweiten Belichtungsgeräts bzw. Steppers an die erste Be lichtungsebene verwendet. Fig. 5 shows a further improved method for compensation of superposition errors, in which, for example, within a first exposure field of a first exposure device such. B. a scanner three or more exposure fields of a second exposure device are included. Ge has more precise, according to Fig. 5, the exposure to the To field corresponding field group Bn three individual second fields Bn1, Bn2 and BN3, which are individually adapted to the exposure field at the first exposure level. According to FIG. 5, however, only the individual second exposure field Bn3 is used for measuring an overlay error between the two exposure levels and an associated individual adjustment correction value is calculated. This individual adjustment correction value is later used to adapt the second exposure device or stepper to the first exposure level.

Im Gegensatz zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel werden jedoch für die weiteren individuellen zweiten Felder Bn1 und Bn2 keine weiteren Überlagerungsfehler gemessen. Vielmehr werden auf der Grundlage des individuellen Justier-Korrektur werts des vermessenen zweiten Belichtungsfelds Bn3 die weite ren Justier-Korrekturwerte für die weiteren zweiten Belich tungsfelder Bn1 und Bn2 abgeleitet, wobei sowohl die Größe des ersten Belichtungsfeldes An als auch deren Fehler sowie eine Position auf dem Wafer bei der Ableitung berücksichtigt werden kann. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Verein fachung und Zeitersparnis, da lediglich unter Berücksichti gung von eines bereits vorhandenen Messergebnisses die weite ren individuellen zweiten Belichtungsfelder pro Feldgruppe berechnet werden.In contrast to the previous embodiment however for the other individual second fields Bn1 and Bn2 no further overlay errors were measured. Much more are based on the individual adjustment correction value of the measured second exposure field Bn3 ren adjustment correction values for the further second exposure Bn1 and Bn2 derived fields, both the size of the first exposure field on as well as their errors as well a position on the wafer is taken into account in the derivation can be. In this way, another club emerges fold and save time, because only taking into account of an existing measurement result individual second exposure fields per field group be calculated.

Gemäß Fig. 5 wird bei der Kompensation des entstandenen Feh lers vereinfachend lediglich eine Translation durchgeführt. Erfindungsgemäß werden jedoch eine Vielzahl unterschiedlicher Kompensationsverfahren angewendet, wie z. B. Rotation usw..According to Fig. 5 of the resulting coupler is Def simplified performed only a translation in the compensation. According to the invention, however, a variety of different compensation methods are used, such as. B. rotation etc.

Zur weiteren Produktivitätssteigerung bzw. Einsparung von Messzeit kann sogar nur ein einziges individuelles zweites Belichtungsfeld für eine Vielzahl von Feldgruppen Bn oder den gesamten Wafer die entsprechenden Justier-Korrekturwerte für die individuellen zweiten Belichtungsfelder liefern.To further increase productivity or save Measuring time can even be a single individual second Exposure field for a large number of field groups Bn or the the corresponding adjustment correction values for deliver the individual second exposure fields.

Andererseits kann auch ein gemeinsamer Überlagerungsfehler mittels aller zur gleichen Feldgruppe Bn gehörenden zweiten Belichtungsfelder ermittelt werden, wodurch sich zusätzlich statistische bzw. mathematische Anpassungsmöglichkeiten erge ben. Auf Grund der Aufteilung (Split-Algorithmus) der jewei ligen Feldgruppen in eine Vielzahl von individuellen zweiten Belichtungsfeldern ergibt sich jedoch immer eine optimierte Überlagerung an eine vorhergehende Belichtungsebene, weshalb auch bei sehr anspruchsvollen Strukturen eine hohe Produkti vität bei geringen Kosten sichergestellt werden kann.On the other hand, a common overlay error can also occur by means of all the second ones belonging to the same field group Bn Exposure fields can be determined, which additionally statistical or mathematical adjustment options ben. Due to the split (split algorithm) of each field groups into a variety of individual second However, exposure fields always result in an optimized Why overlay on a previous exposure plane high production even with very demanding structures vity can be ensured at low cost.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Scanner- und Step per-Belichtungsgeräten beschrieben. Sie ist jedoch nicht dar auf beschränkt und umfasst vielmehr alle möglichen Belich tungsgeräte mit unterschiedlichen Belichtungsfeldgrößen, die in Kombination eine kostengünstige und hochproduktive Her stellung von Halbleiterschaltungen ermöglichen. In der vor stehenden Figurenbeschreibung besitzen die jeweiligen Feld gruppen zwei oder drei Belichtungsfelder, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt und können vielmehr n-Belich tungsfelder aufweisen. The invention was above based on scanner and step per exposure devices described. However, it is not represented limited to and rather encompasses all possible images devices with different exposure field sizes, the in combination an inexpensive and highly productive manufacturer Allow position of semiconductor circuits. In the front standing figure description have the respective field group two or three exposure fields, but they are not limited to this and can rather n-Belich have fields of development.

Insbesondere durch die Verwendung einer herkömmlichen Überla gerungs-Analysesoftware mit einem vorgesetzten Split-Algo rithmus und einer nachfolgenden Ableitung der Justier-Korrek turwerte kann die vorliegende Erfindung auf besonders kosten günstige Art und Weise in bereits existierenden Kombinations- Belichtungssystemen verwendet werden.In particular, by using a conventional overlaid management analysis software with a superior split algo rhythm and a subsequent derivation of the adjustment correction The present invention can be particularly expensive inexpensive way in existing combination Exposure systems are used.

Claims

1. Method for compensating overlay errors in an exposure system with a plurality of exposure devices for exposing first and second fields, the first fields (A1, A2, A3) being a plurality of second fields (B11, B12, B21,...) As a field group (B1 , B2, B3), where:

a) the field group (B1, B2, B3) is divided into second fields (B11, B12, B21,...);
b) the overlay error between two exposures is measured by means of at least one of the second fields (B11, B12, B21,...) for the associated first field (A1, A2, A3); and
c) the adjustment correction values for each of the second fields (B11, B12, B21,...) are calculated by means of the at least one measured overlay error.

2. The method according to claim 1, characterized in that in step b) an overlay error for only one at a time second field (Bn3) per field group (Bn) is measured and in step c) the further adjustment correction values for the further second fields (Bn1, Bn2) can be derived from it.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in step c) also the largest position error on a wafer for the second fields (B11, B12, B21,...) is calculated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in step a) the division of the field group (B1, B2, B3) into second fields (B11, B12, B21,...) by forming Jus animal tags for both the first (A1, A2, A3) and the second fields (B11, B12, B21,...) with the first exposure device.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the overlay error an x / y translation, x / y rotation, x / y magnification, x / y reduction and / or x / y May have orthogonality shift.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in step c) only one adjustment correction value for a prep correct second field (B12) is calculated and the others second fields within the field group (B1) and in others Field groups (B2, B3) receive the same correction value.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that in step b) the overlay error using all of the same Chen field group (B1) belonging to second fields (B11, B12) is determined.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the first exposure device a scanner and the second loading is a stepper.