[go: up one dir, main page]

JP2010283243A - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Exposure apparatus and device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2010283243A
JP2010283243A JP2009136755A JP2009136755A JP2010283243A JP 2010283243 A JP2010283243 A JP 2010283243A JP 2009136755 A JP2009136755 A JP 2009136755A JP 2009136755 A JP2009136755 A JP 2009136755A JP 2010283243 A JP2010283243 A JP 2010283243A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
temperature distribution
exposure apparatus
shots
exposure
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
JP2009136755A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Yasufuku
祐次 安福
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2009136755A priority Critical patent/JP2010283243A/en
Publication of JP2010283243A publication Critical patent/JP2010283243A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

【課題】
例えば、ウエハの温度分布が不均一であっても重ね合わせ精度の点で有利な露光装置を提供する。
【解決手段】
基板上の複数のサンプルショットの位置を計測し、計測された前記位置に基づいてショットの配列を算出し、算出された前記配列に従って各ショットを位置決めして露光する露光装置であって、前記基板の表面の温度分布を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記温度分布に基づいて前記表面の部分領域を特定し、前記部分領域に関して、複数のサンプルショットを選択し、選択された前記複数のサンプルショットの計測された位置に基づいてショットの配列を算出する制御部と、を有する。
【選択図】図5
【Task】
For example, an exposure apparatus that is advantageous in terms of overlay accuracy even when the temperature distribution of the wafer is non-uniform is provided.
[Solution]
An exposure apparatus that measures the positions of a plurality of sample shots on a substrate, calculates an array of shots based on the measured positions, positions each shot according to the calculated array, and exposes the substrate. Measuring means for measuring the temperature distribution of the surface of the surface, and specifying a partial area of the surface based on the temperature distribution measured by the measuring means, selecting a plurality of sample shots for the partial area, and selecting A control unit that calculates an arrangement of shots based on measured positions of the plurality of sample shots.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、基板上の複数のサンプルショットの位置を計測してショットの配列を算出し、算出された配列にしたがって各ショットを位置決めして露光する露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus that measures the positions of a plurality of sample shots on a substrate, calculates an array of shots, positions each shot according to the calculated array, and performs exposure.

従来、ウエハ(基板)のアライメント(例えば、原版に対する位置合わせ)は、複数のサンプルショット内のアライメントマークの位置ずれ量(設計上の位置に対するずれ量)を計測し、全ショットの配列(位置)を算出することにより行われていた。例えば、ウエハ上に形成されているパターン(ショット)全体の位置ずれを表すパラメータ(シフト・倍率・回転角等)を算出し、それに基づいてウエハの位置合わせをしていた。
近年、露光装置に要求される重ね合わせ精度が高くなり、計測されたマークの位置ずれ量の非線形成分が無視できなくなってきた。このため、ウエハの表面を複数の部分領域に分割し、部分領域毎にサンプルショットの位置計測を行ってショット配列を算出するゾーンアライメント計測が提案されている(特許文献1)。
Conventionally, alignment of wafers (substrates) (for example, alignment with respect to an original plate) is performed by measuring the amount of misalignment of alignment marks in a plurality of sample shots (deviation amount with respect to a design position), and arranging (positioning) all shots It was done by calculating. For example, parameters (shift, magnification, rotation angle, etc.) representing the positional deviation of the entire pattern (shot) formed on the wafer are calculated, and the wafer is aligned based on the calculated parameters.
In recent years, the overlay accuracy required for an exposure apparatus has increased, and the nonlinear component of the measured mark misregistration amount cannot be ignored. For this reason, zone alignment measurement is proposed in which the wafer surface is divided into a plurality of partial areas, and the position of the sample shot is measured for each partial area to calculate the shot arrangement (Patent Document 1).

特開2003−324055号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-324055

当該非線形成分が存在するのは、大別して、ウエハ上のパターンが元々非線形に形成されている場合と、露光装置内でウエハの温度分布が不均一になることによる場合とがある。
本発明は、例えば、ウエハの温度分布が不均一であっても重ね合わせ精度の点で有利な露光装置を提供することを目的とする。
The non-linear component exists roughly depending on whether the pattern on the wafer is originally formed non-linearly or due to non-uniform temperature distribution of the wafer in the exposure apparatus.
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that is advantageous in terms of overlay accuracy even when, for example, the temperature distribution of a wafer is not uniform.

上記の課題を解決するための本発明の露光装置は、基板上の複数のサンプルショットの位置を計測し、計測された前記位置に基づいてショットの配列を算出し、算出された前記配列に従って各ショットを位置決めして露光する露光装置であって、前記基板の表面の温度分布を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記温度分布に基づいて前記表面の部分領域を特定し、前記部分領域に関して、複数のサンプルショットを選択し、選択された前記複数のサンプルショットの計測された位置に基づいてショットの配列を算出する制御部と、を有することを特徴とする。   An exposure apparatus of the present invention for solving the above problems measures the positions of a plurality of sample shots on a substrate, calculates an array of shots based on the measured positions, and sets each of the shots according to the calculated array. An exposure apparatus that positions and exposes a shot, the measuring means for measuring the temperature distribution of the surface of the substrate, and the partial region of the surface is specified based on the temperature distribution measured by the measuring means, And a control unit that selects a plurality of sample shots with respect to the partial region and calculates an arrangement of the shots based on the measured positions of the selected sample shots.

本発明によれば、例えば、ウエハの温度分布が不均一であっても重ね合わせ精度の点で有利な露光装置を提供できる。   According to the present invention, for example, an exposure apparatus that is advantageous in terms of overlay accuracy can be provided even if the temperature distribution of the wafer is not uniform.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例1の露光装置を説明する。図1は、本発明の実施例1に係る半導体製造用露光装置の斜視図である。
本実施例1の露光装置は、図4に示されるウエハ105上(基板上)の複数のサンプルショット408、409、410、411の位置を計測する。さらに、計測された前記位置に基づいてショット415の配列を算出し、算出された前記配列に従って各ショット415を位置決めして露光する。レチクル101は、半導体素子製造用のパターン102が形成されている原版である。投影光学系103は、レチクル101上のパターン102をXYθステージ104上のウエハ105(基板)に縮小投影する光学系である。制御ユニット106は、露光装置全体を制御する制御部である。コンソール107は、位置合わせデータや露光データ等の必要な情報を制御ユニット106に入力し、内蔵されたハードディスク等の記憶装置に記憶しておく部分である。制御ユニット106には、複数のコンピュータ、メモリ、画像処理装置、赤外線サーモグラフィ装置、およびXYθステージ制御装置等が設けられている。
Hereinafter, an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of an exposure apparatus for semiconductor manufacturing according to Embodiment 1 of the present invention.
The exposure apparatus of the first embodiment measures the positions of a plurality of sample shots 408, 409, 410, and 411 on the wafer 105 (substrate) shown in FIG. Furthermore, an array of shots 415 is calculated based on the measured position, and each shot 415 is positioned and exposed according to the calculated array. The reticle 101 is an original plate on which a semiconductor element manufacturing pattern 102 is formed. The projection optical system 103 is an optical system that projects the pattern 102 on the reticle 101 on the wafer 105 (substrate) on the XYθ stage 104 in a reduced scale. The control unit 106 is a control unit that controls the entire exposure apparatus. The console 107 is a part that inputs necessary information such as alignment data and exposure data to the control unit 106 and stores them in a storage device such as a built-in hard disk. The control unit 106 includes a plurality of computers, a memory, an image processing device, an infrared thermography device, an XYθ stage control device, and the like.

レチクル101は、制御ユニット106からの指令にしたがいX,Y,θ方向に移動するレチクルステージ108に吸着保持される。レチクル101は、レチクルアライメントマーク109R,109Lと、レチクルマーク111R,111Lとを有している。レチクルアライメントマーク109R,109Lは、レチクル101を投影光学系103に対して所定の位置関係にアライメントする際に使用されるアライメントマークである。レチクルマーク111R,111Lは、フォトクロミックプレート110に転写するためマークである。本実施例1の露光装置では、レチクルマーク111R,111Lは、レチクル101上で同一のY座標位置に配置されている。   Reticle 101 is sucked and held by reticle stage 108 that moves in the X, Y, and θ directions in accordance with a command from control unit 106. Reticle 101 has reticle alignment marks 109R and 109L and reticle marks 111R and 111L. Reticle alignment marks 109 </ b> R and 109 </ b> L are alignment marks used when aligning reticle 101 with projection optical system 103 in a predetermined positional relationship. Reticle marks 111R and 111L are marks for transferring to photochromic plate 110. In the exposure apparatus of the first embodiment, the reticle marks 111R and 111L are arranged on the reticle 101 at the same Y coordinate position.

レチクルセットマーク112R,112Lは、投影光学系103に対して所定の位置関係となるように、投影光学系103の鏡筒に固定された部材上に形成されている。投影光学系103に対するレチクル101のアライメントは、以下の2つの組を撮像する。即ち、レチクルアライメントマーク109Rとレチクルセットマーク112Rの組と、レチクルアライメントマーク109Lとレチクルセットマーク112Lの組とを、マーク観察ミラー113R,113Lを介して撮像装置114で重ねて撮像する。さらに、この時の画像出力から検出される両者の位置ずれ量が所定の許容値内となるようにレチクルステージ108を移動させて行なわれる。マーク観察ミラー113R,113Lは、制御ユニット106からの指令によりXY方向に移動可能である。   Reticle set marks 112R and 112L are formed on a member fixed to the barrel of projection optical system 103 so as to have a predetermined positional relationship with respect to projection optical system 103. The alignment of the reticle 101 with respect to the projection optical system 103 images the following two sets. That is, the imaging device 114 superimposes images of the set of the reticle alignment mark 109R and the reticle set mark 112R and the set of the reticle alignment mark 109L and the reticle set mark 112L via the mark observation mirrors 113R and 113L. Further, the reticle stage 108 is moved so that the positional deviation amount detected from the image output at this time is within a predetermined allowable value. The mark observation mirrors 113 </ b> R and 113 </ b> L can be moved in the X and Y directions by a command from the control unit 106.

モータ115X,115Yは、XYθステージ104をXY方向に移動するモータである。不図示のMθは、XYθステージ104をθ方向に回転するモータである。116X,116YはXYθステージ104に固定されているミラーである。XYθステージ104は、レーザ干渉計117X,117Y,117θとミラー116X,116YとによってXYθ座標上の位置が常に監視される。XYθステージ104は、さらに、モータ115X,115Yによって制御ユニット106から指令された位置に移動する。制御ユニット106は、XYθステージ104の移動終了後もレーザ干渉計117X,117Y,117θの出力に基づいてXYθステージ104を指定位置に保持する。   The motors 115X and 115Y are motors that move the XYθ stage 104 in the XY directions. Mθ (not shown) is a motor that rotates the XYθ stage 104 in the θ direction. Reference numerals 116X and 116Y denote mirrors fixed to the XYθ stage 104. The position of the XYθ stage 104 on the XYθ coordinate is constantly monitored by the laser interferometers 117X, 117Y, and 117θ and the mirrors 116X and 116Y. The XYθ stage 104 is further moved to a position commanded from the control unit 106 by the motors 115X and 115Y. The control unit 106 holds the XYθ stage 104 at a specified position based on the outputs of the laser interferometers 117X, 117Y, and 117θ even after the movement of the XYθ stage 104 is completed.

ウエハステージ118は、XYθステージ104に対してZ方向に移動するウエハ保持用のステージで、ウエハ105は、このウエハステージ118上に吸着保持される。フォトクロミックプレート110は、XYθステージ104上またはウエハステージ118に固定された感光剤(例えばスピロピラン系やスピロナフトオキサジン系のフォトクロミック材)を塗付した平面板で、投影光学系103の結像面の高さ近傍に設けられる。この感光剤は、露光光源119からの露光波長の光に対して透過率が一時的に変化し、時間と共に、また、元の透過率に戻る。従って、レチクル101上のマークを転写することができ、さらに一定時間後には転写されたパターンが消え、再び、マーク転写ができるようになる。   The wafer stage 118 is a wafer holding stage that moves in the Z direction with respect to the XYθ stage 104, and the wafer 105 is held by suction on the wafer stage 118. The photochromic plate 110 is a flat plate coated with a photosensitive agent (for example, a spiropyran-based or spironaphthoxazine-based photochromic material) fixed on the XYθ stage 104 or the wafer stage 118, and has a high imaging surface of the projection optical system 103. It is provided in the vicinity. The transmittance of the photosensitizer temporarily changes with respect to light having an exposure wavelength from the exposure light source 119, and returns to the original transmittance with time. Therefore, the mark on the reticle 101 can be transferred, and after a certain time, the transferred pattern disappears and the mark can be transferred again.

露光光源119は、レチクル101上のパターン102を投影光学系103を介してウエハステージ118上のウエハ105に投影露光するための光源である。露光光源119は、マーク露光シャッタ120R,120Lを開くことにより、マーク観察ミラー113R,113Lと投影光学系103を介してフォトクロミックプレート110にレチクルマーク111R,111Lを投影露光する際の光源としても使用される。   The exposure light source 119 is a light source for projecting and exposing the pattern 102 on the reticle 101 onto the wafer 105 on the wafer stage 118 via the projection optical system 103. The exposure light source 119 is also used as a light source when projecting and exposing the reticle marks 111R and 111L onto the photochromic plate 110 via the mark observation mirrors 113R and 113L and the projection optical system 103 by opening the mark exposure shutters 120R and 120L. The

オフアクシススコープ121は、投影光学系103とほぼ等しいΖ位置に焦点面を持つマーク観察用の顕微鏡である。オフアクシススコープ121によりウエハステージ118上のウエハ105やフォトクロミックプレート110上に転写されたマークの画像を撮像する。この時の画像出力に基づき、撮像されたマークがオフアクシススコープ121の中心からXY方向にずれている距離を制御ユニット106により計算する。このずれている距離を計測することをベースライン計測と称する。即ち、ベースライン計測とは、ウエハ105を位置合わせする時のショット中心位置と露光時のショット中心位置(投影光学系103の光軸位置)とのXY平面内における距離(ずれ)を計測することである。   The off-axis scope 121 is a mark observing microscope having a focal plane at a heel position substantially equal to the projection optical system 103. The off-axis scope 121 captures an image of the mark transferred onto the wafer 105 or the photochromic plate 110 on the wafer stage 118. Based on the image output at this time, the control unit 106 calculates the distance that the captured mark is displaced from the center of the off-axis scope 121 in the XY direction. Measuring this shifted distance is referred to as baseline measurement. That is, the baseline measurement is to measure the distance (deviation) in the XY plane between the shot center position when aligning the wafer 105 and the shot center position during exposure (the optical axis position of the projection optical system 103). It is.

ベースライン計測方法には種々の方法があるが、フォトクロミックプレートを用いる方法が本実施例1で用いられる。
以下の説明では省略するが、ウエハ105上のショット415にレチクル101上のパターン102を位置合わせして露光転写するときに、このベースライン計測で計測したずれ量を反映させる。オフアクシススコープ121は倍率を変えることができ、後に説明するプリアライメントマーク計測時には低倍率に切替えて、広い範囲の視野でマークを検知する。
There are various baseline measurement methods, and a method using a photochromic plate is used in the first embodiment.
Although omitted in the following description, when the pattern 102 on the reticle 101 is aligned and transferred to the shot 415 on the wafer 105, the amount of deviation measured by the baseline measurement is reflected. The off-axis scope 121 can change the magnification. At the time of pre-alignment mark measurement described later, the off-axis scope 121 is switched to a low magnification to detect the mark in a wide field of view.

露光シャッタ122は開閉することにより、レチクル101上のパターンを投影光学系103を介してウエハ105上に露光転写する。赤外線カメラ123は、ウエハ105の表面の温度分布を計測する制御ユニット106(計測手段)内に設けられる図示されない赤外線サーモグラフィ装置に接続される。制御ユニット106(制御部)は、制御ユニット106により計測された前記温度分布に基づいてウエハ105の表面の部分領域を特定する。さらに、この部分領域に関して、複数のサンプルショット408、409、410、411を選択し、選択された記複数のサンプルショット408、409、410、411の計測された位置に基づいてショット415の配列を算出する。   The exposure shutter 122 is opened and closed to expose and transfer the pattern on the reticle 101 onto the wafer 105 via the projection optical system 103. The infrared camera 123 is connected to an infrared thermography device (not shown) provided in the control unit 106 (measurement means) that measures the temperature distribution on the surface of the wafer 105. The control unit 106 (control unit) specifies a partial region on the surface of the wafer 105 based on the temperature distribution measured by the control unit 106. Furthermore, regarding this partial area, a plurality of sample shots 408, 409, 410, and 411 are selected, and an array of shots 415 is arranged based on the measured positions of the selected sample shots 408, 409, 410, and 411. calculate.

制御ユニット106(制御部)は、部分領域の全ショットの露光が終了後、他の領域に関して制御ユニット106(計測手段)に温度分布を計測させ、部分領域の特定と、サンプルショット408、409、410、411の選択と、ショット415の配列の算出とを行う。
また、制御ユニット106(制御部)は、部分領域の温度差が特定の値以下になるように、部分領域を特定し、この特定の値を入力するコンソール107(入力手段)を有する。コンソール107は、部分領域の面積の下限値を入力する。
また、制御ユニット106(制御部)は、制御ユニット106(計測手段)により計測された温度分布とウエハ105に対して実施された露光の履歴とに基づいてウエハ105の表面の温度分布を推定する。
また、制御ユニット106(制御部)は、ウエハ105の材質にさらに基づいてウエハ105の表面の温度分布を推定する。
また、制御ユニット106(制御部)は、制御ユニット106(計測手段)により異なる時点で複数回計測された温度分布に基づいてウエハ105の表面の温度分布を推定する。
即ち、露光量、露光した領域および前記基板の材質のいずれか1つ以上から温度分布の変化を推測してウエハ105の表面を領域分けする。
さらに、部分領域の温度差が特定の値以下になるように、ウエハ105の露光中の温度分布の変化データを記憶し、取得した温度分布データと記憶した温度分布の変化データにより温度分布の変化を推測してウエハ105の表面を領域分けする。
さらに、部分領域の温度差が特定の値以下になるように、ウエハ105の温度分布を計測する工程は、以下の工程を有する。すなわち、赤外線カメラ123でウエハ105の表面を撮像する工程と、赤外線カメラ123で撮像された画像データを用いてウエハ105上の温度分布を算出する工程と、を有する。
The control unit 106 (control unit) causes the control unit 106 (measurement unit) to measure the temperature distribution for the other regions after the exposure of all the shots in the partial region, and specifies the partial region and samples shots 408, 409, 410 and 411 are selected and the arrangement of shots 415 is calculated.
Further, the control unit 106 (control unit) has a console 107 (input means) for specifying a partial region and inputting the specific value so that the temperature difference in the partial region is equal to or less than a specific value. The console 107 inputs a lower limit value of the area of the partial area.
The control unit 106 (control unit) estimates the temperature distribution on the surface of the wafer 105 based on the temperature distribution measured by the control unit 106 (measurement unit) and the history of exposure performed on the wafer 105. .
Further, the control unit 106 (control unit) estimates the temperature distribution on the surface of the wafer 105 based further on the material of the wafer 105.
The control unit 106 (control unit) estimates the temperature distribution on the surface of the wafer 105 based on the temperature distribution measured a plurality of times at different times by the control unit 106 (measurement means).
That is, the surface of the wafer 105 is divided into regions by estimating a change in temperature distribution from any one or more of the exposure amount, the exposed region, and the material of the substrate.
Further, the temperature distribution change data during the exposure of the wafer 105 is stored so that the temperature difference in the partial region is equal to or less than a specific value, and the temperature distribution change is determined by the acquired temperature distribution data and the stored temperature distribution change data. The surface of the wafer 105 is divided into regions.
Further, the step of measuring the temperature distribution of the wafer 105 so that the temperature difference in the partial region is not more than a specific value includes the following steps. That is, it includes a step of imaging the surface of the wafer 105 with the infrared camera 123 and a step of calculating the temperature distribution on the wafer 105 using the image data captured by the infrared camera 123.

図2は、XYθステージ104を上方向(Z方向)から見た平面図で、図2を参照して、図1のXYθステージ104を説明する。XYθステージ104のXY方向の位置は、干渉計117X,117Yによって計測される長さLx,Lyによって制御される。θ方向の位置は干渉計117Y,117θによって計測される長さLyとLθの差分と、干渉計117Y,117θのレーザビーム間の距離dから、下記の数式1として計算され、制御される。   FIG. 2 is a plan view of the XYθ stage 104 as viewed from above (Z direction). The XYθ stage 104 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. The position of the XYθ stage 104 in the XY direction is controlled by the lengths Lx and Ly measured by the interferometers 117X and 117Y. The position in the θ direction is calculated and controlled as Equation 1 below from the difference between the lengths Ly and Lθ measured by the interferometers 117Y and 117θ and the distance d between the laser beams of the interferometers 117Y and 117θ.

Figure 2010283243
数式1において、θはレチクルセットマーク112R,112Lを結ぶ線によって決められる装置全体のX軸方向とXYθステージ104のX方向が一致する場合に0となるように、予め補正されているものとする。この補正量の求め方は、特許公報第2983785号に示されている。
Figure 2010283243
In Equation 1, θ is corrected in advance so as to be 0 when the X-axis direction of the entire apparatus determined by a line connecting reticle set marks 112R and 112L and the X-direction of the XYθ stage 104 coincide. . A method for obtaining this correction amount is shown in Japanese Patent No. 2983785.

図5、図6は、既にパターンが形成されているウエハ105を、ウエハ105の温度分布によって領域分けして、この領域毎に新たなパターンを重ねて転写する本実施例1に係る露光装置における手順を示すフローチャートである。
本実施例1に係る露光装置における手順は、制御ユニット106によって制御され、以下にそのシーケンスを説明する。
5 and 6 show the exposure apparatus according to the first embodiment in which a wafer 105 on which a pattern has already been formed is divided into regions according to the temperature distribution of the wafer 105, and a new pattern is superimposed and transferred for each region. It is a flowchart which shows a procedure.
The procedure in the exposure apparatus according to the first embodiment is controlled by the control unit 106, and the sequence will be described below.

本実施例1では温度分布の計測のために、制御ユニット106内に設けられる図示されない赤外線サーモグラフィ装置に接続される赤外線カメラ123を使用する。赤外線カメラ123は、インジウムアンチモン(InSb)を用いた計測温度分解能が0.02℃で、最高フレームレート1KHz以上のものである。画像を積算することで分解能を更に細かくする。赤外線カメラ123は、ウエハ105面から垂直な線に対して50度以上傾いて設置しないようにする。赤外線カメラ123から遠い面の温度が低く計測されるので、温度の補正が必要である。赤外線カメラ123は、投影光学系103によりウエハ105の全面を撮像することが妨げられる。このため、XYθステージ104を大きく移動して撮像するか、XYθステージ104の移動を少なくして、複数回撮像する。このため、複数の赤外線カメラ123を設置して、移動も撮像回数も少なくすることすることが好適である。   In the first embodiment, an infrared camera 123 connected to an infrared thermography device (not shown) provided in the control unit 106 is used for measuring the temperature distribution. The infrared camera 123 has a measurement temperature resolution of 0.02 ° C. using indium antimony (InSb) and a maximum frame rate of 1 KHz or more. The resolution is further refined by integrating the images. The infrared camera 123 is not installed with an inclination of 50 degrees or more with respect to a line perpendicular to the surface of the wafer 105. Since the temperature of the surface far from the infrared camera 123 is measured low, temperature correction is necessary. The infrared camera 123 is prevented from imaging the entire surface of the wafer 105 by the projection optical system 103. For this reason, the XYθ stage 104 is moved largely to pick up an image, or the movement of the XYθ stage 104 is reduced and picked up a plurality of times. For this reason, it is preferable to install a plurality of infrared cameras 123 to reduce the number of movements and imaging times.

図4は、ウエハ105の温度分布を示す状態にショット415の集まりであるレイアウト403を重ねた状態を示す。温度分布は、第1領域401と、グレー表示の第2領域402の2領域に分かれている。ウエハ105にはレイアウト403のパターンが形成されている。プリアライメント用サンプルショット404、405は、プリアライメントに用いられるサンプルショットである。プリアライメントマーク406、407は、本実施例1の実際の構成とは異なるが、分かりやすくするために明瞭な位置に大きく示される。   FIG. 4 shows a state in which a layout 403 that is a collection of shots 415 is superimposed on a state showing the temperature distribution of the wafer 105. The temperature distribution is divided into two regions, a first region 401 and a gray-displayed second region 402. A pattern of a layout 403 is formed on the wafer 105. The pre-alignment sample shots 404 and 405 are sample shots used for pre-alignment. Although the pre-alignment marks 406 and 407 are different from the actual configuration of the first embodiment, they are largely shown at clear positions for easy understanding.

アライメント用のサンプルショット408、409、410、411が、第2領域402で選択したサンプルショットである。アライメントマーク412、413は、アライメント用サンプルショット408、409、410、411に形成されている。通常、2個より多くのアライメントマークを使用するが、説明を分かりやすくするために、本実施例1では2個のアライメントマークで説明する。第2領域402内にあるレイアウト403の一部を便宜的にレイアウト414と見なすことができる。   Sample shots 408, 409, 410, and 411 for alignment are sample shots selected in the second region 402. Alignment marks 412 and 413 are formed on alignment sample shots 408, 409, 410 and 411. Usually, more than two alignment marks are used, but in order to make the explanation easy to understand, in the first embodiment, description will be made with two alignment marks. A part of the layout 403 in the second region 402 can be regarded as the layout 414 for convenience.

シーケンスを開始すると、図5に示されるように、先ず、ステップS501において、レチクル101をレチクルステージ108上に搬入し、吸着保持する。次に、ステップS502において、レチクルセットマーク112R,112Lとレチクルアライメントマーク109R,109Lとを使用して、投影光学系103に対するレチクル101のアライメントを行なう。即ち、レチクルアライメントマーク109Rとレチクルセットマーク112Rの組と、レチクルアライメントマーク109Lとレチクルセットマーク112Lの組を、それぞれマーク観察ミラー113R,113Lを介して撮像装置114で重ねて撮像する。この撮像時の画像出力から検出される上記2つの組の位置ずれ量が所定の許容値内となるように、レチクルステージ108を制御ユニット106が移動させて上記2つの組のアライメントを行なう。   When the sequence is started, as shown in FIG. 5, first, in step S501, the reticle 101 is carried onto the reticle stage 108 and held by suction. In step S502, the reticle 101 is aligned with respect to the projection optical system 103 using the reticle set marks 112R and 112L and the reticle alignment marks 109R and 109L. That is, the imaging device 114 superimposes images of the set of reticle alignment mark 109R and reticle set mark 112R and the set of reticle alignment mark 109L and reticle set mark 112L via mark observation mirrors 113R and 113L, respectively. The reticle unit 108 is moved by the control unit 106 so that the two sets of positional deviations detected from the image output at the time of image capturing are within a predetermined tolerance, and the two sets are aligned.

アライメントが終了した時点で、所定の許容値内に収まった上記2つの組の位置ずれ量の最終結果から、レチクル101のX軸方向と、装置全体のX軸方向との差を求め、その値を残差θrとして記憶する。また、同じ最終結果から、レチクル101の中心の位置を求めることができ、その値を下記の数式2のようにべクトルRとして記憶する。但し、ベクトルRは、本実施例1における実際のレチクル101中心の位置に投影光学系103の縮小倍率を乗算し、さらに倒立像の位置を表わすように符号を反転したものである。   When the alignment is completed, a difference between the X-axis direction of the reticle 101 and the X-axis direction of the entire apparatus is obtained from the final result of the positional deviation amounts of the two sets that are within a predetermined allowable value. Is stored as a residual θr. Further, from the same final result, the position of the center of the reticle 101 can be obtained, and the value is stored as a vector R as shown in Equation 2 below. However, the vector R is obtained by multiplying the actual position of the reticle 101 in the first embodiment by the reduction magnification of the projection optical system 103 and further inverting the sign so as to represent the position of the inverted image.

Figure 2010283243
Figure 2010283243

次に、ステップS503において、ウエハ105を不図示の搬送ハンド機構によってウエハステージ118上に送り込み、ウエハステージ118上に吸着固定する。次に、ステップS504では、ウエハ105上に既に形成されているパターンのマークを使用して、やや荒い精度でウエハ105のプリアライメントを行なう。まず、プリアライメント用のサンプルショットを選択する。その選択方法の一例は特開2001−267214で示される方法でもよい。   Next, in step S <b> 503, the wafer 105 is sent onto the wafer stage 118 by a transfer hand mechanism (not shown), and is sucked and fixed onto the wafer stage 118. Next, in step S504, the wafer 105 is pre-aligned with a slightly rough accuracy by using the mark of the pattern already formed on the wafer 105. First, a sample shot for pre-alignment is selected. An example of the selection method may be a method disclosed in JP-A-2001-267214.

図4は、本発明の実施例1の露光装置におけるウエハ105上のアライメントマークとサンプルショットを説明する図でもある。次に、図4に示されるように、ウエハ105上の2箇所のプリアライメント用サンプルショット404、405に形成されたプリアライメントマーク406,407を、それぞれ順にオフアクシススコープ121の下に移動させる。さらに、撮像された画像から検出されたマークの位置と、その時のXYθステージ104の位置座標から、それぞれのマークの位置を計測し、ウエハ105全体のずれ量を計測する。ウエハ105のずれ量は、下記に示される数式3として、ウエハ105の伸びや回転量を行列Aで、ウエハ105のシフト量をべクトルSで記憶する。   FIG. 4 is a view for explaining alignment marks and sample shots on the wafer 105 in the exposure apparatus of Embodiment 1 of the present invention. Next, as shown in FIG. 4, the pre-alignment marks 406 and 407 formed on the two pre-alignment sample shots 404 and 405 on the wafer 105 are sequentially moved below the off-axis scope 121. Further, the position of each mark is measured from the position of the mark detected from the captured image and the position coordinates of the XYθ stage 104 at that time, and the deviation amount of the entire wafer 105 is measured. As the deviation amount of the wafer 105, the elongation and rotation amount of the wafer 105 are stored in the matrix A and the shift amount of the wafer 105 is stored in the vector S as Equation 3 shown below.

Figure 2010283243
ここで、βx,βyは、ウエハ105のXおよびY方向の伸び率を表わし、θx,θyは、ウエハ105のXおよびY方向の回転方向のずれ量を表わし、Sx,SyはXおよびY方向のシフトずれ量を表わす。これらは後のステップで参照する。ここでは、θの値が十分小さいため、sin(θ)≒θ,cos(θ)≒1と表現している。以降の数式でも同様な近似を行なっている。但し、このステップS504での計測ではウエハ105上の2マークの計測しかしないため、ウエハ105の回転方向のずれ量は、X方向とY方向を独立に求められない。このため、ウエハ105全体の回転誤差θを、下記に示す数式4として記憶する。
Figure 2010283243
Here, βx and βy represent elongation rates in the X and Y directions of the wafer 105, θx and θy represent deviation amounts in the rotational direction of the wafer 105 in the X and Y directions, and Sx and Sy represent X and Y directions. Represents the amount of shift deviation. These will be referred to in later steps. Here, since the value of θ is sufficiently small, it is expressed as sin (θ) ≈θ, cos (θ) ≈1. Similar approximations are performed in the following mathematical expressions. However, since the measurement in step S504 only measures two marks on the wafer 105, the amount of deviation in the rotation direction of the wafer 105 cannot be obtained independently in the X direction and the Y direction. For this reason, the rotation error θ of the entire wafer 105 is stored as Equation 4 shown below.

Figure 2010283243
Figure 2010283243

この計測では、オフアクシススコープ121の倍率を低倍率に切替え、広い範囲の視野でマークを検知する。ステップS505では、赤外線カメラ123によりウエハ105の全面、または、ウエハ105の未露光領域を撮像する。ウエハ105の位置によっては、赤外線カメラ123でウエハ105全面、または、ウエハ105の未露光領域を撮像できる位置にXYθステージ104を移動する必要がある。ここで、未露光領域は、まだ露光していない領域を示すが、最初はウエハ105の全領域が未露光領域である。複数の赤外線カメラ123で撮影していない部分が無いように撮像して、XYθステージ104の移動を少なくすることもできる。   In this measurement, the magnification of the off-axis scope 121 is switched to a low magnification, and the mark is detected in a wide field of view. In step S <b> 505, the entire surface of the wafer 105 or an unexposed area of the wafer 105 is imaged by the infrared camera 123. Depending on the position of the wafer 105, it is necessary to move the XYθ stage 104 to a position where the infrared camera 123 can image the entire surface of the wafer 105 or an unexposed area of the wafer 105. Here, the unexposed area indicates an area that has not been exposed yet. Initially, the entire area of the wafer 105 is an unexposed area. It is also possible to reduce the movement of the XYθ stage 104 by taking an image so that there is no portion not photographed by the plurality of infrared cameras 123.

ステップS506では、ステップS505で撮像した撮像データから制御ユニット106内にある赤外線サーモグラフィ装置で解析して温度分布を算出する。この場合に赤外線カメラ123から遠いウエハ105面の温度が低く計測されるので、温度の補正が必要である。ステップS507では、ステップS506で算出したウエハ105の未露光領域の温度分布を調べて、ウエハ105の未露光領域を、さらに領域分割する必要があるかどうかを決める。さらに領域分割する必要があれば、ステップS508に進み、さらに領域分割する必要がなければ、ステップS509に進む。   In step S506, the temperature distribution is calculated by analyzing with the infrared thermography device in the control unit 106 from the image data captured in step S505. In this case, since the temperature of the surface of the wafer 105 far from the infrared camera 123 is measured low, it is necessary to correct the temperature. In step S507, the temperature distribution of the unexposed area of the wafer 105 calculated in step S506 is checked to determine whether the unexposed area of the wafer 105 needs to be further divided. If it is necessary to further divide the area, the process proceeds to step S508. If it is not necessary to divide the area further, the process proceeds to step S509.

図7に示されるように、少なくとも位置合わせデータあるいは露光データを制御ユニット106(制御部)に入力する入力画面を有するコンソール107(入力手段)を有する。ウエハ105の面を領域分割するために、本実施例1で必要なパラメータを入力画面を示し、この入力画面は、他のパラメータ設定画面と同様にコンソール107に表示され、不図示のキーボード、マウス、やタッチパネルで値を入力する。画面に表示されている保存ボタン(不図示)によって、他のパラメータと一緒に制御ユニット106内の記憶装置に保存される。ラベル701は、ウエハ105の面を領域分割するためのパラメータ入力画面であることを示すラベルである。項目702は、同じ領域として見なすことができる最大温度差を入力する項目であり、温度(℃)で入力する。   As shown in FIG. 7, it has a console 107 (input means) having an input screen for inputting at least alignment data or exposure data to the control unit 106 (control unit). In order to divide the surface of the wafer 105 into regions, an input screen for parameters required in the first embodiment is shown. This input screen is displayed on the console 107 like other parameter setting screens, and a keyboard and mouse (not shown) are displayed. Enter a value on the touch panel. By a save button (not shown) displayed on the screen, it is saved in a storage device in the control unit 106 together with other parameters. A label 701 is a label indicating that it is a parameter input screen for dividing the surface of the wafer 105 into regions. An item 702 is an item for inputting a maximum temperature difference that can be regarded as the same region, and is input by a temperature (° C.).

画面703は、領域分割する領域の最小サイズを入力する画面であり、その領域がウエハ105の面積のどの割合なるかを、割合(%)で入力する。即ち、パラメータ入力画面に値を入力し、隣接する部分が項目702で入力した温度差以下の部分から成る領域(未露光領域を分割してできる全ての領域)が、画面703で入力した割合以上にウエハ105に対して広ければ、ステップS508に進む。さらに、領域分割の処理をする。基本的には温度差で領域分割すれば好適である。しかし、非常に狭い領域になることは避けたいし、場合によっては、アライメントなどの処理の都合等で領域分割する領域の最小サイズを決めた方が好適であり、本実施例1では最小サイズを決める方法を採用する。   A screen 703 is a screen for inputting the minimum size of the region to be divided, and the proportion of the area of the wafer 105 corresponding to the region is input in proportion (%). That is, a value is input to the parameter input screen, and an area composed of a portion where the adjacent portion is equal to or less than the temperature difference input in the item 702 (all areas formed by dividing the unexposed area) is greater than the ratio input on the screen 703. If it is wider than the wafer 105, the process proceeds to step S508. Further, region division processing is performed. Basically, it is preferable to divide the region by the temperature difference. However, it is desirable to avoid a very narrow area. In some cases, it is preferable to determine the minimum size of the area to be divided for convenience of processing such as alignment. In the first embodiment, the minimum size is determined. Adopt a method to decide.

次に、ステップS508では、ステップS506で算出したウエハ105の未露光領域の温度分布データに基づいて、未露光領域を複数の部分領域に分割する。なお、以降の説明では、ステップS508で未露光領域を複数の部分領域に分割する例にしたがって説明するが、ステップS508の処理は、必ずしもそれには限定されない。すなわち、未露光領域を複数の部分領域に分割することなく、未露光領域内の1つの部分領域を特定する処理であってもよい。特定すべき部分領域は、例えば、ステップS509で選択される部分領域の例に倣えばよい。ステップS509では、ステップS508で領域分割したウエハ105の未露光領域の中で適切な領域を選択する。例えは、ステージの移動時間を考えて露光済み領域に隣接する未露光領域などを選択する。あるいは、領域内の温度差を小さくできる未露光領域の面積が一番狭い領域を選択する。あるいは、他の領域の露光エネルギーの影響が少なくするために、前にステップS512で露光した領域から離れた領域を選択する。ステップS507で領域分割が必要ない場合、未露光領域は1領域になるので、その領域ということになる。最初に、この処理をする場合には、ウエハ105の全部の分割した領域が未露光領域であるので、その中から最初の場合に適した適切な領域を選択する。   In step S508, the unexposed area is divided into a plurality of partial areas based on the temperature distribution data of the unexposed area of the wafer 105 calculated in step S506. In the following description, the unexposed area is divided into a plurality of partial areas in step S508. However, the process in step S508 is not necessarily limited thereto. That is, it may be a process of specifying one partial area in the unexposed area without dividing the unexposed area into a plurality of partial areas. The partial area to be specified may be, for example, similar to the example of the partial area selected in step S509. In step S509, an appropriate area is selected from the unexposed areas of the wafer 105 divided in step S508. For example, an unexposed area adjacent to the exposed area is selected in consideration of the stage moving time. Alternatively, a region having the smallest area of the unexposed region that can reduce the temperature difference in the region is selected. Alternatively, in order to reduce the influence of the exposure energy of other areas, an area away from the area previously exposed in step S512 is selected. If no area division is required in step S507, the unexposed area is one area, and that is the area. First, when this processing is performed, since all the divided areas of the wafer 105 are unexposed areas, an appropriate area suitable for the first case is selected from the unexposed areas.

次に、ステップS510では、ステップS509で選択した未露光領域の中からアライメント用のサンプルショットを選択する。ここでは選択した未露光領域に含まれるショット415の集まりを便宜的にレイアウトと見なして通常のアライメント用サンプルショット選択方法で選択する。例えば、便宜的にレイアウトと見なせる図4に示される第2領域402内にあるショット415からなる便宜的なレイアウト414からアライメント用サンプルショット408から411を選択する。選択は制御ユニット106内のコンピュータによって行う。その選択方法の一例は特開2001−267214で示される方法でもよい。   Next, in step S510, a sample shot for alignment is selected from the unexposed areas selected in step S509. Here, a group of shots 415 included in the selected unexposed area is regarded as a layout for convenience, and is selected by a normal alignment sample shot selection method. For example, alignment sample shots 408 to 411 are selected from a convenient layout 414 including shots 415 in the second region 402 shown in FIG. 4 that can be regarded as a layout for convenience. The selection is performed by a computer in the control unit 106. An example of the selection method may be a method disclosed in JP-A-2001-267214.

次に、ステップS511で、ステップS509で選択したサンプルショットでアライメントする。
ステップS512では、S509で選択した領域のショット415を露光転写する。例えば、図4では便宜的にレイアウトと見なせる第2領域402内の便宜的なレイアウト414のショット415にレチクル101上のパターン102を露光転写する。このステップS511とステップS512の処理については後で図6のフローチャートを使って詳しく説明する。
Next, in step S511, alignment is performed using the sample shot selected in step S509.
In step S512, the shot 415 of the area selected in S509 is transferred by exposure. For example, in FIG. 4, the pattern 102 on the reticle 101 is exposed and transferred to a shot 415 of a convenient layout 414 in the second region 402 that can be regarded as a layout for convenience. The processing of step S511 and step S512 will be described in detail later using the flowchart of FIG.

ステップS513では、まだ未露光領域が残っているかどうかを調べる。未露光領域が残っている場合には、ステップS505に戻り、上記で説明した未露光領域の処理をステップS505からステップS513までを繰り返す。未露光領域が残っていない場合はステップS514に進む。
ステップS514では、露光転写の終了したウエハ105を、不図示の搬出ハンド機構によってウエハステージ118上から搬出する。さらに、ステップS515の判定で処理すべき全てのウエハ105の露光転写が終了したものと判定されるまで、ステップS502からステップS515までを繰り返す。
In step S513, it is checked whether an unexposed area still remains. If an unexposed area remains, the process returns to step S505, and the process of the unexposed area described above is repeated from step S505 to step S513. If no unexposed area remains, the process proceeds to step S514.
In step S514, the wafer 105 that has been exposed and transferred is unloaded from the wafer stage 118 by a unillustrated unloading hand mechanism. Further, step S502 to step S515 are repeated until it is determined in step S515 that exposure transfer of all wafers 105 to be processed has been completed.

次に、図6のフローチャートを参照して、上記ステップS511において選択した未露光領域のアライメントと、ステップS512において選択した未露光領域の露光転写について説明する。
まず、ステップS511において選択された未露光領域のアライメントの処理が示される図6(a)のフローチャートについて説明する。図6(a)のフローチャートの処理も制御ユニット106によって処理される。
Next, the alignment of the unexposed area selected in step S511 and the exposure transfer of the unexposed area selected in step S512 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the flowchart of FIG. 6A showing the alignment processing of the unexposed area selected in step S511 will be described. 6 is also processed by the control unit 106.

ステップS601においては、サンプルショット毎にウエハ105上のショット配列および、チップローテーションを計測する。ウエハ105上に形成された各ショットパターンには、図4に示されるようにショットの左右にアライメントマーク412,413が配置される。アライメントマーク412,413の内、ステップS510でサンプルショットとして指定したショットのアライメントマークを、順々にオフアクシススコープ121の下に移動させる。撮像された画像から検出されたアライメントマークの位置と、その時のXYθステージ104の位置座標からそれぞれのアライメントマークの位置を計測し、ウエハ105全体のずれ量を計測する。なお、この時のオフアクシススコープ121の倍率は、高倍率に切替え、より精密な計測を行う。ここで、指定したサンプルショットとは、例えば、図4に示される複数のショット408、409、410、411である。ショット中心の位置を(Dx,Dy)、ショット内のアライメントマーク位置を(mx,my)とし、ウエハ105上のアライメントマークの位置を下記に示す数式5のベクトルMで表す。   In step S601, the shot arrangement on the wafer 105 and the chip rotation are measured for each sample shot. In each shot pattern formed on the wafer 105, alignment marks 412 and 413 are arranged on the left and right of the shot as shown in FIG. Of the alignment marks 412 and 413, the alignment marks of the shots designated as sample shots in step S510 are sequentially moved under the off-axis scope 121. The position of each alignment mark is measured from the position of the alignment mark detected from the captured image and the position coordinates of the XYθ stage 104 at that time, and the amount of deviation of the entire wafer 105 is measured. Note that the magnification of the off-axis scope 121 at this time is switched to a high magnification to perform more precise measurement. Here, the designated sample shot is, for example, a plurality of shots 408, 409, 410, and 411 shown in FIG. The position of the center of the shot is (Dx, Dy), the position of the alignment mark in the shot is (mx, my), and the position of the alignment mark on the wafer 105 is represented by a vector M in Equation 5 shown below.

Figure 2010283243
また、オフアクシススコープ121の位置を下記に示す数式6のベクトルCで表す。
Figure 2010283243
Further, the position of the off-axis scope 121 is represented by a vector C in Equation 6 below.

Figure 2010283243
オフアクシススコープ121の位置を数式6で示されるベクトルCで表わした場合は、アライメントマークを計測するために、XYθステージ104を移動する目標位置は下記に示す数式7で表される。
Figure 2010283243
When the position of the off-axis scope 121 is represented by a vector C represented by Equation 6, the target position for moving the XYθ stage 104 in order to measure the alignment mark is represented by Equation 7 shown below.

Figure 2010283243
このベクトルの位置Pに移動した場合、アライメントマークは、オフアクシススコープ121で計測可能位置に見える。そこで撮像された画像から検出されたアライメントマークの位置と、その時のXYθステージ104の位置座標から各マークの位置が得られる。
Figure 2010283243
When moved to the position P of this vector, the alignment mark appears as a measurable position on the off-axis scope 121. Therefore, the position of each mark is obtained from the position of the alignment mark detected from the captured image and the position coordinates of the XYθ stage 104 at that time.

ステップS602では、選択された未露光エリア内のそれまで計測したショットが補正パラメータ算出に必要な2ショット以上かどうかを調べる。2ショット以上計測していれば(YESの場合)、ステップS603に進み、そうでなければ(NOの場合)、ステップS603に進む。   In step S602, it is checked whether or not the shots measured so far in the selected unexposed area are two or more shots necessary for correction parameter calculation. If two or more shots are measured (in the case of YES), the process proceeds to step S603, and if not (in the case of NO), the process proceeds to step S603.

ステップS603では、各マークの検出されたずれ量とその計測位置を用いてウエハ105全体のずれ量βx,βy,θx,θy,Sx,Syの値を新たに求め直す。ステップS603は、先に図5のフローチャートのステップS504で求めた行列AとベクトルSをさらに精密に求めたことになる。ステップS603により、次回の計測では、アライメントマーク412,413はオフアクシススコープ121のほぼ中央に見えることになる。   In step S603, the values of the deviation amounts βx, βy, θx, θy, Sx, Sy of the entire wafer 105 are newly obtained again using the detected deviation amounts of the respective marks and their measurement positions. In step S603, the matrix A and the vector S obtained in step S504 in the flowchart of FIG. In step S603, in the next measurement, the alignment marks 412 and 413 can be seen almost at the center of the off-axis scope 121.

後で、アライメントの状態を調査するため、ステップS603で求めたウエハ105全体のずれ量βx,βy,θx,θy,Sx,Syは分割した領域別に保存する。さらに、後述する実施例2で、複数の領域を一度に露光する際の図6(b)に示される露光転写処理で、ショット415毎に異なった補正パラメータを使用する。このため、ステップS603で求めたウエハ105全体のずれ量βx,βy,θx,θy,Sx,Syは分割した領域別に保存する。   Later, in order to investigate the alignment state, the shift amounts βx, βy, θx, θy, Sx, Sy of the entire wafer 105 obtained in step S603 are stored for each divided area. Further, in the second embodiment to be described later, different correction parameters are used for each shot 415 in the exposure transfer process shown in FIG. 6B when exposing a plurality of areas at once. Therefore, the deviation amounts βx, βy, θx, θy, Sx, Sy of the entire wafer 105 obtained in step S603 are stored for each divided area.

ステップS504において求めた行列AとベクトルSとは別に保存しておいて、次の選択領域でも、ウエハ105全体のずれ量βx,βy,θx,θy,Sx,Sy算出するときに使用しても良い。ただし、ここで求めたこれらの補正パラメータはステップS504のプリアライメントで算出した行列AとベクトルSを少し補正するだけである。このため、ここで求めたこれらの補正パラメータをステップS504のプリアライメントで算出した行列AとベクトルSの代わりに使っても問題ない。また、i番目のサンプルショットの左右のアライメントマークの計測値の差と、左右マークの距離から、i番目のチップローテーションの量を下記の数式8として求める。   The matrix A and the vector S obtained in step S504 are stored separately, and may be used for calculating the shift amounts βx, βy, θx, θy, Sx, Sy of the entire wafer 105 even in the next selected region. good. However, these correction parameters obtained here only slightly correct the matrix A and the vector S calculated by the pre-alignment in step S504. For this reason, there is no problem even if these correction parameters obtained here are used in place of the matrix A and the vector S calculated in the pre-alignment in step S504. Further, the amount of the i-th chip rotation is obtained from the difference between the measured values of the left and right alignment marks of the i-th sample shot and the distance between the left and right marks as the following Expression 8.

Figure 2010283243
さらに、これまで計測したサンプルショットの平均のチップローテーション量を下記に示す数式9として算出する。
Figure 2010283243
Further, the average chip rotation amount of the sample shots measured so far is calculated as Equation 9 below.

Figure 2010283243
下記の数式10に示すように、ウエハローテーション部分を取り除き、レチクル101の回転残差分θrを加算して、θcをチップローテーション量として記憶しておく。
Figure 2010283243
As shown in Equation 10 below, the wafer rotation portion is removed, the residual rotation difference θr of the reticle 101 is added, and θc is stored as a chip rotation amount.

Figure 2010283243
同様に、チップ倍率も下記に示す数式11として求める。
Figure 2010283243
Similarly, the chip magnification is also obtained as Equation 11 shown below.

Figure 2010283243
さらに、これまで計測したサンプルショットの平均のチップ倍率を下記に示す数式12で算出する。
Figure 2010283243
Further, the average chip magnification of the sample shots measured so far is calculated by the following formula 12.

Figure 2010283243
下記の数式13に示すように、ウエハ倍率(β=(βx+βy)/2)部分を取り除き、βcをチップ倍率として記憶する。
Figure 2010283243
As shown in Equation 13 below, the wafer magnification (β = (βx + βy) / 2) portion is removed, and βc is stored as the chip magnification.

Figure 2010283243
また、マークのチップ内の位置(mx,my)は、設計上の位置(計測基準位置)を(mX,mY)とし、チップローテーション、チップ倍率を考慮すると、下記の数式14で示される。
Figure 2010283243
Further, the position (mx, my) of the mark in the chip is represented by the following formula 14 when the design position (measurement reference position) is (mx, mY) and the chip rotation and the chip magnification are taken into consideration.

Figure 2010283243
チップローテーション、チップ倍率を考慮したアライメントマークのウエハ105上の位置は下記の数式15で示される。
Figure 2010283243
The position of the alignment mark on the wafer 105 in consideration of the chip rotation and the chip magnification is expressed by the following formula 15.

Figure 2010283243
アライメントマークのウエハ上の位置(Mx,My)は、実際には、ステップS603では計算式(1)の代わりに計算式(5)を使って算出される。マークを計測するために、XYθステージ104を移動する目標位置の計算式(2)にも計算式(5)の結果が使われる。
Figure 2010283243
The position (Mx, My) of the alignment mark on the wafer is actually calculated using the calculation formula (5) instead of the calculation formula (1) in step S603. In order to measure the mark, the result of the calculation formula (5) is also used for the calculation formula (2) of the target position for moving the XYθ stage 104.

次に、ステップS604では、計測したショットが最後のサンプルショットかどうかを調べ、最後でなかった場合(NOの場合)はステップS601から繰り返す。最後のショットの場合(YESの場合)は、終了する。ステップS603で算出したウエハ105全体のずれ量βx,βy,θx,θy,Sx,Syとチップ倍率βc、チップローテーション量θcは、サンプルショットの全ショットの計測値から算出された値である。さらに、このサンプルショットの全ショットの計測値から算出された値は、図6(b)のステップS605,S606で使う補正パラメータである。   Next, in step S604, it is checked whether or not the measured shot is the last sample shot. If it is not the last (NO), the process is repeated from step S601. If it is the last shot (in the case of YES), the process ends. The deviation amounts βx, βy, θx, θy, Sx, Sy of the entire wafer 105 calculated in step S603, the chip magnification βc, and the chip rotation amount θc are values calculated from the measured values of all the shots of the sample shot. Further, the values calculated from the measurement values of all the sample shots are correction parameters used in steps S605 and S606 in FIG.

次に、図6(b)に示されるステップS512の選択した未露光領域の露光転写の処理を示すフローチャートについて説明する。このフローチャートの処理も制御ユニット106によって処理される。ステップS605では、XYθステージ104を下記の数式16で示されるθwだけθ方向に回転させ、ショット配列の向きをレチクル101の向きに合わせる。   Next, a flowchart showing the exposure transfer process for the selected unexposed area in step S512 shown in FIG. 6B will be described. The processing of this flowchart is also processed by the control unit 106. In step S <b> 605, the XYθ stage 104 is rotated in the θ direction by θw represented by the following equation 16 to align the shot arrangement with the reticle 101.

Figure 2010283243
図3は、本発明の実施例1の露光装置におけるチップローテーション補正を説明する図である。図3(a)に示されるように置かれたウエハ105は、図3(b)に示されるように回転される。ここで、既にウエハ105上に形成されたパターンにチップローテーションがないと仮定できる場合には、レチクル投影像301とショット415の向きが正確に一致したことになる。あるいは、XYθステージ104を、下記の数式17で示されるθwだけ回転させ、各ショット415の平均の向きをレチクル101の向きに合わせても良い。
Figure 2010283243
FIG. 3 is a view for explaining chip rotation correction in the exposure apparatus of Embodiment 1 of the present invention. The wafer 105 placed as shown in FIG. 3 (a) is rotated as shown in FIG. 3 (b). Here, when it can be assumed that there is no chip rotation in the pattern already formed on the wafer 105, the orientation of the reticle projection image 301 and the shot 415 exactly coincide. Alternatively, the XYθ stage 104 may be rotated by θw represented by the following mathematical formula 17 so that the average direction of each shot 415 matches the direction of the reticle 101.

Figure 2010283243
この場合、ウエハ105は、図3(c)のように回転され、図3(c)では正確に表せないが、ウエハ105上に形成されたパターンにチップローテーションがある場合でも、レチクル投影像301とショット415の向きが正確に一致したことになる。
Figure 2010283243
In this case, the wafer 105 is rotated as shown in FIG. 3C and cannot be accurately represented in FIG. 3C. However, even if the pattern formed on the wafer 105 has chip rotation, the reticle projection image 301 is displayed. And the direction of the shot 415 exactly match.

次に、ステップS606、S607、S608においては、ウエハ105上にレチクル101上の回路パターンを露光転写していく。即ち、ステップS606では、予めコンソール107で決められていたショット配列の情報からi番目のショット415のウエハ105上の位置座標Dix,Diyを得る。さらに、ステップS603,S605で計測および補正された行列A、ベクトルSの値からXYθステージ104の移動目標べクトルEiを、下記の数式18で求め、その数式18で求められた位置にXYθステージ104を移動する。   Next, in steps S606, S607, and S608, the circuit pattern on the reticle 101 is exposed and transferred onto the wafer 105. That is, in step S606, the position coordinates Dix and Diy of the i-th shot 415 on the wafer 105 are obtained from the shot arrangement information previously determined by the console 107. Further, the movement target vector Ei of the XYθ stage 104 is obtained from the values of the matrix A and the vector S measured and corrected in steps S603 and S605 by the following equation 18, and the XYθ stage 104 is located at the position obtained by the equation 18. To move.

Figure 2010283243
即ち、XYθステージ104は、そのXY方向の位置がウエハ105上のショット配列のθ方向(Z軸回り)の回転誤差に基づいて、設計上のショット配列を補正演算した位置となるように移動することになる。
Figure 2010283243
That is, the XYθ stage 104 moves so that the position in the XY direction becomes a position obtained by correcting the shot arrangement on the design based on the rotation error in the θ direction (around the Z axis) of the shot arrangement on the wafer 105. It will be.

ステップS607においては、露光シャッタ122を開閉してレチクル101上のパターンを投影光学系103を介してウエハ105上に露光転写する。もちろん、露光光の種類や制御方式はどんなものであっても良い。例えば、レーザ光、X線、電子ビームで露光しても良い。また、露光方式もどんなものであっても良い。例えば、一括露光方式であっても、走査露光方式であっても良い。ステップS608の判定では、このウエハ105上の最後のショット415の露光が終了したと判定されるまで、ステップS606〜S608を繰り返す。ここで、図9に示される点線610で示されたステップS605から繰り返す処理については、後述する本発明の実施例2で説明する。
ステップS606〜S608を繰り返すことにより、図6(a)のステップS603で算出した補正パラメータを使って、位置合わせをしてレチクル101上のパターン102をウエハ105上に露光転写する。
In step S607, the exposure shutter 122 is opened and closed, and the pattern on the reticle 101 is exposed and transferred onto the wafer 105 via the projection optical system 103. Of course, any type of exposure light and control method may be used. For example, you may expose with a laser beam, an X-ray, and an electron beam. Further, any exposure method may be used. For example, a batch exposure method or a scanning exposure method may be used. In the determination in step S608, steps S606 to S608 are repeated until it is determined that the exposure of the last shot 415 on the wafer 105 is completed. Here, the process repeated from step S605 indicated by the dotted line 610 shown in FIG. 9 will be described in a second embodiment of the present invention described later.
By repeating steps S606 to S608, the pattern 102 on the reticle 101 is exposed and transferred onto the wafer 105 by using the correction parameter calculated in step S603 of FIG.

以上説明したように、以下の工程を未露光領域がなくなるまで繰り返す。即ち、ウエハ105に対して温度分布を得る工程と、適切な温度差で未露光領域を領域分けする工程と、前記領域の中から1領域を選択する工程と、前記選択した領域に対してアライメント計測して位置補正パラメータを算出する工程と、である。さらに、前記位置補正パラメータを算出した領域に対して前記位置補正パラメータを使って露光位置を補正してレチクルパターンをウエハ105に露光転写する工程を未露光領域がなくなるまで繰り返す。未露光領域がなくなるまで繰り返すことにより、ウエハ105の位置合わせで、露光装置内によって作られる非線形成分の内、ウエハ105が熱によって変形する非線形成分に対応することができ、位置合わせ精度を高くすることが出来る。また、ウエハ105の温度が露光中に変わることにも対応することができる。   As described above, the following steps are repeated until there is no unexposed area. That is, a step of obtaining a temperature distribution on the wafer 105, a step of dividing an unexposed region with an appropriate temperature difference, a step of selecting one region from the regions, and alignment with the selected region Measuring and calculating a position correction parameter. Further, the process of correcting the exposure position using the position correction parameter for the area where the position correction parameter is calculated and exposing and transferring the reticle pattern to the wafer 105 is repeated until there is no unexposed area. By repeating until there is no unexposed area, the alignment of the wafer 105 can cope with the non-linear component generated by the exposure apparatus in the alignment of the wafer 105, and the alignment accuracy is increased. I can do it. Further, it is possible to cope with a change in the temperature of the wafer 105 during exposure.

以上説明した本実施例1の露光装置によれば、以下の工程を有することにより、ウエハ105の位置合わせをする場合、露光装置内によって作られる非線形成分の内、ウエハ105が熱によって変形する非線形成分に対応することができ、位置合わせ精度を高くする。即ち、ウエハ105の温度分布を得る工程と、前記温度分布によって前記ウエハ105の表面を領域分けする工程と、を有する。さらに、前記領域毎にアライメント計測して位置補正パラメータを算出する工程と、領域毎の前記位置補正パラメータを使って露光位置を補正してレチクルパターンをウエハ105に露光転写する工程と、を有する。   According to the exposure apparatus of the first embodiment described above, the wafer 105 is nonlinearly deformed by heat among the nonlinear components created by the exposure apparatus when the wafer 105 is aligned by having the following steps. It is possible to deal with the components and increase the alignment accuracy. That is, the method includes a step of obtaining a temperature distribution of the wafer 105 and a step of dividing the surface of the wafer 105 by the temperature distribution. Further, the method includes a step of calculating alignment correction parameters for each region and calculating a position correction parameter, and a step of correcting an exposure position using the position correction parameter for each region and exposing and transferring a reticle pattern to the wafer 105.

次に、本発明の実施例2の露光装置を説明する。本実施例1では温度分布によって領域分けして、分けた領域の1領域に対してアライメントして露光し、再度、他の領域に対して、温度分布によって領域分けから処理をする。本実施例1はウエハ105の処理中にもウエハ105上の温度が変化することに対応するようにしている。しかし、処理中のウエハ105上の温度変化が、必要な位置合わせ精度に対して小さい場合もある。そのため、処理中のウエハ105上の温度が変化に対応するよりも、スループットを良くしたい場合があり、これに対応するものが本実施例2である。本実施例2の露光装置は、最初の温度分布によって領域分けして、分けた全領域に対して領域単位のアライメントを行い、次に、ウエハ105上の全ショットに対して、位置補正をしながら露光をするものである。制御ユニット106(制御部)は、制御ユニット106(計測手段)により計測された温度分布に基づいてウエハ105の表面を複数の部分領域に分割する。さらに、分割された複数の部分領域それぞれに関して、サンプルショットの選択と、ショットの配列の算出とを行う。   Next, an exposure apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the first embodiment, the region is divided by the temperature distribution, one region of the divided regions is aligned and exposed, and another region is processed again from the region division by the temperature distribution. In the first embodiment, the temperature on the wafer 105 is changed even during the processing of the wafer 105. However, the temperature change on the wafer 105 during processing may be small relative to the required alignment accuracy. For this reason, there is a case where it is desired to improve the throughput rather than the case where the temperature on the wafer 105 being processed corresponds to the change, and this embodiment corresponds to this. The exposure apparatus according to the second embodiment divides the area according to the initial temperature distribution, performs area unit alignment on all the divided areas, and then performs position correction on all shots on the wafer 105. Exposure. The control unit 106 (control unit) divides the surface of the wafer 105 into a plurality of partial regions based on the temperature distribution measured by the control unit 106 (measurement means). Further, for each of the divided partial areas, sample shot selection and shot arrangement calculation are performed.

図8のフローチャートを参照して、本実施例2に係る露光装置における処理手順を説明する。本実施例2において、既にパターンが形成されているウエハ105にウエハ105の温度分布によって領域分けし、全領域に対して領域単位のアライメントをし、ウエハ105上の全ショットに対して、位置補正をしながら新たなパターンを重ねて転写する。この処理は、制御ユニット106によって処理される。
本実施例2の露光装置の構成は、大部分が実施例1の露光装置と同じであるため、図8のフローチャートでグレー表示されている処理は、図5のフローチャートの処理と同じ処理なので説明を省略する。即ち、ステップS501〜S508とステップS801〜S808が同じであり、ステップS510、S511とステップS810、S811が同じであり、ステップS514、S515とステップS814、S815が同じである。
A processing procedure in the exposure apparatus according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. In the second embodiment, the wafer 105 on which a pattern has already been formed is divided into regions according to the temperature distribution of the wafer 105, the region unit is aligned with respect to the entire region, and position correction is performed on all shots on the wafer 105. A new pattern is transferred while being transferred. This process is processed by the control unit 106.
Since the configuration of the exposure apparatus of the second embodiment is mostly the same as that of the exposure apparatus of the first embodiment, the process displayed in gray in the flowchart of FIG. 8 is the same as the process of the flowchart of FIG. Is omitted. That is, steps S501 to S508 are the same as steps S801 to S808, steps S510 and S511 are the same as steps S810 and S811, and steps S514 and S515 are the same as steps S814 and S815.

ここで、ステップS809、S812、S813の処理について説明する。
ステップS809では、ステップS808で領域分割したウエハ105の面の未露光領域の中で適切な領域を選択する。例えば、ステージの移動時間を考慮して、露光済み領域に隣接する未露光領域を選択する。ステップS807で領域分割が必要ないことになっていれば、未露光領域は1領域になるので、その領域ということになる。また、最初にこの処理をする場合はウエハ105の全部の分割した領域が未露光領域になっているので、その中から最初の場合に適した適切な領域を選択する。
Here, the processing of steps S809, S812, and S813 will be described.
In step S809, an appropriate area is selected from the unexposed areas on the surface of the wafer 105 divided in step S808. For example, in consideration of the stage moving time, an unexposed area adjacent to the exposed area is selected. If it is not necessary to divide the area in step S807, the unexposed area is one area, which means that area. In addition, when this processing is performed for the first time, since all the divided areas of the wafer 105 are unexposed areas, an appropriate area suitable for the first case is selected from the areas.

ステップS812では、まだ、アライメントしていない領域があるかどうかを調べる。まだ、アライメントしていない領域があれば、ステップS809に進み、残りの領域から領域を選択するところから繰り返す。まだ、アライメントしていない領域がなければ、ステップS813に進む。   In step S812, it is checked whether there is an unaligned area yet. If there is an unaligned area yet, the process proceeds to step S809, and the process is repeated from the area where the area is selected from the remaining areas. If there is no unaligned area yet, the process proceeds to step S813.

ステップS813では、ウエハ105上のレイアウト403にあるショット415に対して、レチクル101上のパターン102を露光転写し、本実施例2での処理は、図9のフローチャートに示されるようにウエハ105全体を連続して露光する。実施例1と実施例2との違いは露光時に繰り返す処理がステップS606から繰り返すのでなく、点線610で示されたステップS605から繰り返すことである。即ち、領域別に算出したウエハ105全体の回転誤差θx、θyが異なるため、分割した領域単位に露光しても、領域に関係なくRow、Column順に露光しても、領域が変わる毎にステップS605のXYθステージ104のθ補正駆動が必要になるからである。そのため、このステップS605は図6のフローチャートのように常に実行しても良いし、不図示の判断があって、領域が変わるなどで必要な場合のみ実行しても良い。また、露光中に赤外線カメラ123を用いてウエハ105の温度を監視して、一定以上に未露光領域に温度差が出た場合、途中からウエハ105の処理を、実施例1の方法に切替えることも出来る。   In step S813, the pattern 102 on the reticle 101 is exposed and transferred to the shot 415 in the layout 403 on the wafer 105, and the processing in the second embodiment is performed as shown in the flowchart of FIG. Are continuously exposed. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the process that is repeated at the time of exposure is not repeated from step S606, but is repeated from step S605 indicated by the dotted line 610. That is, since the rotation errors θx and θy of the entire wafer 105 calculated for each region are different, even if exposure is performed in units of divided regions or exposure is performed in the order of Row and Column regardless of the region, each time the region changes, step S605 is performed. This is because θ correction driving of the XYθ stage 104 is required. For this reason, this step S605 may always be executed as shown in the flowchart of FIG. 6, or may be executed only when necessary because there is a determination (not shown) and the area changes. In addition, the temperature of the wafer 105 is monitored using the infrared camera 123 during exposure, and when the temperature difference appears in the unexposed area beyond a certain level, the processing of the wafer 105 is switched to the method of the first embodiment. You can also.

以上説明した本実施例2によれば、以下の工程を有することにより、ウエハ105の位置合わせで、露光装置内によって作られる非線形成分の内、ウエハ105が熱によって変形する非線形成分に対応することがスループット良くでき、位置合わせ精度を高くする。即ち、ウエハ105に対して温度分布を得る工程と、適切な温度差で未露光領域を領域分けする工程と、を有する。さらに、複数の領域に対して連続して領域毎にアライメント計測して位置補正パラメータを算出する工程と、複数の領域に対して位置補正パラメータを使って露光位置を補正してレチクルパターンをウエハ105に露光転写する工程と、を有する。   According to the second embodiment described above, by including the following steps, the alignment of the wafer 105 can cope with a nonlinear component in which the wafer 105 is deformed by heat among the nonlinear components produced by the exposure apparatus. Can improve the throughput and increase the alignment accuracy. That is, the method includes a step of obtaining a temperature distribution with respect to the wafer 105 and a step of dividing an unexposed region by an appropriate temperature difference. Further, the step of calculating the position correction parameter by performing alignment measurement for each of the plurality of regions continuously, and correcting the exposure position using the position correction parameter for the plurality of regions, and the reticle pattern on the wafer 105. And exposing and transferring to the substrate.

次に、本発明の実施例3の露光装置を説明する。上述した実施例1,2では取得したウエハ105の温度分布通りに領域分割をする。しかし、ショット露光の熱エネルギーによる温度分布の変化と熱エネルギーの拡散で起こる時間経過などによる温度分布の変化を予想して領域の分割を決めることもでき、この場合、露光量や露光面積やウエハ105の材質などを考慮する必要がある。
本実施例3は、図5のステップS506、図8のステップS806の温度分布算出において、ステップS505、ステップS805で撮像した撮像データを制御ユニット106内にある赤外線サーモグラフィ装置で解析してウエハ105の全面の温度分布を算出する。この場合に赤外線カメラ123から遠いウエハ105の面の温度が低く計測されるので温度を補正する。しかし、そのときに露光量や露光面積やウエハ105の材質などを考慮して、ショット露光の熱エネルギーによる温度分布の変化と熱エネルギーの拡散で起こる時間経過などによる温度分布の変化を予想して適切に領域分割できるように温度分布の補正をする。
Next, an exposure apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the first and second embodiments described above, the region is divided according to the acquired temperature distribution of the wafer 105. However, it is also possible to determine the division of the region by predicting the change in temperature distribution due to the thermal energy of shot exposure and the change in temperature distribution due to the passage of time caused by the thermal energy diffusion. It is necessary to consider the material of 105.
In the third embodiment, in the temperature distribution calculation in step S506 in FIG. 5 and step S806 in FIG. 8, the imaging data captured in steps S505 and S805 is analyzed by the infrared thermography apparatus in the control unit 106, and the wafer 105 Calculate the temperature distribution across the entire surface. In this case, since the temperature of the surface of the wafer 105 far from the infrared camera 123 is measured low, the temperature is corrected. However, in consideration of the exposure amount, exposure area, and material of the wafer 105 at that time, a change in temperature distribution due to thermal energy of shot exposure and a change in temperature distribution due to the passage of time caused by thermal energy diffusion are expected. The temperature distribution is corrected so that the region can be properly divided.

以上の本実施例3によれば、露光量や露光面積やウエハ105の材質などから温度分布の変化を予測して領域分けする。この領域分けにより、ウエハ105の位置合わせにおいて、露光装置内によって作られる非線形成分の内、ウエハ105が熱によって変形する非線形成分に対応することができ、位置合わせ精度を高くすることが出来る。更には、ウエハ105の温度が露光することで変わることにも対応することができる。   According to the third embodiment described above, the region is divided by predicting the change in temperature distribution from the exposure amount, the exposure area, the material of the wafer 105, and the like. With this area division, in the alignment of the wafer 105, it is possible to deal with a nonlinear component in which the wafer 105 is deformed by heat among the nonlinear components generated by the exposure apparatus, and the alignment accuracy can be increased. Furthermore, it is possible to cope with a change in the temperature of the wafer 105 due to exposure.

次に、本発明の実施例4の露光装置を説明する。上述した実施例1,2では取得したウエハ105の温度分布通りに領域分割をする。しかし、本実施例4においては、前の露光時に記憶したウエハ105の温度分布の変化データを使って取得したウエハ105の温度分布の変化を予想して領域の分割を決めることもできる。本実施例4は、図5のステップS512、図8のステップ813において、赤外線カメラ123で撮像した撮像データから制御ユニット106内にある赤外線サーモグラフィ装置で解析して温度分布を算出する。さらに、露光中の温度分布の変化データを制御ユニット106内の記憶装置に記録する。
ステップS506、ステップS806の温度分布算出では、ステップS505、ステップS805で撮像した撮像データから制御ユニット106内にある赤外線サーモグラフィ装置で解析して温度分布を算出する。この場合に赤外線カメラ123から遠いウエハ105面の温度が低く計測される。このため、温度を補正するが、そのときにステップS512、ステップ813で記録した露光中の温度分布の変化データも考慮して、アライメント時と露光時に適合するよう適切に領域分割できるように温度分布の補正をする。
Next, an exposure apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In the first and second embodiments described above, the region is divided according to the acquired temperature distribution of the wafer 105. However, in the fourth embodiment, it is possible to determine the division of the region by predicting the change in the temperature distribution of the wafer 105 acquired using the change data of the temperature distribution of the wafer 105 stored during the previous exposure. In the fourth embodiment, in step S512 of FIG. 5 and step 813 of FIG. 8, the temperature distribution is calculated by analyzing the image data captured by the infrared camera 123 using the infrared thermography apparatus in the control unit 106. Further, change data of the temperature distribution during exposure is recorded in a storage device in the control unit 106.
In the temperature distribution calculation in step S506 and step S806, the temperature distribution is calculated by analyzing with the infrared thermography apparatus in the control unit 106 from the image data captured in step S505 and step S805. In this case, the temperature of the wafer 105 surface far from the infrared camera 123 is measured low. For this reason, the temperature is corrected, but the temperature distribution so that the region can be appropriately divided so as to be suitable at the time of alignment and exposure in consideration of the change data of the temperature distribution during exposure recorded at step S512 and step 813 at that time. Make corrections.

以上の本実施例4によれば、露光中の前記温度分布の変化データを記憶する工程と、前記取得した温度分布データと前記記憶した温度分布の変化データによって、前記温度分布の変化を予測して前記ウエハ105の表面を領域分けする工程とを有する。このため、ウエハ105の位置合わせにおいて、露光装置内によって作られる非線形成分の内、ウエハ105が熱によって変形する非線形成分に対応することができ、位置合わせ精度を高くすることが出来る。更には、ウエハ105の温度が露光することで変わることにも対応することができる。   According to the fourth embodiment described above, the temperature distribution change data is predicted by the step of storing the temperature distribution change data during exposure, the acquired temperature distribution data, and the stored temperature distribution change data. And dividing the surface of the wafer 105 into regions. For this reason, in the alignment of the wafer 105, it is possible to deal with a nonlinear component in which the wafer 105 is deformed by heat among the nonlinear components generated by the exposure apparatus, and the alignment accuracy can be increased. Furthermore, it is possible to cope with a change in the temperature of the wafer 105 due to exposure.

(デバイス製造方法の実施例)
デバイス(半導体集積回路素子、液晶表示素子等)は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して、感光剤を塗布した基板(ウェハ、ガラスプレート等)を露光する工程と、その露光された基板を現像する工程と、を経ることにより形成、製造される。現像された基板を加工する工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等を含む。
(Example of device manufacturing method)
A device (semiconductor integrated circuit element, liquid crystal display element, etc.) is a step of exposing a substrate (wafer, glass plate, etc.) coated with a photosensitive agent using the exposure apparatus of any of the embodiments described above, and its exposure. And a step of developing the formed substrate. Processes for processing the developed substrate include etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like.

本発明の実施例1に係る半導体露光装置の斜視図である。1 is a perspective view of a semiconductor exposure apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図1の半導体露光装置を構成するXYθステージを上方向(Z方向)から見た平面図である。It is the top view which looked at the XY (theta) stage which comprises the semiconductor exposure apparatus of FIG. 1 from the upper direction (Z direction). 本発明の実施例1の露光装置におけるチップローテーション補正を説明する図である。It is a figure explaining the chip | tip rotation correction | amendment in the exposure apparatus of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1におけるウエハの温度分布を示す図にショットの集まりであるレイアウトを重ねた図である。It is the figure which overlapped the layout which is a collection of shots on the figure which shows the temperature distribution of the wafer in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る露光装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the exposure apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る露光装置のアライメントと露光に関するステップのフローチャートである。It is a flowchart of the step regarding alignment and exposure of the exposure apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1におけるウエハ面を領域分割するために必要なパラメータの入力画面である。It is an input screen of the parameter required in order to divide the wafer surface in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係る露光装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the exposure apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る露光装置のアライメントと露光に関するステップのフローチャートである。It is a flowchart of the step regarding alignment and exposure of the exposure apparatus which concerns on Example 2 of this invention.

105:ウエハ、106:制御ユニット、107:コンソール、108:レチクルステージ、118:ウエハステージ、121:オフアクシススコープ、、404、405:プリアライメント用サンプルショット、406,407:プリアライメントマーク、408〜411:第2領域402で選択したアライメント用サンプルショット、412,413:アライメントマーク 105: Wafer, 106: Control unit, 107: Console, 108: Reticle stage, 118: Wafer stage, 121: Off-axis scope, 404, 405: Pre-alignment sample shot, 406, 407: Pre-alignment mark, 408- 411: Sample shot for alignment selected in second region 402, 412 and 413: alignment mark

Claims (10)

基板上の複数のサンプルショットの位置を計測し、計測された前記位置に基づいてショットの配列を算出し、算出された前記配列に従って各ショットを位置決めして露光する露光装置であって、
前記基板の表面の温度分布を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記温度分布に基づいて前記表面の部分領域を特定し、前記部分領域に関して、複数のサンプルショットを選択し、選択された前記複数のサンプルショットの計測された位置に基づいてショットの配列を算出する制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that measures positions of a plurality of sample shots on a substrate, calculates an array of shots based on the measured positions, positions each shot according to the calculated array, and exposes the shots,
Measuring means for measuring the temperature distribution of the surface of the substrate;
Based on the temperature distribution measured by the measuring means, the partial region of the surface is specified, a plurality of sample shots are selected with respect to the partial region, and based on the measured positions of the selected plurality of sample shots A control unit for calculating the arrangement of shots;
An exposure apparatus comprising:
前記制御部は、前記部分領域の全ショットの露光が終了後、他の領域に関して、前記計測手段に温度分布を計測させ、部分領域の特定と、サンプルショットの選択と、ショットの配列の算出とを行う、ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   After the exposure of all the shots of the partial area is completed, the control unit causes the measurement unit to measure the temperature distribution with respect to the other areas, specifies the partial area, selects the sample shot, and calculates the shot arrangement. The exposure apparatus according to claim 1, wherein: 前記制御部は、前記計測手段により計測された前記温度分布に基づいて前記表面を複数の部分領域に分割し、分割された前記複数の部分領域それぞれに関して、サンプルショットの選択と、ショットの配列の算出とを行う、ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   The control unit divides the surface into a plurality of partial regions based on the temperature distribution measured by the measuring unit, and selects a sample shot and sets the shot arrangement for each of the divided partial regions. The exposure apparatus according to claim 1, wherein calculation is performed. 前記制御部は、前記部分領域の温度差が特定の値以下になるように前記部分領域を特定する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control unit specifies the partial region so that a temperature difference between the partial regions is equal to or less than a specific value. 前記特定の値を入力する入力手段を有する、ことを特徴とする請求項4に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 4, further comprising an input unit that inputs the specific value. 前記部分領域の面積の下限値を入力する入力手段を有する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, further comprising an input unit that inputs a lower limit value of the area of the partial region. 前記制御部は、前記計測手段により計測された前記温度分布と前記基板に対して実施された露光の履歴とに基づいて前記基板の表面の温度分布を推定する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の露光装置。   The control unit estimates the temperature distribution of the surface of the substrate based on the temperature distribution measured by the measuring unit and the history of exposure performed on the substrate. The exposure apparatus according to any one of 1 to 6. 前記制御部は、前記基板の材質にさらに基づいて前記基板の表面の温度分布を推定する、ことを特徴とする請求項7に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 7, wherein the controller estimates a temperature distribution on the surface of the substrate further based on a material of the substrate. 前記制御部は、前記計測手段により異なる時点で複数回計測された前記温度分布に基づいて前記基板の表面の温度分布を推定する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の露光装置。   The said control part estimates the temperature distribution of the surface of the said board | substrate based on the said temperature distribution measured in multiple times at the different time by the said measurement means, The Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Exposure device. 請求項1乃至9のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the substrate exposed in the step;
A device manufacturing method comprising:
JP2009136755A 2009-06-05 2009-06-05 Exposure apparatus and device manufacturing method Pending JP2010283243A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009136755A JP2010283243A (en) 2009-06-05 2009-06-05 Exposure apparatus and device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009136755A JP2010283243A (en) 2009-06-05 2009-06-05 Exposure apparatus and device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010283243A true JP2010283243A (en) 2010-12-16

Family

ID=43539712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009136755A Pending JP2010283243A (en) 2009-06-05 2009-06-05 Exposure apparatus and device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010283243A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170007249A (en) * 2014-05-08 2017-01-18 오르보테크 엘티디. Calibration of a direct-imaging system
JP2018182230A (en) * 2017-04-20 2018-11-15 キヤノン株式会社 Imprint apparatus, method of generating control data, and method of manufacturing article

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170007249A (en) * 2014-05-08 2017-01-18 오르보테크 엘티디. Calibration of a direct-imaging system
CN106462049A (en) * 2014-05-08 2017-02-22 以色列商奥宝科技股份有限公司 Calibration of a direct-imaging system
JP2017515159A (en) * 2014-05-08 2017-06-08 オーボテック リミテッド Direct imaging system calibration
KR102405200B1 (en) * 2014-05-08 2022-06-02 오르보테크 엘티디. Calibration of a direct-imaging system
JP2018182230A (en) * 2017-04-20 2018-11-15 キヤノン株式会社 Imprint apparatus, method of generating control data, and method of manufacturing article

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8390809B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and method of manufacturing device
TWI420095B (en) A substrate inspection method, a substrate inspection apparatus, and a memory medium
US10191394B2 (en) Distortion detection method, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP3977302B2 (en) Exposure apparatus, method of using the same, and device manufacturing method
JP3962648B2 (en) Distortion measuring method and exposure apparatus
KR20220143743A (en) Systems and methods for correcting overlay errors in lithography processes
JP5264406B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP7362594B2 (en) Exposure system alignment and calibration methods
KR20110053768A (en) Maskless exposure apparatus and method using off-axis alignment
JP2020098285A (en) Determination method, exposure method, exposure apparatus and method for manufacturing article
JP3289264B2 (en) Alignment method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method
JP2010283243A (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP2003100604A (en) Exposure apparatus and its control method, device manufacturing method, computer-readable memory, program
CN103365107B (en) Matching and calibrating method for multi-off-axis aligning system
JPH0474854B2 (en)
US20090303483A1 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP2000012455A (en) Charged particle beam transfer exposure apparatus and method for aligning mask and sensitive substrate in charged particle beam transfer exposure apparatus
JP7809532B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and article manufacturing method
US7782441B2 (en) Alignment method and apparatus of mask pattern
JP2011035009A (en) Method of measuring distortion and movement characteristics of substrate stage, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5379638B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP4449698B2 (en) Overlay inspection system
CN117980827B (en) Measurement of stitching error using separate objects
JP5146663B2 (en) Substrate front and back pattern position measuring method and measuring apparatus using the method
JP2003086484A (en) Alignment method, baseline measurement method, and alignment device