JPH0396219A - Aligning method - Google Patents
Aligning methodInfo
- Publication number
- JPH0396219A JPH0396219A JP1234002A JP23400289A JPH0396219A JP H0396219 A JPH0396219 A JP H0396219A JP 1234002 A JP1234002 A JP 1234002A JP 23400289 A JP23400289 A JP 23400289A JP H0396219 A JPH0396219 A JP H0396219A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- error
- alignment
- wafer
- shot
- determined
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、位置合わせ技術、特に、位置合わせ対象物の
複数箇所にそれぞれ形成されたマークの位置を測定し、
この測定データに基づいて位置合わせ作業を実行する位
置合わせ技術に関し、例えば、半導体装置の製造工程に
おいて、ウェハ上に回路パターンがステップアンドリピ
ート方式により重ね合わせ露光される縮小投影露光装置
に適用される位直合わせ技術に利用して有効な技術に関
する.
〔従来の技術〕
ステップアンドリピート方式による縮小投影露光装置に
使用される位置合わせ方法として、例えば、特開昭61
−44429号公報に記載されて?る方法がある.
すなわち、この位置合わせ方法は、被処理基板に設定上
の配列座標に沿−っで規則的に整列した複数のチップパ
ターンのそれぞれを、所定の基準位置に対してステップ
アンドリピート方式で順次位置合わせする方法において
、次の工程を備えている.
該ステップアンドリピート方式の位置合わせに先立って
、前記チップパターンの設計上の配列座標値に基づいて
前記被処理基板を移動させて、前記複数のチップパター
ンのいくつかを前記基準位置に合わせたときの各■位置
を実測する工程.前記設計上の配列座標値と、前記ステ
ップアンドリピート方式によって位置合わせすべき実際
の配列座標値とが、所定の誤差パラメータを含んで一義
的な関係にあるものとしたとき、前記複数の実測値と前
記実際の配列座標値との平均的な偏差が最小になるよう
に前記誤差パラメータを決定する工程.
該決定された誤差パラメータと、前記設計上の配列座標
値とに基づいて前記実際の配列座標値を算出し、ステッ
プアンドリピート方式の位置合わせ時に、該算出された
実際の配列座all{!に応じて前記被処理基板を位置
決めする工程.
〔発明が解決しようとするINI)
このような位置合わせ方法においては、ステップアンド
リピート方式の各露光シゴット内に、X、yt組、ある
いは、2組の基準マークを挿入しておき、このマークが
用いられて、ウェハの位置誤差および、変形量が計測さ
れ、各ショット毎に基準マークに対して位置合わせが実
行されるとともに、露光が実行される.このとき、仮に
、ウェハの変形量がloppmあった場合、シヨット内
の15mmスパンにおいては、約0.15μmのずれが
残ってしまう.
しかし、従来の位置合わせ方法においては、この誤差は
補正されていない.
従来、この誤差が補正されていない理由は、次の点にあ
る.
(1) シg7トのサイズが15mmと小さいため、
ウェハの変形を無視することができる.(2) シラッ
ト内の誤差を補正するためには、シヨット内の複数点に
ついて位置計測を実行する必要があるが、スループット
が低下されるばかりでなく、複数の光学系による装置の
mm化、高コスト化が招来される.
しかし、高集積化、趨@細化が進んだ現在、位置合わせ
の余裕も小さくなり、ウェハの変形等による誤差の影響
が相対的に大きくなったため、シタット内の誤差を無視
することができない状況になっている.
本発明の目的は、シロット内誤差を容易に計測して補正
することができる位置合わせ方法を提供することにある
.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
.
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである.すなわち、回路パター
ンおよび位置合わせマークが既に形成されているウェハ
に、次層のパターンがシゴット毎のステップアンドリピ
ート方式により順次重ね合わせ露光されて行く露光方法
に適用される位置合わせ方法であって、
前記ウェハの複数箇所にそれぞれ形或された前記位置合
わせマークのそれぞれが、これから露光する前記パター
ンの設計により定められたマーク対応の基準位置のそれ
ぞれへステップアンドリピート方式で順次位置合わせさ
れて行き、各位置合わせ毎に前記シップト毎の露光を正
確に実施させる位置合わせ方法において、
次の工程を備えていることを特徴とする位置合わせ方法
.
前記シゴット毎の露光を伴うステップアンドリピート方
式の位置合わせに先立って、前記ウェハが設計上の碁準
位置に基づいて実際に順次移動されることにより、この
ウェハに形成されている前記位置合わせマーク群のいく
つかについての位置計測が実行される工程.
この各マークについての計測値と各マークに対応する前
記基準位置の値との差により、各マークの位置における
各複合誤差(ΔX,ΔY)がそれぞれ求められる工程.
これら複合誤差(ΔX、ΔY)が使用された統計演算処
理により、前記ウェハ全体におけるオフ{! ッ}fl
差(X−tt 、Y−tt ) 、伸ti誤差(P.P
,)、回転誤差(θx、θy)がそれぞれ求められる工
程.
求められた伸縮誤差(P.、PW)が使用されて、前記
シヨット内の倍率誤差(S.)が求められる工程.
求められた回転誤差(θx、θy)が使用されて前記シ
ップト内の回転誤差(Sσ)が求められる工程.
このようにしてそれぞれ求められた各誤差が、前記ショ
ット毎の露光を伴うステンプアンドリピート方式の実際
の位置合わせに際して補正される工程.
〔作用〕
シックト内の位置ずれ誤差は、位置合わせ対象物として
のウェハ全体の変形、位置ずれに起因するものである.
そこで、前記した手段によれば、位置合わせ対象物とし
てのウェハにおける複数点の位置計測により、位置合わ
せ対象物としてのウェハ全体の変形、位置ずれが求めら
れ、その結果からさらにシヨット内の変形量、位置ずれ
が求められる.そして、当該シッント内の変形量、位置
ずれが補正されて位置合わせされることにより、シカフ
ト内複数点の位置計測をせずに、シゴント内誤差の殆ど
が補正されて位置合わせされることになる.〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例である縮小投影露光装置に通
用される位置合わせ方法を示すフローは第2図はその縮
小投影露光装置を示す斜視図、第3図はウェハアライメ
ントにおけるシ口ットの座標系を示すウェハの模式的平
面図、第4図はウェハの誤差要因の一つであるシヨット
のオフセットを示す模式図、第5図は同じ《シ雪ットの
伸縮誤差を示す模式図、第6図は同じくシヨットのX軸
の回転を示す模式図、第7図は同じくシヨットのY柚の
回転を示す模式図、第8図は同じくシヨットの回転誤差
を示す模式図、第9図は同じくシヨットの倍率誤差を示
す模式図、第lO図はシ雪ットの直交度誤差を示す模式
図、第11図、第12図および第13図はその作用を説
明するための各模式図である.
この実施例では、本発明を半導体装置のI!!遣工程に
おけるステップアンドリピート方式の縮小投影露光装t
<ステッパ)における位置合わせ方私すなわち、ステッ
パにおけるシW−/ト内の位置合わせ方法に適用した例
について脱明する.本発明の位置合わせ方法を説明する
前に、縮小投影露光装置について簡単に説明する.第2
図は縮小投影露光装置の概要を示す斜視図である.同図
において、半導体素子パターンの原画がレチクル6に描
かれており、この倣が縮小投影レンズ7を介してウェハ
1に投影される.このレンズ7はウェハ側はテレセント
リンク系になるように横威されている.ウェハlはカセ
ット8からローディングテーブル9上に自動搬送され、
プリアライメント装置lOにより粗位置決めが行われた
後、移送アーム11によってXYステージ12上のチャ
ックl3に真空吸着される.一方、前記レチクル6は、
レチクルアライメント光学系20により縮小投影レンズ
7の中心にその中心が一致するように位置合わせが行わ
れる.本実施例に係る縮小投影露光装置の場合、レチク
ル6とウェハlとの位置決めのために、スルーザレンズ
方式の位置検出X系2lおよび位置検出Y系22が備え
られている.この検出系は、ウェハl上に形成された位
置合わせマークにレジストが感光しない波長の光を照射
し、このマークからの正反射位を、スリットを走査し光
電子増倍管で検出するとともに、レチクル6の窓パター
ンを検出するように構威されている.また、ウェハlは
レーザ干渉測長針30により位置測定されるように構處
されている.そして、これらの測定データから、ウェハ
パターンの設計格子位置からのずれが求まる.
レー,ザ干sm長計30から発光されたレーザ光31は
、分光器32で分けられる.一方のレーザ光3lは、前
記XYステージl2に取り付けられたX軸用ミラー33
に照射される.この照射光はX軸用ξラー33で反射さ
れてレーザ干S測長計30に戻り、xYステージ12の
Xi!amが検出される.また、他方のレーザ光31は
、それぞれミラー34、35を介してXYステージl2
に取り付けられたY輪用毒ラー36に照射される.この
Y輪用ミラー36に照射され、かつ、反射したレーザ光
31は、前記ミラー34、35および分光器32を通っ
てレーザ干渉測長計30に至り、XYステージl2のY
!檄が検出されるようになっている.なお、前記xYス
テージ12はX軸用モータ37によってX軸方向に高精
度に移動制御されるとともに、Y軸用モータ38によっ
てY軸方向に高精度に移動11mされるように構戒され
ている.
一方、作業が終了した前記チャック13上のウェハlは
、移送アームttによってアンローディングテーブル4
0上に移送される.このアンローディングテーブル40
上に移送されたウェハlCム例えば、アンローディング
テーブル40に構成されたエアーベアリング機構によっ
て回収用カセツ}41に順次収容される.
次に、本発明の一実施例である位置合わせ方法を、この
露光装置に通用した場合について説明する.
なお、この位置合わせ方法は、位置合わせ対象物として
のウェハlの第2層目以降について実行されるものであ
り、ウエ八lには回路パターンと、位置合わせ用のマー
クが既に形成されている.既にパターンおよび位置合わ
せ用マークが形成されたウェハlは、ブリアライメント
装itloによりウェハl内の2点の位直合わせ用マー
クをmいられて、XY方向および回転方向の粗位置合わ
せを実施される.゛この瞭、この露光装置の場合、XY
ステージl2上に回転機構がないために,プリアライメ
ント装置10上に回転誤差が最小になるように位置決め
されている.
チャックl3上に搬送吸着されたウェハ1は、さらにウ
ェハ1内の2つのシヨット2を用いられてグローバルア
ライメントが行われる.ショット2内には、全てXマー
クAイとYマークA,が配置されている.
例えば、第3図に示されているように、最初にウェハ1
内のAなるシヨット2が縮小投影レンズ7の下に、XY
ステージl2により移動されて位置決めされる.そして
、この移動に伴って、位置検出Y系22のデータに基づ
いてY方向の設計値(設計上のショット)に対する誤差
置が求めら札位置検出X系2【のデータに基づいてX方
向の同様の誤差量が求められる.次に、同様にして、ウ
ェハl内のBなるショット2においてもXYの位置移動
がなされ、設計(j!(設計上のショット)に対する誤
差が求められる.
そして、以上の結果から、ウェハ1の回転、XY方向の
オフセット(off)、およびXY方向のウェハ1の伸
縮が算出され、露光格子(シゴット)が決定される.
従来のグローバルアライメントによる露光の場合、この
露光格子を基にXYステージ12によりウェハlが、ス
テップアンドリピートの態様をもって移動されて適宜位
置決めされ、その都度、ウェハ1にレチクル位が転写さ
れている.より一層の高精度化が要求される現在、グロ
ーバルアライメントの後、さらに、シ口ット毎にXマー
クA.およびYマークA,の検出が実行さ札その検出座
標において誤差が最小となるように、XYステージ12
が精密制御されたり、または、第2図に示されているよ
うに、レチクル6を支持するレチクル微動系42により
x,Yの残留誤差補正が実施され、その後、シラット露
光が行われる.
このような“その場露光方式“のチップアライメントの
場合、第11図(a)、第12図(a)および第13図
(a)にそれぞれ示されているように、ウエ八の伸m誤
差等のうち、ショット間の誤差は補正されルタメ、第I
LrJA(b),第l2図(ロ)オヨび第l3図(1)
)にそれぞれ示されているよな位置合わせがそれぞれ実
行されることになる.
但し、第11図0))、第12(blおよび第l3図中
)に示されているように、ショット内の誤差が残留して
いる.そこで、第11図(C)、第l2図(C)および
第13図(C)に示されているような高精度の位置合わ
せを実行するためには、この誤差を補正する必要がある
.
この高精度の位置合わせを実行する手段として、同一シ
ッント内の2点、例えば、第11図(a)において、(
A.,、A,1)および( A −* , A yz
)の位置合わせマークを用いて位置計測を実行し、この
計測データに基づいてシッント内の誤差を補正する手段
がある.
しかし、この場合、位置検出系が複数必要になるため、
装置コストが高くなる,しかも、同時に2点の計測であ
るため、リニアリティから誤検出除去が不可能であり、
その誤検出が含まれたままの状態で、ショント内の補正
が実行される.その結果、位置合わせの信頓性が低下し
てしまう,また、1つの検出系により、シヨット内複数
の計測が実行された場合、ショット内の計測箇所の増加
により、スルーブットが低下されてしまう.本実施例に
係る位置合わせ方法は、このような事情に鑑み、シg7
ト内における複数点についての位置合わせを実行せずに
、ウェハの位置ずれ、変形量の測定結果からシクット内
の誤差を補正するようにしている.
すなわち、ウェハ内2点の位置計測によるデータに基づ
いて、ウェハ伸縮MPy#よびウェハの回転量θyは、
次式により求まる.
Py−(ΔYl−ΔY.)/D ・・・(1)
I y − ( A X I−ΔXi/D −
(2)簡単には、この結果がシロント内の伸縮補正量、
シヨットの回転補正量として用いられ、後述する倍率補
正機構および、レチクル回転a構により、補正を実行さ
せることができる.
さらに、高精度に補正する手段としては、次の方法があ
る.
本実施例において、位置合わせ対象物としてのウェハ上
に設計データを基に配置された複数のマークの位置はチ
ンプアライメントにより計測される.この計測された結
果と設計データとの差で表される複合誤差ΔX、ΔYは
、下弐に示す誤差要因で表される.
ΔX ” X *g t + P *+θ,+Sa +
S?l +S@+3,十ε ・
・・(3》ΔY亀Y*tt+Pw+θ,+Sθ+S+*
+S*+S.+ε .(
4)ここで、X sf t % Y me tは、第4
図に示されているように、XY軸方向の設計上ショット
43に対するシ雪ット2のオフセットである.P.、P
7は、第5図に示されているように、設計上ショット4
3に対するシ璽ット2のXY軸方向の伸び縮み誤差であ
る.θx、θyは、第6図および第7図に示されている
ように、設計上シmy}43に対するシタνト2のXY
軸方向の回転誤差である,Ssは第8図に示されている
ように、設計上シタット43に対するシヨット2の回転
誤差、S均は第9図に示されているように、設計上シッ
プト43に対するシ!ット2の倍率誤差である.また、
Saは、ショット内の非線型歪誤差であり、εはステッ
プアンドリピート時に発生する非線型の位置誤差である
.さらに、Soは第lO図に示されているように、設計
上シヨット43に対するシタットの直交度誤差である.
この誤差要因の中で、シヨット内の非線型歪誤差S,と
、非線型位置誤差εを除く他の成分は、そのウェハのも
つ線型の誤差として先にチップアライメントで測定した
結果に基いて、統計的な手法により算出することができ
る.この手法を使用し、ウェハ内のチンプアライメント
により求めた座標データから前記Ss,εを除く各誤差
要因を平均化処理、回帰計算により一次式として表す.
以下、各誤差を求める式について順次説明して行《.
本実施例の場合、シ=I7ト内のXマーク、Yマークの
検出のみが実行される.第3図に示されているように、
任意のシ奪ットの位置計測誤差は、ΔXi−i、ΔYj
.jで表される.
?フセットX.■、Ymtzは、測定データ全ての平均
を求める次式によって算出される.j−1
i膳l
ここで、Nj,N,は各行列の測定データ数である.
ここで、Nは測定データ数、M.%M,はマトリックス
である.
この際、各帖の伸び縮みP.,P,および各軸の回転θ
x、θyはオフセット計算前に算出される.すなわち、
ウエ八の伸縮および軸回転が計算された後,オフセット
が算出される.
各帖の伸び縮みP.、P,および各軸の回転θヨ、θ,
は、次式の各列毎に平均化したK L s各行毎に平均
化したvjを用い回帰計算することにより求まる.
ここで、S.,S,は露光ピッチである.j−1
i=1
以上の結果から、ウェハに露光すべきシ奮ット中心の座
標X t* % Y txは、ウェハセンタを原点とし
て、次式のようになる.
Xzw−Xatt +p x−L x十θy−Ly
−0!9Ytm−Y−tt +p y H L y+θ
X−L x −Ofi)ここでLx,Lyは、各ショ
ットセンタのウェハセンタからのX,Y@分の距離を示
す.また、ショット内の倍率誤差SN,回転誤差Sθは
、次式で表される.
S N = ( P x + P y ) / 2
− 07)So = (θχ+θy)/2
・=Q口次に、ショット内の倍率誤差S.
4、および、シヨット内の回転誤差Sθを補正する具体
的な方法について説明する.
まず、シヨット倍率誤差S.の補正方法について説明す
る.
本実施例に係る縮小投影露光装置においては、縮小投影
レンズ7はウェハ側がテレセントリフクになるように構
威されているため、ウェハ1がレンズ7の光軸方向に移
動された場合であっても、ショットの倍率は殆ど変化し
ない.これに対し、レチクル側はテレセントリンクにな
るように構威されていないため、レチクル6が光軸方向
に移動されると、倍率は変化する。そこで、この原理が
利用されて、シゴント倍率誤差S1についての補正が実
行される.すなわち、レチクル6が微動機構42によっ
て上下動されることにより、倍率誤差の補正が実行され
る.
但し、倍率誤差の補正手法は、この手法に限定されるも
のではない.例えば、レチクル側もテレセントリックに
構戒されている光学系の場合、縮小レンズの一部を移動
させることにより、補正することができる.また、レン
ズ内の圧力あるいL光学系の途中に屈折率の異なる気体
等の封入する手法によっても倍率誤差S,を補正するこ
とができる.
次に、シヨット内の回転誤差Sθの補正方法について説
明する.
この回転誤差Sθは、レチクルの回転a動機構42と、
レチクルアライメント光学系20を用いて補正すること
ができる.すなわち、ショット回転角がそのままレチク
ル回転角度として補正される.
なお、レチクルが回転されない場合、すなわち、レチク
ル回転微動機構42が設備されていない場合には、ウェ
ハの回転移動機構を用いて補正することができる.
前述した演算により、ウェハ全体におけるオフセット誤
差CX.tt , Y−tr ) 、伸縮誤差(Px、
Py)、回転誤差(θX、θy)、並びに、ショット内
の倍率誤差(S.)、回転誤差(SQ)が求められた後
、ショット毎の露光を伴うステップアンドリピート方式
の実際の位置合わせが実行される.この際、前述により
求められた誤差は中央処理ユニットの指令によるX軸用
モータ37、Y軸用モータ38、レチクル微動*t*、
回転微動機横等の操作により自動的に補正される.ここ
で、シヨット内の倍率誤差CSM )および回転誤差(
S#)はウェハl枚に対して単一の値として決定される
ものであるため、最初の位置合わせと同時に各シヨット
についての補正が実質的に実行されることになる.
前記実施例によれば次の効果が得られる.(1》 ウ
ェハの変形量は、プロセスや、工程により約10ppm
の線形誤差が発生することがあり、この誤差は、シaッ
ト内では、約0.15μm/15mmである.本実施例
に係る位置合わせ方法により、この誤差の殆どが補正さ
れ、高精度の位置合わせを実行することができる.
(2) しかも、シヨット内の計測を実行しないことに
より、スループットの低下を防止することができるとと
もに、シタット毎に補正動作を実行しなくて済むため、
スループットの低下をより一層訪止することができる.
(お 通常、レチクル製造上の誤差として、シ璽ツト内
誤差があり、また、ウェハ露光により光学系のM熱効果
による転写時の倍率変化等も考えられる.このようなウ
ェハ変形以外の位置ずれ誤差も最小となるように、位置
合わせすることができるため、より一層高精度化を実行
することができる.(4) さらに、高精度化をはか
るためには、シヨット毎に、ショット内の計測を実行し
、ショット内の位置合わせを実行することが必要である
.この際に、スループットの低下防止上、少ない計測点
数により誤検出を除去することができるため、高精度の
位置合わせを実現することができる.以上本発明者によ
ってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが
、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいう
までもない.
前記実施例においては、0、aS式に示されているよう
に、X,Yの変形量の平均をとっている力t片Ilkx
またはYの計測結果だけを用いることによっても、倍率
誤差S.および回転誤差Sθについての補正を実行する
ことができる.
また、平均化処理と一次回帰計算によりウエ八の位置、
変形を算出しているが、最小2乗法等のよ,うな他の統
計処理計算を用いて、ウェハの位L変形を算出すること
ができ、前記計算式に限定されるものではない.
さらに、シヨット内非線形誤差に含まれるウェハ直交度
変形誤差(第l3図(a)を参照)に起因するシヨット
内の直交度誤差をS.とすると、この直交度誤差S.は
次式により表される.S.一(θ.−θV)
・・・09同時に、S.一θヨ、または、θ,
・・・(至)とすることにより、(至)式の回転誤差
或分とOI式の直交度変形成分とに、分離することがで
きるため、高精度の位置合わせを実行することができる
.このうち回転誤差成分についての補正は、前に述べた
回転誤差Saについての補正手法により、実行すること
ができる.
また、直交変形戒分についての補正は、レンズが用いら
れている投影光学系の場合、前述したレチクルの光軸方
向移動による倍率誤差S4についての補正と同様の原理
を利用して実行することができる.すなわち、、レチク
ルの4隅独立の上・下微勅機構により、レチクル中心に
対し、対角位置を光軸方向に微動させて、レチクルを弾
性変形させることにより補正を実行することができる.
この際、倍率と回転方向に残留誤差が発生する.前記実
施例においては、ウェハを保持したXYテーブルが基準
にされ、この基準に対し、スケール、回転等の誤差が補
正されている.
このx−Yステージを絶対基準として用いるためのスケ
ール、直交度といった線形誤差の調整以外に、ヨーイン
グ、ピッチングを含む非線形誤差についても、事前に最
小に調整することが重要である.
また、ウエ八計測に先だち、レチクル製造上のレチクル
についてのパターンの位置誤差(R)1、Rθ、R●)
、および、転写時に発生する転写位置誤差(L.、Le
%t,o)を計測、あるいは准定し、ウェハ上に転写さ
れるパターンと、ウェハ上の基準パターンとの位置合わ
せ誤差が最小となるように、S,1′、Sθ’、So’
を補正することで、より一層の高精度化を実行すること
ができる.
SM ″ = SM + Rn + Ln
・・・(2l)Sθ′=Sθ+Rθ+L.e
・・・(22)So ’ =S6 + R
o + Lo ・・・(23)さらに、1
シゴット毎に複数点を位置計測し、ショット位置とショ
ント内誤差を補正する方法版時間がかかるが、誤検出を
防止することができるため、高精度化を期待することが
できる.したがって、先の補正Is.’ ,Sθ′、S
.′に一定値を加え、TS)1 ’ 、”rsθ’ 、
Tso′とする.
TSM ’ =S+< ’ ±TI4 ・
・・(24)TSθ′=Sθ′±Tθ ・
・・(25)TSO ’ =SQ ’ ±T0
・・・(26)このTSM’、TSθ’ 、TS
.’を基準として、シタット内計測により求めたS.,
Sθ、S。がこの範囲内であれば、シヨット内計測結果
が用いられて、位置合わせが実行される.反対に、この
範囲を越えた場合、誤検出が発生したとし、SN’、S
θ′、30′が用いられて、ショント内の補正が実行さ
れる.
以上の実施例においては、全ての場合について、ショッ
ト内の誤差が補正されることを述べたが、ウェハの変形
、および位置誤差が微小で、シゴノト内補正精度以下、
あるいは、補正を必要としてない製品およびプロセスに
おいては、選沢的に捕正を実行させることが有効である
.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置Il造に
おける露光技術に通用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではない。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an alignment technique, in particular, to measuring the positions of marks formed at multiple locations on an alignment target,
Regarding alignment technology that performs alignment work based on this measurement data, it is applied, for example, to reduction projection exposure equipment that exposes circuit patterns on a wafer in a step-and-repeat manner in the manufacturing process of semiconductor devices. This article concerns techniques that are effective when used in alignment techniques. [Prior Art] As an alignment method used in a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61
-Described in Publication No. 44429? There is a way to In other words, this alignment method sequentially aligns each of a plurality of chip patterns regularly arranged on the substrate to be processed along set array coordinates with respect to a predetermined reference position using a step-and-repeat method. The method includes the following steps: Prior to the step-and-repeat alignment, some of the plurality of chip patterns are aligned with the reference position by moving the substrate to be processed based on the designed arrangement coordinate values of the chip patterns; The process of actually measuring each ■ position. When it is assumed that the designed array coordinate values and the actual array coordinate values to be aligned by the step-and-repeat method have a unique relationship including a predetermined error parameter, the plurality of actual measured values and determining the error parameter so that an average deviation between the actual array coordinate value and the actual array coordinate value is minimized. The actual array coordinate values are calculated based on the determined error parameter and the designed array coordinate values, and during step-and-repeat alignment, the calculated actual array coordinates all{! a step of positioning the substrate to be processed according to the processing target; [INI to be solved by the invention] In such a positioning method, an X, yt set or two sets of reference marks are inserted into each exposure shaft of the step-and-repeat method, and these marks are is used to measure the position error and deformation of the wafer, perform alignment with respect to the reference mark for each shot, and perform exposure. At this time, if the amount of deformation of the wafer is loppm, a deviation of approximately 0.15 μm will remain in the 15 mm span within the shoot. However, in conventional alignment methods, this error is not corrected. The reason why this error has not been corrected in the past is as follows. (1) Since the size of Sig7 is small at 15mm,
Wafer deformation can be ignored. (2) In order to correct errors in the syllot, it is necessary to perform position measurements at multiple points within the syllot, but this not only reduces throughput, but also increases the size of the device due to multiple optical systems and increases the This will lead to increased costs. However, with the current trend toward higher integration and thinning, the margin for alignment has become smaller, and the influence of errors caused by wafer deformation has become relatively large, making it impossible to ignore errors within the sitat. It has become. An object of the present invention is to provide an alignment method that can easily measure and correct intra-slot errors. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings. [Means for Solving the Problems] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows. That is, it is an alignment method applied to an exposure method in which a wafer on which circuit patterns and alignment marks have already been formed is sequentially overlaid and exposed with a next layer pattern by a step-and-repeat method for each job, Each of the alignment marks formed at a plurality of locations on the wafer is sequentially aligned in a step-and-repeat manner to each of the reference positions corresponding to the marks determined by the design of the pattern to be exposed, A positioning method for accurately performing exposure for each shipment for each positioning, characterized by comprising the following steps. The alignment mark formed on the wafer by actually sequentially moving the wafer based on the designed Go reference position prior to the step-and-repeat alignment involving exposure for each job. A process in which position measurements are performed for some of the groups. A step in which each composite error (ΔX, ΔY) at the position of each mark is determined from the difference between the measured value for each mark and the value at the reference position corresponding to each mark. Through statistical calculation processing using these compound errors (ΔX, ΔY), off {! }fl
Difference (X-tt, Y-tt), Elongation error (P.P
, ), and a process in which rotational errors (θx, θy) are determined, respectively. A step in which the determined expansion/contraction error (P., PW) is used to determine the magnification error (S.) within the shot. A step in which the determined rotation error (θx, θy) is used to determine the rotation error (Sσ) within the ship. A step in which each error determined in this manner is corrected during actual positioning using the step-and-repeat method involving exposure for each shot. [Operation] Positional misalignment errors within the chict are caused by deformation and misalignment of the entire wafer as the object to be aligned. Therefore, according to the above-mentioned means, the deformation and positional deviation of the entire wafer as an alignment target is determined by position measurement at multiple points on the wafer as an alignment target, and from the results, the amount of deformation within the shoot is further determined. , the positional deviation is found. Then, by correcting the amount of deformation and positional deviation within the shaft and aligning, most of the errors within the shaft are corrected and the position is aligned without having to measure the position of multiple points within the shaft. .. [Embodiment] Fig. 1 is a flowchart showing a positioning method commonly used in a reduction projection exposure apparatus which is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view showing the reduction projection exposure apparatus, and Fig. 3 is a flow diagram showing a wafer A schematic plan view of a wafer showing the coordinate system of the cut point in alignment. Figure 4 is a schematic diagram showing the offset of the cut point, which is one of the causes of wafer error. A schematic diagram showing the expansion/contraction error, Figure 6 is a schematic diagram showing the rotation of the X-axis of the chaiyot, Figure 7 is a schematic diagram showing the rotation of Y Yuzu in the chiyot, and Figure 8 also shows the rotation error of the chiyot. The schematic diagram, Fig. 9 is a schematic diagram showing the magnification error of Schott, and Fig. 1O is a schematic diagram showing the orthogonality error of Schott, and Figs. 11, 12, and 13 explain the effect. These are schematic diagrams for each method. In this embodiment, the present invention is applied to an I! ! Step-and-repeat reduction projection exposure system in the process
I will clarify an example of how to align the position in a stepper (stepper). Before explaining the alignment method of the present invention, a reduction projection exposure apparatus will be briefly explained. Second
The figure is a perspective view showing an overview of the reduction projection exposure system. In the figure, an original image of a semiconductor device pattern is drawn on a reticle 6, and a copy of this is projected onto a wafer 1 through a reduction projection lens 7. This lens 7 is designed to have a telecentric link system on the wafer side. The wafer l is automatically transferred from the cassette 8 onto the loading table 9,
After rough positioning is performed by the pre-alignment device 1O, the transfer arm 11 vacuum-chucks the chuck 13 on the XY stage 12. On the other hand, the reticle 6 is
The reticle alignment optical system 20 performs positioning so that its center coincides with the center of the reduction projection lens 7. In the case of the reduction projection exposure apparatus according to this embodiment, a through-the-lens position detection X system 2l and a position detection Y system 22 are provided for positioning the reticle 6 and the wafer l. This detection system irradiates the alignment mark formed on the wafer l with light of a wavelength to which the resist is not sensitive, and scans a slit to detect the specular reflection position from the mark using a photomultiplier tube. It is configured to detect 6 window patterns. Further, the wafer l is arranged to have its position measured by a laser interferometer length measuring needle 30. Then, from these measurement data, the deviation of the wafer pattern from the design grid position is determined. A laser beam 31 emitted from a laser beam length meter 30 is separated by a spectrometer 32. One laser beam 3l is transmitted to an X-axis mirror 33 attached to the XY stage l2.
is irradiated. This irradiation light is reflected by the X-axis ξ mirror 33 and returns to the laser beam length measuring meter 30, and the Xi! of the xY stage 12! am is detected. Further, the other laser beam 31 is transmitted to the XY stage l2 via mirrors 34 and 35, respectively.
The beam is irradiated onto the Y-wheel poison roller 36 attached to the. The laser beam 31 irradiated and reflected by this Y-wheel mirror 36 passes through the mirrors 34, 35 and the spectroscope 32, and reaches the laser interferometer 30, where it reaches the Y-wheel of the XY stage l2.
! Spells are now detected. The xY stage 12 is controlled to move in the X-axis direction with high precision by an X-axis motor 37, and is also controlled to move 11 m with high precision in the Y-axis direction by a Y-axis motor 38. .. On the other hand, the wafer l on the chuck 13 whose work has been completed is transferred to the unloading table 4 by the transfer arm tt.
Transferred onto 0. This unloading table 40
The wafers transferred thereto are sequentially accommodated in a collection cassette 41 by an air bearing mechanism provided on the unloading table 40, for example. Next, a case will be described in which a positioning method, which is an embodiment of the present invention, is applied to this exposure apparatus. Note that this alignment method is performed for the second and subsequent layers of the wafer 1 as the alignment target, and the circuit pattern and alignment marks have already been formed on the wafer 8. .. The wafer l, on which patterns and alignment marks have already been formed, is subjected to rough alignment in the XY directions and the rotational direction by having alignment marks placed at two points on the wafer l by a real alignment device. Ru.゛Clearly, in the case of this exposure device, XY
Since there is no rotation mechanism on the stage l2, it is positioned on the pre-alignment device 10 so that the rotational error is minimized. The wafer 1 transferred and attracted onto the chuck 13 is further subjected to global alignment using the two shots 2 inside the wafer 1. In shot 2, all X marks A and Y marks A are arranged. For example, as shown in FIG.
A shot 2 inside is placed under the reduction projection lens 7,
It is moved and positioned by stage l2. Along with this movement, the error position with respect to the design value (design shot) in the Y direction is determined based on the data of the position detection Y system 22, and the error position in the X direction is determined based on the data of the tag position detection X system 2. A similar amount of error is required. Next, in the same way, the XY position is moved for shot 2 called B in wafer l, and the error with respect to the design (j! (designed shot)) is determined. From the above results, the The rotation, the offset in the XY directions (off), and the expansion and contraction of the wafer 1 in the Wafer 1 is moved in a step-and-repeat manner and positioned appropriately, and the reticle position is transferred to wafer 1 each time.Nowadays, where even higher precision is required, after global alignment, , the detection of the X mark A. and the Y mark A is performed for each shot.The XY stage 12
is precisely controlled, or, as shown in FIG. 2, residual error correction in x and Y is performed by a reticle fine movement system 42 that supports the reticle 6, and then Silat exposure is performed. In the case of such "in-situ exposure method" chip alignment, as shown in FIGS. 11(a), 12(a), and 13(a), the elongation error of the wafer etc., the error between shots is corrected and
LrJA (b), Figure 12 (b) and Figure 13 (1)
) will be performed, respectively. However, as shown in Figures 11 (0)) and 12 (in Figures BL and 13), errors within the shot remain. Therefore, in order to perform highly accurate alignment as shown in FIGS. 11(C), 12(C), and 13(C), it is necessary to correct this error. As a means of performing this highly accurate positioning, two points within the same slit, for example, in FIG. 11(a), (
A. , , A, 1) and ( A −* , A yz
) There is a method for performing position measurement using alignment marks and correcting errors in the scint based on this measurement data. However, in this case, multiple position detection systems are required, so
The equipment cost is high, and since it measures two points at the same time, it is impossible to remove false detections from linearity.
Correction within the system is performed with the false detection still included. As a result, the reliability of positioning decreases, and when multiple measurements within a shot are performed using one detection system, the throughput decreases due to the increase in the number of measurement points within the shot. In view of these circumstances, the alignment method according to this embodiment uses the symbol
Instead of aligning multiple points within the wafer, errors within the wafer are corrected based on the measurement results of the wafer's positional deviation and deformation. That is, based on the data obtained by position measurement at two points within the wafer, the wafer expansion/contraction MPy# and the wafer rotation amount θy are:
It is determined by the following formula. Py-(ΔYl-ΔY.)/D...(1)
I y − (A X I−ΔXi/D −
(2) Simply put, this result is the amount of expansion/contraction correction in Chironto,
This is used as a rotation correction amount for the shoot, and the correction can be executed by a magnification correction mechanism and a reticle rotation a mechanism, which will be described later. Furthermore, the following methods are available for highly accurate correction. In this embodiment, the positions of a plurality of marks placed on a wafer as an alignment target based on design data are measured by chimp alignment. The composite errors ΔX and ΔY, which are expressed as the difference between the measured results and the design data, are expressed by the error factors shown in Figure 2 below. ΔX ”X *g t + P *+θ, +Sa +
S? l +S@+3,1ε・
...(3》ΔY turtle Y*tt+Pw+θ,+Sθ+S+*
+S*+S. +ε. (
4) Here, X sf t % Y me t is the fourth
As shown in the figure, this is the offset of the shot 2 with respect to the designed shot 43 in the XY axis directions. P. , P
7 is shot 4 by design, as shown in FIG.
This is the expansion/contraction error of Shit 2 in the XY axis direction with respect to 3. θx, θy are XY of the position ν2 with respect to the designed position 43, as shown in FIGS. 6 and 7.
The rotational error in the axial direction, Ss, is the rotational error of the shaft 2 relative to the shaft 43 due to design, as shown in FIG. Shi against! This is the magnification error of cut 2. Also,
Sa is a nonlinear distortion error within a shot, and ε is a nonlinear position error occurring during step-and-repeat. Furthermore, So is the orthogonality error of the sitat with respect to the sitat 43 due to design, as shown in Figure 1O. Among these error factors, other components except for the nonlinear distortion error S in the position and the nonlinear position error ε are based on the results previously measured in chip alignment as linear errors of the wafer. It can be calculated using statistical methods. Using this method, each error factor, excluding the above-mentioned Ss and ε, is expressed as a linear equation by averaging processing and regression calculation from the coordinate data obtained by chimp alignment within the wafer.
Below, we will explain the formulas for calculating each error in sequence. In the case of this embodiment, only the detection of the X mark and Y mark in sheet I7 is executed. As shown in Figure 3,
The position measurement error for any hit is ΔXi-i, ΔYj
.. It is represented by j. ? Fuset X. (2) Ymtz is calculated by the following formula, which calculates the average of all measured data. j-1 izenl Here, Nj, N, is the number of measurement data of each matrix. Here, N is the number of measurement data, M. %M, is the matrix. At this time, each chapter's expansion and contraction P. , P, and rotation θ of each axis
x and θy are calculated before offset calculation. That is,
After the expansion/contraction and axis rotation of the wafer are calculated, the offset is calculated. Expansion and contraction of each chapter P. , P, and rotation of each axis θyo, θ,
is obtained by regression calculation using K L s averaged for each column and vj averaged for each row in the following equation. Here, S. , S, is the exposure pitch. j-1 i=1 From the above results, the coordinates of the center of the shot to be exposed on the wafer, X t* % Y tx, with the wafer center as the origin, are expressed as follows. Xzw-Xatt +p x-L x 10θy-Ly
-0!9Ytm-Y-tt +p y H L y+θ
(X-L x -Ofi) Here, Lx, Ly indicate the distance of each shot center from the wafer center by X, Y@. Also, the magnification error SN and rotation error Sθ within a shot are expressed by the following equations. S N = (Px + Py) / 2
−07) So = (θχ+θy)/2
・=Q Next, the magnification error within the shot S.
4, and a specific method for correcting the rotation error Sθ in the shot. First, the shayot magnification error S. We will explain the correction method for . In the reduction projection exposure apparatus according to this embodiment, the reduction projection lens 7 is configured so that the wafer side is telecentric, so that even when the wafer 1 is moved in the optical axis direction of the lens 7, However, the magnification of the shot hardly changes. On the other hand, since the reticle side is not configured to form a telecentric link, when the reticle 6 is moved in the optical axis direction, the magnification changes. Therefore, this principle is utilized to correct the siggon magnification error S1. That is, by moving the reticle 6 up and down by the fine movement mechanism 42, the magnification error is corrected. However, the magnification error correction method is not limited to this method. For example, in the case of an optical system in which the reticle side is also telecentric, correction can be made by moving part of the reduction lens. The magnification error S can also be corrected by pressure inside the lens or by filling a gas with a different refractive index in the middle of the L optical system. Next, a method of correcting the rotational error Sθ in the shot will be explained. This rotational error Sθ is caused by the rotational movement mechanism 42 of the reticle,
This can be corrected using the reticle alignment optical system 20. In other words, the shot rotation angle is directly corrected as the reticle rotation angle. Note that if the reticle is not rotated, that is, if the reticle rotation fine movement mechanism 42 is not installed, the correction can be made using a wafer rotation movement mechanism. By the above calculation, the offset error CX. tt, Y-tr), expansion/contraction error (Px,
Py), rotation error (θX, θy), as well as intra-shot magnification error (S.) and rotation error (SQ), the actual positioning is performed using a step-and-repeat method with exposure for each shot. It will be executed. At this time, the error determined as described above is caused by the X-axis motor 37, Y-axis motor 38, reticle fine movement *t*,
It is automatically corrected by operating the rotary fine motor horizontally, etc. Here, the magnification error CSM ) and the rotation error (
Since S#) is determined as a single value for one wafer, correction for each shot is substantially performed at the same time as the initial alignment. According to the above embodiment, the following effects can be obtained. (1) The amount of wafer deformation is approximately 10 ppm depending on the process.
A linear error of approximately 0.15 μm/15 mm may occur within the seat. The positioning method according to this embodiment corrects most of these errors, making it possible to perform highly accurate positioning. (2) Furthermore, by not performing measurements within the sitat, it is possible to prevent a decrease in throughput, and there is no need to perform correction operations for each sitat.
This makes it possible to further prevent throughput from decreasing. (Normally, errors in reticle manufacturing include in-line errors, and there may also be changes in magnification during transfer due to the M thermal effect of the optical system due to wafer exposure. Positional deviations other than wafer deformation may occur) Since positioning can be performed to minimize errors, it is possible to achieve even higher accuracy. It is necessary to perform positioning within the shot.At this time, in order to prevent a decrease in throughput, false detections can be eliminated by using a small number of measurement points, achieving highly accurate positioning. Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Needless to say, in the above embodiment, as shown in the equation 0, aS, the force t piece Ilkx which takes the average of the deformation amounts of X and Y
Alternatively, by using only the measurement result of Y, the magnification error S. and rotation error Sθ can be corrected. In addition, by averaging processing and linear regression calculation, the position of Uehachi,
Although the deformation is calculated, the L deformation of the wafer can be calculated using other statistical processing calculations such as the method of least squares, and is not limited to the above calculation formula. Furthermore, the orthogonality error within the shoot caused by the wafer orthogonality deformation error (see FIG. 13(a)) included in the nonlinear error within the shoot is calculated by S. Then, this orthogonality error S. is expressed by the following equation. S. One (θ.-θV)
...09 At the same time, S. 1θyo, or θ,
By setting (to), it is possible to separate the rotation error component of the (to) equation and the orthogonality deformation component of the OI equation, so that highly accurate positioning can be performed. Among these, the correction for the rotational error component can be performed by the previously described correction method for the rotational error Sa. In addition, in the case of a projection optical system that uses a lens, the correction for the orthogonal deformation can be performed using the same principle as the correction for the magnification error S4 due to the movement of the reticle in the optical axis direction described above. can. In other words, correction can be performed by slightly moving the diagonal position in the optical axis direction with respect to the center of the reticle by using the upper and lower movement mechanisms independent of the four corners of the reticle, thereby elastically deforming the reticle.
At this time, residual errors occur in the magnification and rotation direction. In the embodiment described above, the XY table holding the wafer is used as a reference, and errors in scale, rotation, etc. are corrected with respect to this reference. In addition to adjusting linear errors such as scale and orthogonality in order to use the x-Y stage as an absolute reference, it is important to minimize nonlinear errors including yawing and pitching in advance. In addition, prior to wafer measurement, the pattern position error (R)1, Rθ, R●) regarding the reticle during reticle manufacturing.
, and the transfer position error (L., Le
%t,o), and set S,1', Sθ', So' so that the alignment error between the pattern transferred onto the wafer and the reference pattern on the wafer is minimized.
By correcting this, it is possible to achieve even higher accuracy. SM ″ = SM + Rn + Ln
...(2l)Sθ'=Sθ+Rθ+L. e
...(22) So' = S6 + R
o + Lo...(23) Furthermore, 1
The method of measuring the position of multiple points for each shot and correcting the shot position and shot position errors takes time, but it can prevent false detections and can be expected to improve accuracy. Therefore, the previous correction Is. ',Sθ',S
.. ′ by adding a constant value, TS)1′, “rsθ′,
Let Tso' be Tso'. TSM ' = S + <' ±TI4 ・
・・(24)TSθ′=Sθ′±Tθ・
...(25) TSO' = SQ' ±T0
...(26) This TSM', TSθ', TS
.. ' was determined by in-situ measurement based on S. ,
Sθ,S. If is within this range, the intra-shot measurement results are used to perform alignment. On the other hand, if it exceeds this range, it is assumed that a false detection has occurred, and SN', S
θ', 30' is used to perform intra-synthetic correction. In the above embodiments, it has been described that the intra-shot errors are corrected in all cases, but if the wafer deformation and positional errors are minute and the intra-shot correction accuracy is less than or equal to the intra-shot correction accuracy,
Alternatively, for products and processes that do not require correction, it is effective to perform correction selectively. In the above description, the invention made by the present inventor is mainly applied to the exposure technology in semiconductor device manufacturing, which is the background field of application of the invention, but the invention is not limited thereto.
例えば、ステップアンドリピート方式のX L?lステ
ッパー、等倍の投影型ステンパー等、さらに瓜ステップ
アンドリピート方式で各チップについての電気的特性を
測定する測定技術に適用できる.本発明は少なくとも位
置合わせ対象物に対してステップアンドリピートが繰り
返され、位置合わせ対象物の各単位領域毎に作業が実行
される技術に適用することができる.
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果をmtpに説明すれば、次の通りである
.
ウェハに対するステップアンドリピート方式の露光方法
において、実際の位置合わせに先立って、位置合わせマ
ーク群の幾つかについて位置計測を実行し、この計測デ
ータに基づく統計処理により、ウェハ全体の誤差、およ
び、シゴット内誤差を求め、実際の位置合わせに際して
これら誤差を補正することにより、ショット内における
位置計測を実行しないで済むため、スルーブットを低下
させずに、シ5ット内についても高精度の位置合わセを
実現することができる.For example, the step-and-repeat XL? It can be applied to measurement techniques that measure the electrical characteristics of each chip using a step-and-repeat method, such as a stepper or a projection-type stencil with equal magnification. The present invention can be applied to at least a technique in which step-and-repeat is repeated for an alignment target and work is performed for each unit area of the alignment target. [Effects of the Invention] The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are as follows. In a step-and-repeat exposure method for wafers, prior to actual alignment, position measurement is performed for some of the alignment marks, and statistical processing based on this measurement data is used to calculate errors and siggots for the entire wafer. By determining internal errors and correcting these errors during actual positioning, it is no longer necessary to measure the position within the shot, allowing for highly accurate positioning even within the shot without reducing throughput. can be realized.
第1図は本発明の一実施例である縮小投影露光装置に通
用される位置合わせ方法を示すフロー第2図はその縮小
投影露光装置を示す斜視図、第3図はウェハアライメン
トにおけるシゴットの座標系を示すウェハの模式的平面
図、第4図はウェハの誤差要因の一つであるショットの
オフセットを示す模式図、
第5図は同しくショットの伸縮誤差を示す模式図、
第6rAは同じくショントのX軸の回転を示す模弐“図
、
第7図は同じくシゴットのY軸の回転を示す模式図、
第8図は同じくショットの回転誤差を示す模式図、
第9図は同じくショットの倍率誤差を示す模式図、
第lO図は同じくシゴットの直交度誤差を示す図、
第11図、第l2図および第l3図はその作用を説明す
るための各模式図である.
l・・・ウェハ、2・・・ショット、3・・・チップ、
4・・・位置合わせマーク、5・・・不完全ショット、
6・・・レチクル、7・・・縮小投影レンズ、8・・・
カセット、9・・・ローディングテーブル、1 0−・
・ブリアライメント装置、1l・・・移送アーム、12
−XYステージ、t a−・・チャック,20−・・レ
チクルアライメント光学系、21・・・位置検出X系、
22・・・位置検出YF.3 0−・・レーザ干渉測長
計、3l・・・レーザ光、32・・・分光器、33・・
・X軸用果ラー、34、35・・・ミラー、3 6−Y
軸用延ラー、3 7−X軸用モータ、3B・−y軸用モ
ータ、40・・・アンローディングテーブル、41・・
・回収用カセット、42・・・レチクル微動系、43・
・・設計上シヨット.FIG. 1 is a flowchart showing a positioning method commonly used in a reduction projection exposure apparatus that is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the reduction projection exposure apparatus, and FIG. A schematic plan view of a wafer showing the system, Fig. 4 is a schematic diagram showing shot offset, which is one of the causes of wafer error, Fig. 5 is a schematic diagram showing the shot expansion/contraction error, and 6rA is the same. Figure 7 is a schematic diagram showing the rotation of the shot on the X axis, Figure 7 is a schematic diagram showing the rotation of the shot on the Y axis, Figure 8 is a schematic diagram showing the rotation error of the shot, and Figure 9 is a schematic diagram showing the rotation error of the shot. FIG. 10 is a schematic diagram showing the magnification error. FIG. 10 is a diagram also showing the orthogonality error of the scissor. FIGS. Wafer, 2...shot, 3...chip,
4... Positioning mark, 5... Incomplete shot,
6... Reticle, 7... Reduction projection lens, 8...
Cassette, 9...Loading table, 1 0-...
・Bria alignment device, 1l...transfer arm, 12
-XY stage, ta-... chuck, 20-... reticle alignment optical system, 21... position detection X system,
22...Position detection YF. 3 0-... Laser interferometer length meter, 3l... Laser light, 32... Spectrometer, 33...
・X-axis roller, 34, 35...Mirror, 3 6-Y
Axis rolling roller, 3 7-X-axis motor, 3B/-y-axis motor, 40... Unloading table, 41...
・Collection cassette, 42... Reticle fine movement system, 43.
...by design.
Claims (1)
位置合わせマークのそれぞれが、これらに対して予め設
定された基準位置のそれぞれへステップアンドリピート
方式により順次位置合わせされて行く位置合わせ方法に
おいて、 前記ステツプアンドリピート方式の位置合わせに先立っ
て、前記位置合わせマーク群のいくつかについての位置
計測が実行され、この計測データに基づく演算により全
体の誤差が求められ、 さらに、この全体誤差と前記計測データとにより、前記
ステップアンドリピート方式で順次位置合わせされた時
々における小領域内についての誤差が求められ、 その後、この小領域誤差および全体誤差が補正された状
態で、前記ステップアンドリピート方式による位置合わ
せが順次実行されて行くことを特徴とする位置合わせ方
法。 2、回路パターンおよび位置合わせマークが既に形成さ
れているウェハに、次層のパターンがシヨット毎のステ
ップアンドリピート方式により順次重ね合わせ露光され
て行く露光方法に適用される位置合わせ方法であって、 前記ウェハの複数箇所にそれぞれ形成された前記位置合
わせマークのそれぞれが、これから露光する前記パター
ンの設計により定められたマーク対応の基準位置のそれ
ぞれへステップアンドリピート方式で順次位置合わせさ
れて行き、各位置合わせ毎に前記シカフト毎の露光を正
確に実施させる位置合わせ方法において、 次の工程を備えていることを特徴とする位置合わせ方法
。 前記シヨット毎の露光を伴うステップアンドリピート方
式の位置合わせに先立って、前記ウェハが設計上の基準
位置に基づいて実際に順次移動されることにより、この
ウェハに形成されている前記位置合わせマーク群のいく
つかについての位置計測が実行される工程。 この各マークについての計測値と各マークに対応する前
記基準位置の値との差により、各マークの位置における
各複合誤差(ΔX、ΔY)がそれぞれ求められる工程。 これら複合誤差(ΔX、ΔY)が使用された統計演算処
理により、前記ウェハ全体におけるオフセット誤差(X
_o_f_f、Y_o_f_f)、伸縮誤差(P_x、
P_y)、回転誤差(θ_x、θ_y)がそれぞれ求め
られる工程。 求められた伸縮誤差(P_x、P_y)が使用されて、
前記シヨット内の倍率誤差(S_M)が求められる工程
。 求められた回転誤差(θ_x、θ_y)が使用されて前
記シヨット内の回転誤差(S_δ)が求められる工程。 このようにしてそれぞれ求められた各誤差が、前記シヨ
ット毎の露光を伴うステップアンドリピート方式の実際
の位置合わせに際して補正される工程。 3、求められた回転誤差(θ_x、θ_y)が使用され
て前記ショット毎の直交度誤差(S_ω)が求められる
工程を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第2
項記載の位置合わせ方法。[Claims] 1. Each of the alignment marks formed at a plurality of locations on the alignment target is sequentially aligned to each of preset reference positions with respect to these by a step-and-repeat method. In the above alignment method, prior to the step-and-repeat alignment, position measurements are performed for some of the alignment marks, and the overall error is determined by calculations based on this measurement data, and further, Based on this overall error and the measurement data, the error within the small area at each time when the positioning is performed sequentially using the step-and-repeat method is determined, and then, with this small area error and the overall error corrected, A positioning method characterized by sequentially performing positioning using a step-and-repeat method. 2. An alignment method applied to an exposure method in which a wafer on which a circuit pattern and an alignment mark have already been formed is sequentially overlaid and exposed using a step-and-repeat method for each shot, Each of the alignment marks formed at a plurality of locations on the wafer is sequentially aligned in a step-and-repeat manner to each reference position corresponding to the mark determined by the design of the pattern to be exposed. A positioning method for accurately performing exposure for each shikaft each time the positioning is performed, the method comprising the following steps. The group of alignment marks formed on the wafer by actually sequentially moving the wafer based on a designed reference position prior to the step-and-repeat alignment involving exposure for each shot. A process in which position measurements are performed for some of the . A step in which each composite error (ΔX, ΔY) at the position of each mark is determined from the difference between the measured value for each mark and the value at the reference position corresponding to each mark. Through statistical calculation processing using these compound errors (ΔX, ΔY), the offset error (X
_o_f_f, Y_o_f_f), expansion/contraction error (P_x,
P_y) and rotation error (θ_x, θ_y) are each determined. The obtained expansion/contraction error (P_x, P_y) is used,
A step in which the magnification error (S_M) within the shoot is determined. The determined rotation error (θ_x, θ_y) is used to determine the rotation error (S_δ) within the shot. A step in which each error determined in this way is corrected during actual positioning in a step-and-repeat method involving exposure for each shot. 3. The second aspect of the present invention is characterized by comprising a step of using the determined rotation errors (θ_x, θ_y) to determine the orthogonality error (S_ω) for each shot.
Alignment method described in section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23400289A JP3245859B2 (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Semiconductor device manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23400289A JP3245859B2 (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Semiconductor device manufacturing equipment |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35092298A Division JP3276608B2 (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0396219A true JPH0396219A (en) | 1991-04-22 |
| JP3245859B2 JP3245859B2 (en) | 2002-01-15 |
Family
ID=16964018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23400289A Expired - Lifetime JP3245859B2 (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Semiconductor device manufacturing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245859B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122473A (en) * | 1993-10-21 | 1995-05-12 | Nikon Corp | Exposure method |
| JP2003100604A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Canon Inc | Exposure apparatus and its control method, device manufacturing method, computer-readable memory, program |
| US6876946B2 (en) | 1993-01-21 | 2005-04-05 | Nikon Corporation | Alignment method and apparatus therefor |
| JP2008028405A (en) * | 2007-08-07 | 2008-02-07 | Nec Corp | Semiconductor thin-film reforming apparatus |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP23400289A patent/JP3245859B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6876946B2 (en) | 1993-01-21 | 2005-04-05 | Nikon Corporation | Alignment method and apparatus therefor |
| JPH07122473A (en) * | 1993-10-21 | 1995-05-12 | Nikon Corp | Exposure method |
| JP2003100604A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Canon Inc | Exposure apparatus and its control method, device manufacturing method, computer-readable memory, program |
| JP2008028405A (en) * | 2007-08-07 | 2008-02-07 | Nec Corp | Semiconductor thin-film reforming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3245859B2 (en) | 2002-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4710827B2 (en) | Alignment condition determination method and apparatus, and exposure method and apparatus | |
| JPH09260250A (en) | Exposure apparatus and exposure method | |
| CN110546575B (en) | Device manufacturing method | |
| JP2610815B2 (en) | Exposure method | |
| JP2023164945A (en) | Exposure equipment and alignment method | |
| JPH05226223A (en) | Exposure equipment | |
| JPH0396219A (en) | Aligning method | |
| EP3396457A1 (en) | Device manufacturing method | |
| JPH0353770B2 (en) | ||
| US7782441B2 (en) | Alignment method and apparatus of mask pattern | |
| JP2007096069A (en) | Alignment method, overlay accuracy measurement method, exposure method, alignment apparatus, exposure apparatus, and overlay accuracy measurement apparatus | |
| JP3276608B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH0286117A (en) | Alignment device | |
| JP3569962B2 (en) | Alignment apparatus and alignment method, exposure apparatus and exposure method using the same | |
| JPH0282510A (en) | Alignment | |
| JP2868548B2 (en) | Alignment device | |
| JP2638528B2 (en) | Positioning method | |
| JP2629659B2 (en) | Circuit pattern forming method | |
| JP7703055B2 (en) | Induced Displacement for Improved Overlay Error Measurement | |
| JPH01243419A (en) | Position alignment method | |
| JP3274959B2 (en) | Semiconductor exposure equipment | |
| JP2003197506A (en) | Position detection method, exposure method and device manufacturing method | |
| JP2003059809A (en) | Exposure method and device manufacturing method | |
| JPH08181066A (en) | Alignment method | |
| JP2926331B2 (en) | Exposure method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091102 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |