JPH0496315A - Exposure device - Google Patents

Exposure device

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JPH0496315A
JPH0496315A JP2211548A JP21154890A JPH0496315A JP H0496315 A JPH0496315 A JP H0496315A JP 2211548 A JP2211548 A JP 2211548A JP 21154890 A JP21154890 A JP 21154890A JP H0496315 A JPH0496315 A JP H0496315A
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wafer
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紀彦 高津
Hirotaka Tateno
立野 博貴
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秀実 川井
Naomasa Shiraishi
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make high-accuracy overlay exposure with little alignment error possible even if a wafer and a wafer holder expand during exposure by correcting the position to an exposure position found with an alignment apparatus based on the quantity of irradiation energy absorbed by a substrate or its holder in exposure. CONSTITUTION:A reticle R is mounted on a reticle stage RS and located so that the central point of a pattern area PA may be aligned with an optical axis AX. The reticle R is set first by fine control of the reticle stage RS based on a mark detection signal from a reticle alignment system to photo-electrically detect an alignment mark around the reticle. Reflection light emitted from a wafer W by applying illumination light IL enters a photo detector 10, such as a PIN photodiode, through a mirror 3. The reflection amount monitor 10 photo-electrically detects the reflection light and transmits light information RS to a main control system 20. The information RS acts as fundamental data to correct EGA data in the main control system 20.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 未発明は、半導体素子や液晶表示素子製造用の露光装置
に一関するものてあり、特にマスクバタンを基板(半導
体ウェハ・ガラス基板等)に露光する時の、マスクパタ
ーンと基板」−に形成されたウェハパターンとを高精度
に酊わ合わせるためのアライメント系の改良に関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [The invention in the field of industrial application relates to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor elements and liquid crystal display elements, and in particular, to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor elements and liquid crystal display elements. The present invention relates to an improvement in an alignment system for aligning a mask pattern and a wafer pattern formed on a substrate with high precision during exposure.

1従来の技術] 従来より露光装置においては、十数f!類のマスクまた
は1/チクルのパターンをウニへ上に順次重ね台(4−
で露光しでいく際、レチクルパターンの投12ffiど
ウェハ上に既に形成され1、いる回路パターン(以下、
ショット領域と呼ぶ)との重ね合せ(アライメン11精
度の向上か極めて重要な問題であったが、この重ね露光
の方法には、大きく分けて2つのカン去がある。
1. Prior Art] Conventionally, in exposure equipment, more than ten f! Lay the similar mask or 1/ticle pattern on top of the sea urchin in sequence (4-
When exposing the reticle pattern, the circuit pattern already formed on the wafer (hereinafter referred to as
(referred to as a shot area) (improving the accuracy of the alignment 11 was an extremely important issue; however, this method of overlapping exposure can be roughly divided into two types.

その第1はダイバイダイ(D/D)又はザイ(・・パイ
・サイト(S/S)方式と呼はれる方法であり、ショッ
ト領域に附随して形成されたアライメントマークを使い
各ショット領域毎にアライメントしながら重ね合せ露光
を行なうものである。
The first is the die-by-die (D/D) or die-by-sight (S/S) method, which uses alignment marks formed along with the shot area to Overlapping exposure is performed while aligning.

第2はグローバルアライメント方式と呼ばれる方法であ
り、ウェハ内全ショットを1つのブロックと考え、数シ
ョットのアライメントマークを検出して精密にウェハの
位置合せを行い、しかる後ウェハ内のショット領域の配
列座標に従って一義的にステージを移動し、このX、Y
方向の移動はステージのレーザ干渉計で制御しながら重
ね合せ露光を行なう方法である。
The second method is called the global alignment method, in which all shots on the wafer are considered as one block, the alignment marks of several shots are detected and the wafer is precisely aligned, and then the shot areas on the wafer are aligned. Move the stage uniquely according to the coordinates, and
This method performs overlapping exposure while controlling the direction movement using a laser interferometer on the stage.

現在、露光装置のアライメント方式は、例えば特開昭6
1−44429号又は特開昭62−84516号公報に
開示されているように、拡張されたウェハ・グローバル
・アライメント(以下、エンハンスメント・グローバル
・アライメント:EGAと呼ぶ)が主流となっている。
Currently, the alignment method of exposure equipment is, for example,
Extended wafer global alignment (hereinafter referred to as Enhancement Global Alignment: EGA) has become mainstream, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-44429 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-84516.

EGA方式とは、1枚のクエへを露光するのに、まず始
めにウェハ上の複数のショット領域に付随したアライメ
ントマークの位置を計測(サンプル・アライメント)し
た後、ウェハ中心位置のオフセット(x、y方向)、ウ
ェハの伸縮度(X、Y方向)、クエへの残存回転量、及
びウェハステージの直交度(或いはショット領域の配列
の直交度)の計6つのパラメータを、マークの設計位置
とマークの計測位置との差に基づいて統計的な手法で決
定するものである。そして、決定されたパラメータの値
に基づいて、重ね合わせ露光すべぎショット領域の位置
を設計位置から補正して順次ウェハステージをステッピ
ングさせていく方式である。
In the EGA method, when exposing a single square, first the positions of alignment marks attached to multiple shot areas on the wafer are measured (sample alignment), and then the offset (x , y direction), wafer expansion/contraction degree (X, Y direction), remaining rotation amount to the square, and orthogonality of the wafer stage (or orthogonality of the shot area arrangement). This is determined by a statistical method based on the difference between the measured position of the mark and the measured position of the mark. Then, based on the values of the determined parameters, the position of the overlapping exposure shot area is corrected from the designed position, and the wafer stage is sequentially stepped.

このEGA方式の利点は、ウェハ露光に先立ってウェハ
上全ショツト数と比べてわずかな数(3〜16個程度)
のマークの位置を計測した後は、もはやマークの検出及
び位置計測を必要としないため、スルーブツトの向上が
望めること、及び十分な数のマークをサンプル・アライ
メントすると、個々のマーク検出誤差が統計的な演算の
もとて平均化されることになり、1シヨツト毎のアライ
メントすなわちダイ・パイ・ダイ方式によるアライメン
トと同等、若しくはそれ以上のアライメント精度が、ウ
ェハ全面の全てのショット領域に対して望めることであ
る。
The advantage of this EGA method is that the number of shots (approximately 3 to 16) is small compared to the total number of shots on the wafer prior to wafer exposure.
After measuring the mark position, mark detection and position measurement are no longer required, which can improve throughput.If a sufficient number of marks are sampled and aligned, individual mark detection errors will be statistically reduced. As a result, alignment accuracy equivalent to or higher than alignment for each shot, that is, alignment using the die-by-die method, can be expected for all shot areas on the entire wafer surface. That's true.

[発明が解決しようとするiJU] しかしながら、このEGA方式は重ね合せ露光を行なう
前にいくつかのショット座標を求めて、ウェハ上のショ
ット領域の配列マツプ(座標値)を決めている。このた
め、重ね合せ露光中に例えばウェハやウェハホルダーが
露光光の熱エネルギーによって伸びると、ショット間隔
が変化して露光ショット位置がずれるため、EGAによ
って求めた配列マツプに従ってステージを移動しても、
レチクルパターンの投影像とショット領域とが正確に重
ならないという問題があった。
[iJU to be Solved by the Invention] However, in this EGA method, several shot coordinates are obtained before overlapping exposure is performed, and an arrangement map (coordinate values) of shot areas on the wafer is determined. For this reason, if, for example, the wafer or wafer holder stretches due to the thermal energy of the exposure light during overlay exposure, the shot interval changes and the exposure shot position shifts, so even if the stage is moved according to the array map determined by EGA,
There is a problem in that the projected image of the reticle pattern and the shot area do not overlap accurately.

本発明は、この様な従来の問題点に鑑みてなされたもの
であり、露光中にウェハやウェハホルダーが伸びても、
アライメント誤差をほぼ零として高精度な重ね合せ露光
を可能とする事を目的とする。
The present invention was made in view of these conventional problems, and even if the wafer or wafer holder stretches during exposure,
The purpose is to enable highly accurate overlay exposure with almost zero alignment error.

[課題を解決するための手段] 本発明の露光装置は、マスク上のパターンを基板上のパ
ターンに重ね合せるアライメント装置を有する露光装置
であって、上記の課題を達成するために露光時の基板も
しくはその保持部材に吸収される照射エネルギー量を測
定する照射量測定手段と、前記照射エネルギー量に基づ
いて前記アライメント装置で求めた露光位置に対する位
置補正を行う補正手段とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus having an alignment device for overlapping a pattern on a mask with a pattern on a substrate. Alternatively, it is provided with an irradiation amount measuring means for measuring the amount of irradiation energy absorbed by the holding member, and a correction means for performing positional correction for the exposure position determined by the alignment device based on the amount of irradiation energy.

[作用] 本発明の露光装置においては、上述の如く、露光時の基
板もしくはその保持部材に吸収される照射エネルギー量
を測定する照射量測定手段と、前記照射エネルギー量に
基づいてアライメント装置で求めた露光位置に対する位
置補正を行う補正手段とを備えたので、露光中に基板や
その保持部材が伸びた場合でも、測定した照射量から、
この伸びを算出することが可能で、露光位置を補正する
ことができる。このため高度な重ね合+!精度が得られ
る。
[Function] As described above, the exposure apparatus of the present invention includes a irradiation amount measuring means for measuring the amount of irradiation energy absorbed by the substrate or its holding member during exposure, and a irradiation amount measuring means for measuring the amount of irradiation energy absorbed by the substrate or its holding member during exposure, and a radiation amount measuring means for measuring the amount of irradiation energy absorbed by the substrate or its holding member during exposure, and an alignment device that measures the amount of irradiation energy based on the amount of irradiation energy. Since it is equipped with a correction means that performs position correction for the exposure position, even if the substrate or its holding member stretches during exposure, the measured irradiation amount can be adjusted.
This elongation can be calculated and the exposure position can be corrected. For this reason, advanced superposition +! Accuracy is obtained.

[実施例〕 第1図は本発明の実施例によるr光装置の概略的な構成
を示す図である。
[Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an r-light device according to an embodiment of the present invention.

第1図において、超高圧水銀灯、エキシマ1ノーザ装置
等の照明光掠1は、g線、i線或いはK rFエキシマ
レーザ光等のレジスト層を感光ざゼる波長域のH光用照
明光ILを発生し、照明光11、は不図示のオブヂカル
インテグ1/−タ(プライアイレンズ)や可変ブライン
ド28等を含む照明光学系2に入射する、尚、可変ブラ
インド2aの面はレチクルRと結像間係にあるので、可
変ブラインド2aを構成する可動ブレートを開閉させて
開口位置、形状を変えることにより、1ノヂクルRの観
測、視野(露光時は照明視野)を任意ts−選択するこ
とができる。照明光学系2により照明光束の株化、スペ
ックルの低減化等が行ゾtわれた照明光ILは、ミラー
3、メインコンデンサーレンズ4を介してミラー5に至
り、ここでほぼ垂直に下方に反射され、レチクルRを均
一な照度で照明する。IノチクルRは1ノチクルステー
ジRS上に載置ざね、パターン領域PAの中心点が光軸
AXと一致するように位置決めが行われている。尚、l
ノチクルRの初期設定は、1/チクル周辺に設けられた
アライメントマークを充電検出する1/チクルアライメ
ンl−系(不図示)からのマーク検出信号に基づいて、
lノヂクルステージRSを微動することjこにより行わ
れる。ここで、ミラー3は露光波長域の照明光■12に
対して90%以上の反射率を有するものである7本実施
例では、照明光ILの照射によりウェハWから発生ずる
反射光が上記ミラー3を介してP I N721−)−
ダイオード等の光検出器(反射量モニタ)10に入射す
るように構成されている。反射jlモニタ10は反射光
を光im出して光情報(強度値)R3を主制御系20r
出力し、この情報R3は主制御系20においてEGAデ
ータを補正するための基礎データどなる(詳細後述)。
In FIG. 1, an illumination light source 1 such as an ultra-high pressure mercury lamp or an excimer 1 noser device is an illumination light IL for H light in a wavelength range that sensitizes the resist layer, such as g-line, i-line, or K rF excimer laser light. The illumination light 11 is incident on the illumination optical system 2, which includes an optical integrator (not shown) (prior eye lens), a variable blind 28, etc. The surface of the variable blind 2a is aligned with the reticle R. Therefore, by opening and closing the movable plate constituting the variable blind 2a and changing the aperture position and shape, the observation and field of view (illuminated field at the time of exposure) of one nodicle R can be arbitrarily selected. be able to. The illumination light IL whose illumination light flux has been concentrated, speckles reduced, etc. by the illumination optical system 2 reaches the mirror 5 via the mirror 3 and the main condenser lens 4, where it is directed downward almost vertically. It is reflected and illuminates the reticle R with uniform illuminance. The I-noticle R is placed on the 1-noticle stage RS, and is positioned so that the center point of the pattern area PA coincides with the optical axis AX. Furthermore, l
The initial setting of the noticle R is based on the mark detection signal from the 1/ticle alignment system (not shown) that charges and detects the alignment mark provided around the 1/ticle.
This is done by slightly moving the nozzle stage RS. Here, the mirror 3 has a reflectance of 90% or more for the illumination light 12 in the exposure wavelength range.7 In this embodiment, the reflected light generated from the wafer W by the illumination light IL is 3 via PIN721-)-
The light is configured to be incident on a photodetector (reflection amount monitor) 10 such as a diode. The reflection jl monitor 10 emits the reflected light and sends the light information (intensity value) R3 to the main control system 20r.
This information R3 becomes basic data for correcting EGA data in the main control system 20 (details will be described later).

さて、バタ・−ン領域pA1通過した照明光ILは、両
側プレ1Zン1〜リツクな投影レンズPLに入射し、投
影1ノンズP1.は1/チクルRの回路パターンの投影
像を表面に1/シスト層が形成さitたウェハW」−の
1つのショット領域に重ね合わゼて桟′彫(結像)する
。ウェハWにはシ(ツl−領域と一定の位置関係下近傍
の位置にアライメントマーク(回折格子マーク)WMx
、WMy(WMyのみ図示)が形成ざわる。投影レンズ
P Lは照明光ILの波長に関して良好に色収差補正さ
ね、その波長のもとてレチクルRとウェハWどは互いに
共役(ζなるように配置される。また実施例において照
明光lLはケーラー照明であり、投影1メンズPLの暗
Ep内の中心に光源像として結像さメする。ウェハWは
ウェハホルダ7に真空吸着さ第16、このホルダ7を介
して駆動子−タ9によりステップ・アンドーリビードブ
j式で2次元移動するウェハステージWSに載置されτ
いる。ウェハステージWSは、ウェハW土の一つのショ
ット領域に対する1ノチクルRの転写露光が終了すると
、次のシヨ・ント位置末でステッピングざ第1る。ウェ
ハステージWSの2次元的な位置は光波干渉測長器(レ
ーザ干渉側)8によって、例えば0.01/)、t+程
度の分解能で常時検出される。末fS5ウェハステージ
WS上には照射I1.千ニタ(例えば投影1/ンズP 
I−4のイメージフィールド、もしくは1/チクルパタ
ーンの投影領域と(、天ぼ同じ面積の受光面11た光電
検出器)6も設ζづられており、照射量に関する情報L
Sも↑制御系20に送られ、EGAデータの補正のため
の基礎データとなっている。
Now, the illumination light IL that has passed through the batten area pA1 is incident on both sides of the projection lens PL, which is connected to the projection lens P1. The projected image of the circuit pattern of 1/ticle R is superimposed on one shot area of the wafer W on which the 1/cyst layer is formed on the surface, and a beam is carved (imaged). On the wafer W, an alignment mark (diffraction grating mark) WMx is located near the wafer W in a constant positional relationship with the area.
, WMy (only WMy is shown) are formed. The projection lens PL properly corrects chromatic aberration with respect to the wavelength of the illumination light IL, and the reticle R and the wafer W are arranged so that they are conjugate (ζ) to each other under that wavelength. This is Koehler illumination, and a light source image is formed at the center of the dark Ep of the projection 1 PL.The wafer W is vacuum-adsorbed to the wafer holder 7, and is stepped through the holder 7 by the driver 9.・The wafer stage WS is placed on a wafer stage WS that moves two-dimensionally in an Andori bead type.
There is. When the transfer exposure of one notch R to one shot area of the wafer W is completed, the wafer stage WS starts stepping at the end of the next shot position. The two-dimensional position of wafer stage WS is constantly detected by optical interference length measuring device (laser interference side) 8 with a resolution of, for example, 0.01/), t+. At the end of fS5, irradiation I1. 1,000 units (for example, projection 1/units P
An image field of I-4 or a projection area of 1/ticle pattern (a photoelectric detector with a light-receiving surface 11 having the same area as the sky) 6 is also set up, and information L regarding the irradiation amount is provided.
S is also sent to the control system 20 and serves as basic data for correcting the EGA data.

第2図は、ウェハW J二のショット領域SAどウエハ
マ・−りWMx、WIWIyどの配置を示す平面図であ
り、各ショット領域S AはX方向、Y方向に伸びた細
い布状のスクライブ領域CLによって区画されている。
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the shot areas SA, wafer WMx, and WIWIy on the wafer WJ2, and each shot area SA is a thin cloth-like scribe area extending in the X and Y directions. It is divided by CL.

また、各ショット領域SAは露光装置においてl/ヂク
ルR1の回路パターン領域が1回で投影露光さね、る大
きさに対応している。
Further, each shot area SA corresponds to a size that allows a circuit pattern area of 1/dicle R1 to be projected and exposed in one exposure in the exposure apparatus.

以下に本実施例の露光装置におりるアライメント系の構
成について述べる。本露光装RJよ、第1図に示すとお
りEGA計測に用いられるスルーザレンズ(Throu
gh The Lense; T T L)方式のアラ
イメント系(11〜18)を備えている。本実施例では
、マスクやレチクルに設けられた位置合せ用のマークは
検出せず、専らウェハ上のショット領域に附随したマー
クのみを投影レンズを介して直接観察又は検出するもの
である。
The configuration of the alignment system included in the exposure apparatus of this embodiment will be described below. This exposure system RJ, as shown in Figure 1, is a through-the-lens used for EGA measurement.
It is equipped with alignment systems (11 to 18) of the gh The Lense; T T L) type. In this embodiment, alignment marks provided on a mask or reticle are not detected, and only marks attached to a shot area on a wafer are directly observed or detected through a projection lens.

また、本アライメント系では以下のようなマーク検出方
式が用いられている。すなわ−ち、ウェハ上に形成され
た一次元の回折格子マークに対して2方向からコヒーレ
ントな平行ビームを照射し回折格子マーク上に1次元の
干渉縞を作り、この干渉縞の照射によって回折格子マー
クから発生する回折光(干渉光)の強度を光電検出する
ものである0本実施例では、特に2方向からの平行ビー
ムに一定の周波数差を与えるヘテロダイン法を採用する
ものとし、ウェハ上の回折格子マークからの干渉光をビ
ート周波数で強度変調させて検出した光電信号(光ビー
ト信号)と、2本の送光ビームから別途作成された参照
用干渉光の光ビート信号との位相差(±180°以内)
を求めることで、格子ピッチPの±P/4以内の位置ず
れを検出する。
In addition, the following mark detection method is used in this alignment system. In other words, a one-dimensional diffraction grating mark formed on a wafer is irradiated with coherent parallel beams from two directions to create one-dimensional interference fringes on the diffraction grating mark, and the irradiation of these interference fringes causes diffraction. In this embodiment, which photoelectrically detects the intensity of diffracted light (interference light) generated from a grating mark, a heterodyne method is adopted that gives a certain frequency difference to parallel beams from two directions, and The phase difference between the photoelectric signal (optical beat signal) detected by intensity modulating the interference light from the diffraction grating mark at the beat frequency and the optical beat signal of the reference interference light separately created from the two transmitted light beams. (within ±180°)
By determining this, a positional deviation within ±P/4 of the grating pitch P is detected.

このような方式のアライメント系(以下、LaserI
nterferometric Alignment:
L I A系と呼ぶ)は、極めて高分解能なマーク位置
検出が可能であるが、予め2本の平行ビームによって作
られる干渉縞に対して±P/4以内に回折格子マークを
位置決めしておく必要がある。
This type of alignment system (hereinafter referred to as Laser I
interferometric alignment:
The LIA system (referred to as the LIA system) is capable of extremely high-resolution mark position detection, but it is necessary to position the diffraction grating mark in advance within ±P/4 with respect to the interference fringes created by two parallel beams. There is a need.

このため本実施例では、投影レンズPLと別設され、専
らウェハW上のアライメントマークのみを検出するオフ
・アクシス方式のウェハ・アライメント系21が設けら
れている。ウェハ・アライメント系21はウェハWのグ
ローバル・アライメントを行うものである。例えばレジ
スト層に対して極めて感度が低く、マーク検出に必要な
波長域に対してブロードなスペクトル分布がある、もし
くは複数の峻鋭なスペクトルがある照明光をウェハW上
のアライメントマークに照射し、指標板の指標マーク(
不図示)と共に指標板に再結像されるアライメントマー
クの像を撮像素子(ITV。
For this reason, in this embodiment, an off-axis type wafer alignment system 21 is provided separately from the projection lens PL and exclusively detects the alignment mark on the wafer W. The wafer alignment system 21 performs global alignment of the wafer W. For example, the alignment mark on the wafer W is irradiated with illumination light that has extremely low sensitivity to the resist layer and has a broad spectral distribution in the wavelength range necessary for mark detection, or has multiple sharp spectra. The index mark on the index board (
An image pickup device (ITV) captures the image of the alignment mark which is re-imaged on the index plate together with the image sensor (not shown).

CCDカメラ等)の受光面上に結像させることにより、
指標マークに対するアライメントマークのずれ量を求め
るものである。
By forming an image on the light receiving surface of a CCD camera, etc.
This is to find the amount of deviation of the alignment mark with respect to the index mark.

さて、LIA系の構成等については、例えば特開昭61
−215905号公報や特開昭62−56818号公報
に開示されているので、ここでは簡単に説明する。尚、
実際にはショット領域に付随したウェハマークWMx、
WMyの各々に対応して2組のLIA系が設けられてい
るが、ここではY方向のマーク位置を検出するLIA系
についてのみ説明する。X方向のマーク位置を検出する
もう1組のLIA系についてはミラーM2に対応するミ
ラーM2″のみ図示しておく。レーザ光源1 (例えば
波長633nmのHe−N eレーザ)から発振された
直線偏光のレーザビームLBは、2組の音響光学変調器
(以下、AOMと呼ぶが、光導波路でも良い)や半面ビ
ームスプリッタ−等を含む2光束周波数シフター12に
入射する。2組のAOMは、それぞれ周波数f+、f2
 (f2=fr−△f)の高周波信号SFI、SF2で
ドライブされ、その周波数f、、f2て決る回折角たけ
偏向された1次光をビームLB、、LB2として出力す
る。さらに、LIA系の瞳面もしくはその近傍に配置さ
れ、接合面の半分に全反射ミラーが蒸着された半面ビー
ムスプリッタ−において、ビームLB工、LB2は所定
量たけ間隔をあけて互いにほぼ平行となるように合成さ
れる。これによって2本のビームLB、、LB2の主光
線は互いに平行になると共に、LIA系の光軸を挟んで
対称的に位置するようになる。
Now, regarding the configuration of the LIA system, etc., for example,
Since it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 215905 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-56818, it will be briefly explained here. still,
Actually, the wafer mark WMx attached to the shot area,
Although two sets of LIA systems are provided corresponding to each of WMy, only the LIA system that detects the mark position in the Y direction will be described here. Regarding the other set of LIA systems that detect the mark position in the X direction, only the mirror M2'' corresponding to the mirror M2 is illustrated.Linearly polarized light oscillated from the laser light source 1 (for example, a He-Ne laser with a wavelength of 633 nm) The laser beam LB enters a two-beam frequency shifter 12 that includes two sets of acousto-optic modulators (hereinafter referred to as AOMs, but optical waveguides may also be used), half-plane beam splitters, etc. Frequency f+, f2
The first-order light beams are driven by high-frequency signals SFI and SF2 of (f2=fr-Δf) and are deflected by a diffraction angle determined by the frequency f, . . . f2 as beams LB, LB2. Furthermore, in a half-plane beam splitter that is placed at or near the pupil plane of the LIA system and has a total reflection mirror deposited on half of the cemented surface, the beams LB and LB2 are spaced apart by a predetermined distance and are almost parallel to each other. It is synthesized as follows. As a result, the chief rays of the two beams LB, LB2 become parallel to each other and are positioned symmetrically across the optical axis of the LIA system.

2光束周波数シフター12から主光線を平行にして射出
した周波数差△fの2本のビームLB、(周波数r+)
とLB2(同f、)とは、ビームスプリッタ−BSによ
り途中で一部が参照信号作成部の光電検出器14の方へ
分岐される。ビームスプリッタ−BSで反射される2本
のビームL B + 、 L B 2は、不図示のレン
ズ系(逆フーリエ変換レンズ)を介して、装置上で固定
されている参照用回折格子13に異なる2方向から平行
光束となって所定の交差角Oで大剣し結像(交差)する
。光電検出器14は2分割受光素子を有し、例えば参照
用回折格子13を通過したビームLB、の0次光と、こ
れと同軸に進むビーム13B、の(−1次回折光との干
渉光、及びビームLB、の一1次回折光と、これと同軸
に進むビーム1.、B2の0次光との干渉光を、それぞ
れ独立に受光(光電変換)する。それら2・つの干渉光
の強度に応じた正弦波状の光電信号は不図示のアンプに
よって加算さ第1、この結果書られる光電信号SRは、
ビームLBhLB、の差周波数△fに比例した周波数ど
なり、光ビート信号となる。ここでは、参照用回折格子
13の格子ピッチが、ビームLB、、LB2によっ1作
られる干ぞ小組のビッヂと等しくなるように定められて
いる。
Two beams LB with a frequency difference △f are emitted from the two-beam frequency shifter 12 with the principal rays parallel, (frequency r+)
and LB2 (f) are partially branched to the photoelectric detector 14 of the reference signal generation section by the beam splitter BS. The two beams L B + and L B 2 reflected by the beam splitter BS are sent to different reference diffraction gratings 13 fixed on the device via a lens system (inverse Fourier transform lens) not shown. Parallel light beams from two directions form a large sword at a predetermined intersection angle O and form an image (intersect). The photoelectric detector 14 has a two-split light-receiving element, and for example, interference light between the 0th-order light of the beam LB that has passed through the reference diffraction grating 13 and the -1st-order diffracted light of the beam 13B that travels coaxially therewith, The interference light of the 1st-order diffracted light of beams 1 and LB and the 0-order light of beams 1 and B2 traveling coaxially therewith is received (photoelectrically converted) independently.The intensity of these two interference lights is The corresponding sinusoidal photoelectric signals are added by an amplifier (not shown), and the photoelectric signal SR written as a result is:
A frequency roar proportional to the difference frequency Δf between the beams LBhLB, becomes an optical beat signal. Here, the grating pitch of the reference diffraction grating 13 is determined to be equal to the pitch of the grid set made by the beams LB, LB2.

方、ビームスプリッタ−BSを通過した2大の直線偏光
(例オばS偏光)のビームI、B1.LB2は、ウェハ
Wと共役な位置1−″、配装された視野絞りAPを通り
、偏光ビームスプリッタ−15で反射さj″Lだ後、1
74波長板16により円偏光に変換されてアライメント
用のテlノセントリックな対物レンズ17に達する。2
木のビーム[−B + 、 i。
On the other hand, two linearly polarized (for example, S-polarized) beams I, B1. LB2 passes through a field stop AP arranged at a position 1-'' conjugate with the wafer W, is reflected by a polarizing beam splitter 15, and then
The light is converted into circularly polarized light by a 74-wave plate 16 and reaches a telnocentric objective lens 17 for alignment. 2
Wooden beam [−B + , i.

B2  (円偏光)は対物レンズ17の焦点で一度交差
1ノた後、ミラーM、、M2を介して投影レンズPLに
入射する。さら1.Z投影レンズPLの瞳面Epもしく
はその近傍において、ビームL B 1. I−82は
一度スポット状に集光し、各スポットは瞳中心(光#1
AX)を挾んでほぼ対称となフて瞳面Epを通過する。
B2 (circularly polarized light) crosses once at the focal point of the objective lens 17 and then enters the projection lens PL via mirrors M, M2. Further 1. At or near the pupil plane Ep of the Z projection lens PL, the beam L B 1. I-82 is once focused into a spot, and each spot is centered on the pupil (light #1
AX) and passes through the pupil plane Ep almost symmetrically.

投影レンズPi−を射出lノた2木のビームLB、、L
B、(円偏光)は、第2図に示すようにウェハマークW
Mの格子配列方向(Y方向)に関17て光軸AXを挟ん
で互いに対称的な角度で傾いた属性光束となって、ウェ
ハマークWMy上に異なる2方自から交差角θて入射し
結像(交差)する、尚、瞳面Epにおいて光軸AXを挟
んで略点対称となるように形成されるビームLB、。
Two beams LB, L are emitted from the projection lens Pi.
B, (circularly polarized light) is a wafer mark W as shown in FIG.
With respect to the lattice arrangement direction (Y direction) of M, the attribute light beams are tilted at mutually symmetrical angles across the optical axis AX, and are incident on the wafer mark WMy from two different directions at an intersection angle θ and are condensed. The beam LB is formed to be substantially point symmetrical with respect to the optical axis AX on both sides of the optical axis AX in the pupil plane Ep.

1、、 B 2の各スボッ1−を結ぶ直線の方向と、ウ
ェハマークWM31の銘了配列方向(Y方向)とは略−
致している。
The direction of the straight line connecting each sub-box 1- of 1, B2 and the direction of marking arrangement of wafer marks WM31 (Y direction) are approximately -
We are doing so.

さτ、ビームL B r 、 L B 2が所定の交差
角OでウェハマークWMy上に入射すると(第3図)、
ビームL B 、 、 L、、 B 、か交差している
空間領域内で光軸AXと垂直lQ(任意の面内(ウェハ
而)には、格子ビッヂPに対して1 / m倍(mは整
数)のビッヂp’  (木実流側ではP’ =r’/2
)で1次元の干渉縞か作られることになる。この干渉縞
はY方向にビーム+−B 、。!、B、の差周波数Δf
に対応して移動(流れる)することになり、その速度V
は、■・−△f −P’ なる関係式で表される。
When the beams L B r and L B 2 are incident on the wafer mark WMy at a predetermined crossing angle O (Fig. 3),
In the spatial region where the beams L B , , L, , B intersect, the optical axis AX and perpendicular lQ (in any plane (wafer), 1 / m times (m is integer) bitp'(P' = r'/2 on the wood grain side)
), one-dimensional interference fringes are created. This interference fringe causes the beam +-B, in the Y direction. ! , B, difference frequency Δf
It will move (flow) corresponding to the velocity V
is expressed by the relational expression ■・−△f−P′.

従フで、ビームLB、、LB2(円偏光)か叩射される
と、マークWMyからは光軸AX上1.:沿って進行す
る士1次回折光(干渉光)BTI、が発生し、この干渉
光BTLは干渉縞の移動(、:′よ)て明暗の変化を周
期的1ζ繰り返すビー!・波面を持つ。干渉光BTLは
再び投影レンズPL1対物1/ンズ17を通り、174
波長板16によりp偏光に変換されたのち、偏光ビーム
スプリッタ−15を通過して投影1ノンズP Lの瞳面
Epどほば共役な面に配置された空間フィルターFTを
介して光電検出器18により受光される。充電検出器1
8は干渉光13TLの強度に応じた光電イ3号5D4−
発生し、この光電イ3号SDは干渉縞の川明変化の周期
(、:応17か正弦波状の交流イス号(先ビート信号)
SDとジノって位相検出部191ζ出ノJされる。
When the beams LB, LB2 (circularly polarized light) are emitted from the secondary beam, the beams LB, LB2 (circularly polarized light) are emitted from the mark WMy by 1. 1st-order diffracted light (interference light) BTI is generated as it travels along the path, and this interference light BTL repeats periodic 1ζ changes in brightness and darkness due to the movement of interference fringes (, :').・Has a wave front. The interference light BTL passes through the projection lens PL1 and the objective 1/lens 17 again,
After being converted into p-polarized light by the wave plate 16, it passes through the polarizing beam splitter 15 and is transmitted to the photoelectric detector 18 via a spatial filter FT arranged on a plane that is approximately conjugate to the pupil plane Ep of the projection lens PL. The light is received by Charging detector 1
8 is a photoelectric power supply No. 3 5D4- according to the intensity of the interference light 13TL.
This photoelectric No. 3 SD is the cycle of the change in interference fringes (,: 17 or 17, or the sine wave-like AC No. 3 SD (previous beat signal).
SD and ZIN are output from the phase detection section 191ζ.

位相検出部19は光電検出器18からの光ビー]・信号
SDど、参照信号として光電検出器14h)ら出力され
る光ビー)(X号SRとを入力し、ビー、1・・信号S
Rを基準どした量信号SR,,”l)の波形上の位相差
△ψを求める。この位相差△ψ(±180°)は、ウェ
ハマークwMyのヨ二P/4内の位置ずれ量に一義的1
ζ対応しでおり、その位置ずれえ△Yを次式により算出
する、 P  △ψ △ Y −−・ □ 2  2 π ここて、ウェハマークWM31のピッチPを8μmとし
、位相検出部19の位相検出の分割能が0.2°である
ものとするど、位置ずれの計測分解能は0゜0022μ
mにもなる。実際にはノイズ等の影響も受けるため、実
用的な計測分解能はo、oiμm(位相で0.9°)程
度になる。
The phase detection unit 19 inputs the light beam from the photoelectric detector 18], the signal SD, and the light beam outputted from the photoelectric detector 14h as a reference signal (X SR), and outputs the light beam, signal SD, etc.
Find the phase difference △ψ on the waveform of the quantity signal SR,,"l) with R as the reference. This phase difference △ψ (±180°) is the positional deviation amount of the wafer mark wMy within the horizontal P/4. Unique to 1
ζ, and its positional deviation ΔY is calculated using the following formula: Assuming that the detection resolution is 0.2°, the measurement resolution of positional deviation is 0°0022μ
It also becomes m. In reality, since it is affected by noise and the like, the practical measurement resolution is about o, oi μm (0.9° in phase).

主制御系20は、位相検出部19からの位相差情報(位
置ずれ量)とレーザ干渉計8からの位置情報とから求ま
るマーク位置に基づいてEGA演算を行い、このEGA
データ及び照射量モニタ6、反射量モニタ10からのデ
ータLS、RSに応じてモータ9をサーボ制御し、ウェ
ハW上のショット領域を順次所定位置に位置決めする他
、露光装置全体を統括制御する。
The main control system 20 performs EGA calculation based on the mark position found from the phase difference information (positional deviation amount) from the phase detection section 19 and the position information from the laser interferometer 8.
The motor 9 is servo-controlled in accordance with the data and data LS and RS from the irradiation monitor 6 and the reflection monitor 10 to sequentially position the shot areas on the wafer W at predetermined positions, as well as to control the entire exposure apparatus.

次にEGAアライメントに関する動作について説明する
Next, the operation related to EGA alignment will be explained.

第1にウェハ・アライメント系21によるプリアライメ
ントを行う。まず、ウェハWの外周付近で、且つウェハ
センタに関して左右(Y軸)対称な位置に形成された2
個のショット領域(例えば第2図中のSA l、 S 
A2 )のY方向の位置を検出する。さらに、ウェハW
の外周付近で、且つ上記2個のショット領域SA、%S
A2からほぼ等距離にあるショット領域SA、のX方向
の位置を検出する。そして、主制御系20はこれら3つ
のショット領域の位置情報に基づいて、座標系XYに対
するウェハWの位置ずれ量(回転誤差を含む)を算出し
、その位置ずれ量に応じてウェハWのプリアライメント
を行う、これより、ショット領域の配列圧PA(設計値
)に従ってウェハステージをステッピングさせれば、常
にウェハマークWM x、W M yはビームLBI、
LB2  (干渉縞)に対して±P/4内に位置決めさ
れることになる。
First, pre-alignment is performed by the wafer alignment system 21. First, two holes are formed near the outer circumference of the wafer W and at positions symmetrical to the left and right (Y axis) with respect to the wafer center.
shot areas (for example, SA l, S in Fig. 2)
Detect the position of A2) in the Y direction. Furthermore, the wafer W
Near the outer periphery of and the above two shot areas SA, %S
The position of shot area SA, which is approximately equidistant from A2, in the X direction is detected. Then, the main control system 20 calculates the amount of positional deviation (including rotational error) of the wafer W with respect to the coordinate system Perform alignment. From this, if the wafer stage is stepped according to the alignment pressure PA (design value) of the shot area, the wafer marks WM x, W M y will always be aligned with the beam LBI,
It will be positioned within ±P/4 with respect to LB2 (interference fringes).

この際、例えば露光後の各種プロセスによりウェハWの
伸!1ii(ランアウト)が生じ、スケーリング誤差が
太くなると、上記配列座標に従ってウェハステージをス
テッピングさせても、ビームLBl、LB2に対してウ
ェハマークWMx、WMyをその±P/4内に位置決め
することはできない。
At this time, for example, the wafer W may be stretched by various processes after exposure. 1ii (runout) occurs and the scaling error increases, even if the wafer stage is stepped according to the above array coordinates, it is not possible to position the wafer marks WMx and WMy within ±P/4 of the beams LBl and LB2. .

そこでこのような場合には、再度ウェハ・アライメント
系21を用いてウェハW上の少なくとも2個のショット
Fg標値(x、y方向の位置)を計測する。この時、ウ
ェハWの表面荒れ等によるランダム誤差のため、計測不
可能若しくは計測結果が疑わしいショット領域SAに関
しては、再度計測を行うか、或いは改めてその近傍のシ
ョット領域SAの計測を行うようにする。そして、この
計測結果に基づいてショット領域の配列座標(設計値)
に補正を加え、新たにこの位置情報を配列マツプとして
言己憶すれば良し)、これによってスケーリング誤差が
除去されることになり、上記配列マツプに従ってウェハ
ステージWSをステッピングさせれば、常にウェハマー
クWMx、WMyはビームL B r 、 L B 2
に対して±P/4内に位置決めされる。尚、プリアライ
メント動作での計測結果(マーク位置情報)を利用して
配列マツプを算出しても良く、この場合には配列マツプ
の算出精度を向上させることができるか、或いは計測す
べきショット領域SAの数を減らすことができる。
In such a case, the wafer alignment system 21 is used again to measure at least two shot Fg target values (positions in the x and y directions) on the wafer W. At this time, if the shot area SA cannot be measured or the measurement result is questionable due to random errors due to surface roughness of the wafer W, the measurement is performed again, or the shot area SA in the vicinity is measured again. . Then, based on this measurement result, the array coordinates (design values) of the shot area are
, and memorize this new position information as an array map), this will remove the scaling error, and if the wafer stage WS is stepped according to the array map, the wafer mark will always be WMx, WMy are beams L B r , L B 2
It is positioned within ±P/4 with respect to. Note that the alignment map may be calculated using the measurement results (mark position information) in the pre-alignment operation. In this case, it is possible to improve the calculation accuracy of the alignment map, or to determine the shot area to be measured. The number of SAs can be reduced.

第2にLIA系を用いてEGA計測、すなわちウェハW
の中心及びその外周付近に位置する複数個(5〜10個
程度)のショット領域SAのサンプル・アライメントを
実行する。そこで、設計上のショット領域の配列座標値
(もしくは先に述べた配列マツプ)に基づいて、ウェハ
ステージWSをステッピングさせ、座標値を計測すべき
ショット領域のウェハマークWMYを、ビームしB、L
B2に対して士P/4内に位置決めする。次に、ビーム
L B l、L B 2をウェハマークWMyに蕪射し
、ウェハマークWMyから発生する回折光BTLを光電
検出器18により受光する。位相検出部19は、光電検
出器18からの光ビート信号SDと光電検出器14から
の光ビート信号(参照信号)SRとを入力し、両信号S
D、SRの位相差△ψ(±180度)を検出し、このP
/2内の位相差△ψからウェハマークWMyの位置すれ
量△Yを求める。以下、上記動作を繰り返し行うことに
よりて選択した全てのショット領域のサンプル・アライ
メントを行い、しかる後主制御系20は統計的手法によ
りショット配列を算出する(EGA演算)。これより、
LIA系によるEGA計測が完了する。
Second, EGA measurement using the LIA system, that is, wafer W
Sample alignment is performed for a plurality of (approximately 5 to 10) shot areas SA located near the center and the outer periphery of the area SA. Therefore, based on the designed array coordinate values of the shot area (or the array map mentioned above), the wafer stage WS is stepped, and the wafer marks WMY of the shot area whose coordinate values are to be measured are beamed to B, L.
Position within distance P/4 with respect to B2. Next, the beams L B 1 and L B 2 are directed onto the wafer mark WMy, and the photoelectric detector 18 receives the diffracted light BTL generated from the wafer mark WMy. The phase detection section 19 inputs the optical beat signal SD from the photoelectric detector 18 and the optical beat signal (reference signal) SR from the photoelectric detector 14, and receives both signals S.
The phase difference △ψ (±180 degrees) between D and SR is detected, and this P
The positional deviation amount ΔY of the wafer mark WMy is determined from the phase difference Δψ within /2. Thereafter, the above operation is repeated to perform sample alignment of all the selected shot areas, and then the main control system 20 calculates the shot arrangement by a statistical method (EGA calculation). Than this,
EGA measurement using the LIA system is completed.

従来の露光装置では以上のアライメント過程で算出した
チップ配列座標(EGAデータ)に従って、主制御系2
0によりウェハステージWSをスチッピングさせ、レチ
クルパターンの投影像どショット領域SAとを重ねあわ
せて露光を行う。
In conventional exposure equipment, the main control system 2
0, the wafer stage WS is stepped, and exposure is performed by overlapping the projected image of the reticle pattern with the shot area SA.

尚、レチクルパターンの投影像とショット領域との相対
的な回転誤差については、EGA演算から求めまるウェ
ハローテーション量とほぼ同じ量た6づレチクルRを回
申云させてその誤差を1.沃ぼτとすることが望ましい
Regarding the relative rotational error between the projected image of the reticle pattern and the shot area, the reticle R is rotated by an amount approximately equal to the wafer rotation amount obtained from the EGA calculation, and the error is reduced by 1. It is desirable to set it to τ.

本発明に係る露光装置では上記のアライメント過程へ以
下のような過程を新たに加えることで、より高精度t2
重ね合せを可能どしたものである。
In the exposure apparatus according to the present invention, by newly adding the following process to the above alignment process, higher precision t2 can be achieved.
This allows superimposition.

すなわち、本実施例では、照射量千二タロ及び、反射員
千ニタ10からなる照射量測定手段により、重ね合せ露
光時のウェハW、ウェハホルダー7の伸びを求め、先に
算出したEGAデータを補正手段により補正するもので
ある。
That is, in this embodiment, the elongation of the wafer W and the wafer holder 7 during overlapping exposure is determined using the irradiance measuring means consisting of a 1,200 yen dose and a 10,000 yen reflector, and the previously calculated EGA data is used. This is corrected by a correction means.

以下、図によってより詳細に説明を行なう。第4図は従
来の露光装置を用いた場合で、重ね8′t!露光時にス
ケーリングが生じないど仮定したものである。第4図(
a)はウェハWに、3行×3列の9シ1ツI・領域のI
Sl、露光を行なったものを示す。ここで実線の四角で
囲まれた部分がl5tff光シヨツト領域24である。
A more detailed explanation will be given below with reference to the drawings. FIG. 4 shows the case where a conventional exposure device is used, and the overlap is 8't! This is based on the assumption that no scaling occurs during exposure. Figure 4 (
a) is a wafer W with 9 sheets and 1 region of 3 rows and 3 columns.
Sl indicates what was exposed. Here, the area surrounded by the solid square is the l5tff light shot area 24.

第4図(b)は(a)のウェハWが各種プロセスを経て
スケーリングか生じ、ショット間隔が広がった状態であ
る。−点訳線で示した部分は、2 n dg先光前EG
A計測によフて求めたショット領域の配列座標23であ
る。2nd露光は、この座標に従って行われるので、図
に示すように、IS(、tF光ショット頓ぢ;24と2
nd露光シヨツト領域25は、完全に重なる(ショット
センタが一致する)事となる。
FIG. 4(b) shows a state in which the wafer W in FIG. 4(a) undergoes scaling through various processes, and the shot interval is widened. - The part indicated by the Braille translation line is 2 n dg before light EG
This is the array coordinate 23 of the shot area determined by A measurement. The 2nd exposure is performed according to these coordinates, so as shown in the figure, IS (, tF light shot start; 24 and 2
The nd exposure shot areas 25 completely overlap (the shot centers coincide).

次に、第5図は従速の露光装置を用いた場合で、2 n
 dg先光時スゲ−リングを想定したものである。第5
図(a)はウェハW1ζ3行×3列の9シヨツト領域の
I S ’l−露光を行ない、名種プロセスを経たもの
である。ここで26は1st露光ショット領域、27は
1st露光のショット・配列座標を示す6第5図(1)
)は(a)のウェハに対し2 nd露光光行なったもの
である。図に誇張して示しているように2 n 4g光
中にウェハW、ウェハボルダ7が伸びたため、1 st
、 H光ショッ[・領域が(a)の時と比へ移動し、シ
ョット・間隔が広がって実線の四角26T示される位置
となる。、また、2nd露光は、2nd露光前のE G
 A H測によって求めたショット配列座標28に従っ
て行わねるため、2nrJ露光シ9ツ[・領域は、図の
点線の四角29で示される位置となる。このように2n
d露光時に、つ孔ハW及びつLハホルダ7が伸びるど、
正確j、′″EGA計測を行なっても、1 stl$光
シ(ツ)・領域26と2nd露光シヨツト・領域29ど
の間にズ1ノが生じてしまう。このズレ量(照射〕−ネ
ルギーjこよるスケーリング量に対応し・ている)は図
の中で矢印30によってその向きと大きさが示されてい
る。また、この重ね合せ誤差は図で示す様にスゲ−リン
グエラーとなる。
Next, FIG. 5 shows the case where a speed-dependent exposure device is used, and 2 n
This is based on the assumption that dg will occur when light is ahead. Fifth
In Figure (a), IS'l-exposure of 9 shot areas of 3 rows and 3 columns of wafer W1ζ was performed and the process was completed. Here, 26 indicates the 1st exposure shot area, and 27 indicates the shot/array coordinates of the 1st exposure. 6 Figure 5 (1)
) is the result of performing 2nd exposure on the wafer in (a). As exaggeratedly shown in the figure, the wafer W and wafer boulder 7 extended into the 2n4g light, so the 1st
, the H light shot area moves to a ratio compared to the case of (a), and the shot interval widens to the position shown by the solid line square 26T. , and the 2nd exposure is E G before the 2nd exposure.
Since it cannot be carried out according to the shot array coordinates 28 determined by the AH measurement, the 2nrJ exposure area is at the position indicated by the dotted square 29 in the figure. Like this 2n
dDuring exposure, the hole W and hole holder 7 extend,
Even if accurate EGA measurement is performed, a gap will occur between the 1 stl$ light shot area 26 and the 2nd exposure shot area 29.This deviation amount (irradiation) - energy j (corresponding to this amount of scaling) is shown in the figure by an arrow 30 in its direction and magnitude.In addition, this overlay error becomes a scaling error as shown in the figure.

次に本発明の皿ね合せ露光法を第6図を使い説明する。Next, the disc alignment exposure method of the present invention will be explained using FIG.

第6図(a)は、ウェハWに3行×3列の9シヨツト領
域の1st露光を行ない、各種プロセスを紅たものであ
る。ここで31は1st露光シ姐ツト・領域、32は2
nd露光前のIEGA削測による1s14露光のショッ
ト配列座標を示す8ここで、2nd露光を実施する前に
、2nd露光1時の熱によるつ、′l−ハW及びウェハ
ボルダ7の伸びを、ウニへ上での照射エネルギー量とウ
ェハからの反射光景(反対案)とに基づいて計算する。
FIG. 6(a) shows the various processes in which the first exposure of nine shot areas of 3 rows by 3 columns is performed on the wafer W. Here, 31 is the 1st exposure shot/area, and 32 is the 2nd exposure area.
8 shows the shot arrangement coordinates of 1s14 exposure by IEGA cutting before 2nd exposure. The calculation is based on the amount of energy irradiated on the wafer and the reflected image from the wafer (opposite plan).

照射エネルギー量は本発明の入射量測定手段である前述
の照射量(ニタ6により求める。照射量(ニタ6はウニ
ハスΣ−ジWSJ二にであって、投影レンズPI−のイ
メージフィールドと(、Hぼ等しい口径の受光面をもっ
た]な1へセルである。つTハステーシW Sを駆動モ
・−タ9により移動さゼることで、照射量モニタ6苓・
投影レンズPI−のほぼ中心部へjxり込み、ウゴハW
上に照射される露光光ILの全てを受光して光電検出し
、1ノチクルR等を介してウェハW上に到達する露光光
I Lの照射量を算出する。照射量は照明光強度、1.
・ヂクルRの透過率、レチクルR上のクロムバタ・=−
ン占有率、可変ブラインド2aの大ぎざ等に依存するも
のである。
The amount of irradiation energy is determined by the above-mentioned irradiation amount measuring means of the present invention. It has a light-receiving surface with an aperture approximately equal to H. By moving the T-station WS using the drive motor 9, the irradiance monitor 6 and
Jx penetrates almost into the center of the projection lens PI-, and the Ugoha W
All of the exposure light IL irradiated onto the wafer W is received and photoelectrically detected, and the irradiation amount of the exposure light IL that reaches the wafer W via the first notch R etc. is calculated. The irradiation amount is the illumination light intensity, 1.
・Transmittance of Dikuru R, chrome butter on reticle R・=-
This depends on the window occupancy rate, the serrations of the variable blind 2a, etc.

また、ウェハWからの反射量(もしくはその反射量)は
本発明の反射員測定手段である前述の反l量モニタ10
により求める。反射量モニタ10は、投影レンズPLの
結像位置(ウニ八表面)からの反射光量の全てないし一
部を光電検出するものであり、2種類の既知の反射率を
持つ反射面について、反射光量を予め計測しておく事に
より、反射率が未知である所望のウェハにおいても、そ
の反射率を求める事が出来る。
Further, the amount of reflection from the wafer W (or its amount of reflection) is measured by the above-mentioned reflection amount monitor 10 which is the reflector measurement means of the present invention.
Find it by The reflection amount monitor 10 photoelectrically detects all or a part of the amount of reflected light from the imaging position (surface of the sea urchin) of the projection lens PL. By measuring in advance, it is possible to obtain the reflectance of a desired wafer whose reflectance is unknown.

具体的には、投影レンズPLの結像面内に高反射率のも
の(α%)、例えばベースライン計測等のためにウェハ
ステージWS上に配置された基準部材(ガラス基板であ
って、基準マークとともに一部にクロム等で形成された
反射面を持っている)と、低反射率のもの(β%)、例
えば照射量モニタ6の表面(ディテクターの受光面)と
を順次配置する。しかる後、露光光ILの照射によりそ
れら表面から発生する反射光を反射量モニタ10で光電
検出して、その反射光量に応じた圧力電圧値V、、V2
を求める。そして、この検出結果から反射率γと出力電
圧値Vとのリニアな関係、すなわち γ==(α−β)/ (Vl −v2 )×vなる関係
式(−次間数)を算出し、不図示のメモリに記憶する。
Specifically, a material with high reflectance (α%) is placed in the imaging plane of the projection lens PL, for example, a reference member (a glass substrate, a reference member) placed on the wafer stage WS for baseline measurement, etc. Along with the mark, a part having a reflective surface made of chromium or the like) and one having a low reflectance (β%), for example, the surface of the irradiance monitor 6 (the light receiving surface of the detector) are arranged in sequence. Thereafter, the reflection amount monitor 10 photoelectrically detects the reflected light generated from these surfaces by the irradiation of the exposure light IL, and the pressure voltage values V, , V2 are determined according to the amount of reflected light.
seek. Then, from this detection result, a linear relationship between the reflectance γ and the output voltage value V, that is, a relational expression (−order number) of γ==(α−β)/(Vl−v2)×v, is calculated, It is stored in a memory (not shown).

従って、本実施例では上記と同様の動作で、露光すべき
レジスト付ウェハ(表面にアルミニウム膜や酸化膜等が
形成されたものであっても良い)に対して露光光ILを
照射することにより、反射量モニタ10から出力される
電圧値を用いて上記関係式から所望のウェハの反射率を
算出することができる。ここで、本実施例では上記動作
によりウェハの材質、下地やレジストの種類・膜厚等ま
でも含めたクエへの反射率が求められることになる。尚
、上記関係式は例えはレチクルRの交換毎、もしくは照
明光源1の照明光強度をモニターするセンサーの出力が
変化した時点等で行うことが望ましい。
Therefore, in this embodiment, by irradiating the resist-coated wafer (which may have an aluminum film, an oxide film, etc. formed on the surface) to be exposed with the exposure light IL in the same manner as described above, A desired wafer reflectance can be calculated from the above relational expression using the voltage value output from the reflection amount monitor 10. Here, in this embodiment, the reflectance to the square including the material of the wafer, the type and film thickness of the base and resist, etc., is determined by the above operation. Note that it is desirable to calculate the above relational expression, for example, every time the reticle R is replaced, or when the output of a sensor that monitors the intensity of the illumination light from the illumination light source 1 changes.

さて、本実施例では重ね合せ露光に先立って、上述の如
く照射量モニタ6によりウェハWに到達する露光光IL
の照射量を測定し、このデータを主制御計20へ出力し
ておく。一方、反射率については露光光ILの照射によ
りレジスト層か感光してしまうので、露光前に求めてお
くことはできない。そこで、本実施例ではウェハW上の
第1番目のショット領域に対する重ね合せ露光中に、反
射量モニタ10を用いて反射率を求めることとする。こ
れは、第1番目に重ね合せ露光すべきショット領域では
、当然ながら露光光ILの照射によるスケーリング誤差
が生じていないからである。
Now, in this embodiment, prior to overlay exposure, the exposure light IL reaching the wafer W is monitored by the irradiation amount monitor 6 as described above.
The irradiation amount is measured and this data is output to the main controller 20. On the other hand, the reflectance cannot be determined before exposure because the resist layer is exposed to light by irradiation with the exposure light IL. Therefore, in this embodiment, the reflectance is determined using the reflection amount monitor 10 during overlay exposure for the first shot area on the wafer W. This is because, as a matter of course, no scaling error occurs due to the irradiation of the exposure light IL in the shot area to be overlapped and exposed first.

反射量モニタ10から出力される情報R3(電圧値)は
直ちに主制御系20へ送られ、ここで先に述べた関係式
に基づいてウェハWの反射率が算出され、露光光ILの
照射量とともにメモリに記憶される。主制御系20は、
照射量モニタ6により求めたウェハ露売時の照射量、及
びウェハWの反射率とメモリに格納された露光時間、ス
テップピッチ、ウェハサイズ等のデータとに基づいて、
ウェハWに吸収されるエネルギー量を算出し、この計算
値から、ウェハW、ウェハホルダ7の伸びを求める。
The information R3 (voltage value) output from the reflection amount monitor 10 is immediately sent to the main control system 20, where the reflectance of the wafer W is calculated based on the above-mentioned relational expression, and the irradiation amount of the exposure light IL is calculated. and stored in memory. The main control system 20 is
Based on the irradiation amount during wafer exposure determined by the irradiation amount monitor 6 and the reflectance of the wafer W and data such as exposure time, step pitch, wafer size, etc. stored in the memory,
The amount of energy absorbed by the wafer W is calculated, and the elongation of the wafer W and wafer holder 7 is determined from this calculated value.

さらに、上記伸び量に基づいてウェハWの1st露光シ
ヨツト領域毎のスケーリング量を算出しく詳細後述)、
シかる後先にLIA系により求めたEGAデータを補正
する。この結果、第1番目のショット領域の重ね合せ露
光中にウェハの反射率が求まった時点で直ちに、EGA
データが補正されてウェハW上の″@2番目以降の1s
t露光シヨツト領域(ショットセンタ)の座標値がそれ
ぞれ算出されることになる。主制御系2oは第1番目の
ショット領域の露光終了後、この補正されたEGAデー
タに従ってウェハステージwsをステッピングさせてい
く。これによって、露光光ILの吸収によるスケーリン
グ量を要因としたレチクルパターンの投影像と1st露
光シヨツト領域とのアライメント誤差がほぼ零となり、
高精度な第2層目以降のレチクルの重ね合せ露光が可能
となる。
Furthermore, the amount of scaling for each 1st exposure shot area of the wafer W is calculated based on the amount of elongation (details will be described later).
After that, the EGA data obtained by the LIA system is corrected. As a result, as soon as the reflectance of the wafer is determined during the overlapping exposure of the first shot area, the EGA
The data is corrected and “@2nd and subsequent 1s on wafer W”
The coordinate values of the t-exposure shot area (shot center) are calculated. After the exposure of the first shot area is completed, the main control system 2o steps the wafer stage ws according to the corrected EGA data. As a result, the alignment error between the projected image of the reticle pattern and the 1st exposure shot area, which is caused by the amount of scaling due to absorption of the exposure light IL, becomes almost zero.
Highly accurate overlapping exposure of the second and subsequent layer reticles becomes possible.

さて、先に述へたウェハ等の伸びによるショット領域の
配列座標に変位が生じるか、これを求める計算式につい
ては、例えば以下のような式が考えられる。2nd露光
時の熱によるウェハW及びウェハホルダ7の伸びで起こ
る1st露光ショット領域のスケーリング量を[S X
]2nd、 [S Y]2ndとし、2 n d 3′
f光時にウゴハW上で単位面積当りに吸収されるゴーネ
ルギー量をEab=吸収されたエネルギー・量によって
生じるスケ′−リング玉の比例係数をαx  (x方向
)、ay  (y方向)(ウェハの材質、下地やレジス
トの種類等によって異なる)、ウェハW及びウェハボル
ダ7に貯えられたエネルギーか外部へ流わで行く時定数
をτ。、横1列を露光づ−るの虹かかる時間をtO)1
+縦1列を露光するのに゛かかる時間を1゜、どすると
、lsx]znd=αX E Mh×exp(−tox
/τo)  ”’■[5ylzn d  =  α y
   E  、 b x  exp  (−toy/ 
 τ o)     −・・ ■と表わすことができる
Now, as a calculation formula for determining whether a displacement occurs in the array coordinates of the shot area due to the elongation of the wafer, etc., as described above, the following formula may be considered, for example. The amount of scaling of the 1st exposure shot area caused by the elongation of the wafer W and wafer holder 7 due to heat during the 2nd exposure is [S
] 2nd, [S Y] 2nd, 2 n d 3'
The amount of energy absorbed per unit area on the Ugoha W during f light is Eab = The proportional coefficient of the scaling ball caused by the amount of absorbed energy is αx (x direction), ay (y direction) (of the wafer) τ is the time constant at which the energy stored in the wafer W and wafer boulder 7 flows to the outside. , the time it takes to expose one horizontal row is tO)1
+ If the time required to expose one vertical column is reduced by 1°, then lsx]znd=αX E Mh×exp(-tox
/τo) ”'■[5ylznd d = α y
E, b x exp (-toy/
It can be expressed as τ o) -... ■.

ここで、 Eab:  I o (1−r)X T x1/LXX
 1/Ly      ・・・■■o :照射量、r・
反lA率、T:2nd露光時間、1.、+x力方向ステ
ップピッチ、L、:y方向のステップピッチ である。
Here, Eab: I o (1-r)X T x1/LXX
1/Ly...■■o: Irradiation dose, r・
Reverse lA rate, T: 2nd exposure time, 1. , +x step pitch in the force direction, L: step pitch in the y direction.

EibO値は、0式より明らかな様に、木システムにお
いては、NO(照射量)、r(反則率)が予め計測され
るl;め、既知の値である。また、■、■式のtoll
+t09の値も、適宜の露光時間、ステージ速度、ショ
ット数から、決定する事が可能なものである。010式
のC1,、αア、τ0に゛ついては、先+S実験的にデ
ー・−夕を取っ”’(g (事で、決定する事が出来る
。また実際の場合、■、■の式%式% の式で扱っても問題はない。
As is clear from the formula 0, the EibO value is a known value in the wood system because NO (irradiation amount) and r (foul rate) are measured in advance. Also, toll of ■ and ■ expressions
The value of +t09 can also be determined from appropriate exposure time, stage speed, and number of shots. As for C1, αa, and τ0 in equation 010, they can be determined by experimentally obtaining the first +S data and -(g).In actual cases, the equations % and % There is no problem in handling it with the formula %.

また、2.nd露光光行11う萌のスケ−ソングiSR
* S yの値は、以下の式で表わすことか可能マーあ
る。
Also, 2. nd exposure light row 11 Umoe's skate song iSR
*The value of S y can be expressed by the following formula.

SX  =  I’ sxE+  [Sx]2y   
        ”’■s、  =   csy] +
  [syコ2nd                
 ・・・ ■こごで、[S X]、[s y]は、従来
のEGA計測によって求めた値、[S x]2nd、 
[S y]2ndは、本発明による2nd露光時の伸び
を補正する項である。
SX = I'sxE+ [Sx]2y
”'■s, = csy] +
[syco 2nd
... ■Here, [S x] and [s y] are the values obtained by conventional EGA measurement, [S x] 2nd,
[S y]2nd is a term for correcting elongation during the 2nd exposure according to the present invention.

2nd露光時の熱によるウェハW及びウェハボルダ7の
伸びを、上述の式を使って算出し、このスケーリング分
を補正して求めた7斤しいショット領域の配列座標を第
6図(a)の点線33て示す。
The elongation of the wafer W and wafer boulder 7 due to heat during the 2nd exposure is calculated using the above formula, and the arrangement coordinates of the 7 loam new shot area obtained by correcting this scaling are indicated by the dotted line in FIG. 6(a). 33 is shown.

そl・て、この新しいショット領域配列座標を使い、2
nd露光を行なった結犀を第6図(11)?−示す。実
線の四角で示されているのか154.、g光シ3ツ1−
・位置31てあり、図に示したように、2nd露光によ
りスケーリングを生じている。点線の四角で示さオ]て
いる2nd露光シヨツ)・位置34は、前述した杆に 
2 n6g光によるつ1丁ハW等の伸びを考圧して補正
したため、図の(1))に示す通り、1st露光ショッ
ト位置31ど完全1.=一致する事となる。
So, using this new shot area array coordinates, 2
Figure 6 (11) shows the rhinoceros that has been exposed to ND light. - Show. Is it indicated by a solid square?154. , g light 3 1-
- It is located at position 31, and as shown in the figure, scaling has occurred due to the 2nd exposure. The 2nd exposure shot indicated by the dotted square is located at position 34 on the rod mentioned above.
Since the elongation of the 1st shot W etc. due to the 2n6g light was considered and corrected, as shown in (1) in the figure, the 1st exposure shot position 31 was completely 1. = will match.

このように本発明では、照射量I。、ウェハの反射率r
を2nd露光前に計測しているので、照明光の照度の低
下、1ノチクルパターン占有案、ブラインドの大きさ等
が異なっても、また、下地やレジストの種類・膜厚の異
なるウェハを用いたために反射率が変化した場合でも対
応できるシステムとなっ下いる。ウェハ材質がシリコン
ではなく、例えばガリヒソの場合には、そのウェハ材N
に対応したαII + ayを予め実験にて計測し2て
おき、ウニへ月質に対応させて、係数α8.αアを変え
れ1、ズ良い。
In this way, in the present invention, the irradiation amount I. , wafer reflectance r
is measured before the 2nd exposure, so even if the illuminance of the illumination light is lowered, the one-noticle pattern occupancy is different, the size of the blind, etc. is different, and wafers with different base materials, resist types, and film thicknesses are used. Therefore, the system can cope with changes in reflectance. If the wafer material is not silicon, but Garihiso, for example, the wafer material N
The coefficient αII + ay corresponding to αII + ay is measured in advance in an experiment and set at 2, and the coefficient α8. Change αa1, that's good.

以トの通り本発明の一実施例で−は露光光吸収により生
じるスケーリング量を演算ζ:で求め、この演算結果を
基に補正したE G Aデータに従ってウェハステージ
WSをステッピングさせていた。しかしながら、第1図
中に示したレチクルステージ−ジR3を水平面内で2次
元移動可能に構成すると共に、その2次元的な測定をす
るための1ノ−ザ干渉剖を設け、第2番目以降のショッ
ト領域での露光光吸収を要因としたスケーリング量につ
いては、レチクルステージR,Sを駆動するごどによっ
て補正するようにしても構わrlい。従っC1主制御系
20はL I A系にて求めたE G Aデータに従p
てウェハステージWSをステッピングさせていくどとも
に、第2番目以降のシ(ツト領域では上記スケーリング
量によるアライメント誤差をほぼ零とするように、上記
■〜■または■、■式から求めたスケーリング量に応じ
て、1シヨツト毎にレチクルステージR5を駆動してい
けば良い。
As described above, in one embodiment of the present invention, the amount of scaling caused by absorption of exposure light is calculated by calculation ζ:, and wafer stage WS is stepped in accordance with EGA data corrected based on the calculation result. However, the reticle stage R3 shown in FIG. The amount of scaling caused by absorption of exposure light in the shot area may be corrected each time the reticle stages R and S are driven. Therefore, the C1 main control system 20 operates according to the EGA data obtained by the LIA system.
As the wafer stage WS is stepped, the scaling amount calculated from the above formulas 1 to 2 or 2 and 3 is adjusted so that the alignment error due to the above scaling amount is almost zero in the second and subsequent sheet regions. Accordingly, reticle stage R5 may be driven for each shot.

ところで、本発明ではウェハホルダ7の伸びも考慮して
いるが、ウェハホルダ7を断熱材(セラミック等)や膨
張率の低い材料(インバー等)で作れば、ウェハホルダ
7の伸びを考慮する必要がなくなるので、スケーリング
量を算出するための演算式を簡略化することが可能とな
る。
By the way, in the present invention, the elongation of the wafer holder 7 is taken into consideration, but if the wafer holder 7 is made of a heat insulating material (such as ceramic) or a material with a low expansion coefficient (such as Invar), there is no need to take the elongation of the wafer holder 7 into consideration. , it becomes possible to simplify the arithmetic expression for calculating the scaling amount.

また、上記実施例では1st露光シヨツト領域のスケー
リング量を算出するにあたって、ウェハ上の第1番目の
ショット領域の露光中に求めた反射率を用いていた。し
かしながら、例えば第2番目のショット領域から複数個
のショット領域の露光においては、第1番目のショット
領域の露光中に求めた反射率を用いて、上記複数個のシ
ョット領域のスケーリング量のみを算出し、それ以降の
ショット領域では第1番目のショット領域から複数個の
ショット領域の露光中にそれぞれ求めた反射率を平均化
したものを用いて、残りのショット領域のスケーリング
量を算出するようにしても構わない。ここで、同一ロッ
ト内のウェハについては処理条件(例えば、下地やレジ
ストの種類・膜厚等)がほぼ同一であると考えられるの
で、上記の如くロフト内の1枚目のウェハの反射率(第
1シヨツトの反射率、もしくは上記の平均反射率)を、
そのまま2枚目以降のウェハに用いてスケーリング量を
算出するようにしても構わない。また、ロフト内の最初
のウェハに対して重ね合せ露光を行う際、ウェハ上の全
てのショット領域についてその反射率を求めておき、そ
れら反射率を平均したものを2枚目以降のウェハに適用
しても良い、この場合、レジスト層の厚みむら等による
ショット領域毎の反射率の違いによって生じ得るスケー
リング量の算出精度の低下を防止できるといった利点が
ある。尚、1枚目のウェハでは1シヨツト毎に反射率を
求めて平均化し、この平均値を用いて、スケーリング量
を求めていく、つまりウェハ上の第n番目のショット領
域(n≧2)を露光する場合は、第(n−1)番目まで
のショット領域の反射率を平均したものを用いてスケー
リング量を求め、1シヨツト毎にEGAデータを補正す
るか、もしくはレチクルステージを駆動してスケーリン
グによるアライメント誤差を補正していけば良い。また
、ウェハ上のショット領域をいくつかのブロックに分け
、ブロック毎に反射率を変えるようにしても構わない、
各ブロックでの反射率は、例えばブロック内の最初のシ
ョット領域の反射率とすれば良い。
Further, in the above embodiment, when calculating the scaling amount of the first exposure shot area, the reflectance obtained during exposure of the first shot area on the wafer was used. However, for example, when exposing multiple shot areas from the second shot area, only the scaling amount of the multiple shot areas is calculated using the reflectance obtained during exposure of the first shot area. However, for subsequent shot areas, the scaling amount for the remaining shot areas is calculated using the average of the reflectances obtained during exposure of multiple shot areas starting from the first shot area. I don't mind. Here, it is considered that the processing conditions (for example, the type and film thickness of the base and resist) are almost the same for wafers in the same lot, so the reflectance of the first wafer in the loft ( The reflectance of the first shot or the average reflectance above) is
The scaling amount may be calculated by directly using it for the second and subsequent wafers. Also, when overlay exposure is performed on the first wafer in the loft, the reflectance is determined for all shot areas on the wafer, and the averaged reflectance is applied to the second and subsequent wafers. In this case, there is an advantage that it is possible to prevent a decrease in the calculation accuracy of the scaling amount that may occur due to a difference in reflectance for each shot area due to uneven thickness of the resist layer or the like. Note that for the first wafer, the reflectance is determined and averaged for each shot, and this average value is used to determine the scaling amount, that is, the nth shot area (n≧2) on the wafer is When exposing, the amount of scaling is calculated using the average reflectance of the (n-1)th shot area, and the EGA data is corrected for each shot, or the scaling is performed by driving the reticle stage. All you have to do is correct the alignment error caused by this. It is also possible to divide the shot area on the wafer into several blocks and change the reflectance for each block.
The reflectance in each block may be, for example, the reflectance of the first shot area within the block.

また、上記実施例では説明を簡単にするため、第6図(
a)(図中の矢印)から明らかなように、2nd露光時
の露光光吸収による1st露光シヨツト領域のスケーリ
ング量が、ウェハWのほぼ中央に位置するシミツト領域
(ウェハセンタ)を中心として等友釣に生じているもの
として説明を行っていた。しかしながら、実際にはウェ
ハ上の1st露光シヨツト領域の重ね合せ露光の順番等
に応じてウェハ内での熱分布が異なるため、上記■、■
式からスケーリング量を正確に求めることは難しくなり
得る。そこで、ウェハ上の1st露光シヨツト領域の露
光位置X、 Y (第6図(a)中の配列座1jil!
33に対応)及び露光順序を考慮し、1st露光シヨツ
ト領域毎に上記■、■式の係数α、(X、Y)、  α
、(X、Y)の値を適宜定めれば、より精度良くスケー
リング量を求めることができ、重ね合せ精度を向上させ
ることが可能となる。この際、lショット毎に係数αx
(x、y)。
In addition, in the above embodiment, in order to simplify the explanation, FIG. 6 (
a) As is clear from (arrow in the figure), the amount of scaling of the first exposure shot area due to exposure light absorption during the second exposure is equally balanced around the scissor area (wafer center) located approximately in the center of the wafer W. The explanation was given as something that was occurring. However, in reality, the heat distribution within the wafer differs depending on the order of overlapping exposure of the 1st exposure shot area on the wafer, etc.
Accurately determining the amount of scaling from the equation can be difficult. Therefore, the exposure positions X, Y of the 1st exposure shot area on the wafer (array position 1jil! in FIG. 6(a)) are determined.
33) and the exposure order, the coefficients α, (X, Y), α of the above equations
, (X, Y), it is possible to obtain the scaling amount with higher accuracy and to improve the overlay accuracy. At this time, the coefficient αx for every l shot
(x, y).

α、(X、Y)を変えなくとも、ショット領域の露光順
序等を考慮してウェハ上の1st露光シヨツト領域を複
数のブロックに分け、ブロック毎に上記係数αつ、α、
を定めても構わない。尚、特に大口径ウェハ(例えば8
インチウェハ)では熱分布が大きく異なり得るため、上
記と同様の方法にて1シヨツト毎、もしくはブロック毎
に係数α8、α、を定めることが望ましい。
Even if α, (X, Y) are not changed, the first exposure shot area on the wafer is divided into a plurality of blocks considering the exposure order of the shot areas, etc., and the above coefficients α, α,
It is okay to specify. In addition, especially large diameter wafers (e.g. 8
Since the heat distribution can vary greatly for (inch wafers), it is desirable to determine the coefficients α8 and α for each shot or block using the same method as described above.

また、上記実施例においてはスケーリング補正について
述べたが、実際には2nd露光時の照射量によるウェハ
やウェハホルダの伸びに応じて1st露光シヨツト領域
の大きさが変動するとともに、線形、非線形な歪みまで
も生じ得る。そこで、このような場合には、上記照射量
に応じた1st露光シ→ツト領域内の複数点(例えばシ
ョットセンタと4隅の側5点)の各々におりる伸び玉(
スケ・−リング■に相当)を、上記実施例ど同様の動作
で■、■式から求める。そして、1:記伸び量からt 
s を露光ショット領域の大きさ及び歪みを演算にて算
用t/、この結果に応じて1ノチクルバタ・−ンの投影
倍率どディス1、−ジョン(像歪)貝とを調整すれは、
より正確に爪ね合せ露光を行うことが可能どなる。
In addition, although scaling correction has been described in the above embodiment, in reality, the size of the 1st exposure shot area fluctuates depending on the elongation of the wafer and wafer holder due to the irradiation amount during the 2nd exposure, and even linear and nonlinear distortions occur. may also occur. Therefore, in such a case, the 1st exposure shot corresponding to the above-mentioned irradiation amount → the elongated ball (
The scaling (corresponding to -ring (2)) is obtained from equations (2) and (2) in the same manner as in the above embodiment. 1: From the elongation amount, t
s is calculated by calculating the size and distortion of the exposed shot area t/, and the projection magnification of the 1-notch butterfly and the image distortion shell are adjusted according to the results.
This makes it possible to perform alignment exposure more accurately.

尚、投影倍率やデイスト・−ジョン量の調整力1去とし
ては、例えば投影1/ンズPLの少なくとも一部のレン
ズ素子を3次元的に8動するか、もし・くは光l1II
AXどほぼ垂直な平面に対して2次元的IC傾斜ざゼる
、2つのレンズ素子の間に空気室を設けてその圧力を変
える、1/チクルRと投影1ノンズPLどの間隔を変化
さ−+する、または)ノチクルRを光軸AXどほぼ垂直
な平面に対して2次元的に傾斜させる方法等がある。
The ability to adjust the projection magnification and the amount of distortion can be achieved by, for example, moving at least some of the lens elements of the projection lens PL three-dimensionally, or
A two-dimensional IC tilt is applied to a plane approximately perpendicular to AX, an air chamber is provided between the two lens elements and the pressure is changed, and the distance between 1/ticle R and projection 1 nons PL is changed. +, or) two-dimensionally inclining the noticle R with respect to a plane substantially perpendicular to the optical axis AX.

ここで、上記実施例ではアライメントセンサーとしてT
TL方式のLIA系を用いていたが、本発明ではいかな
る種類のアライメントセンサーを用いても構わない。ま
た、本発明を適用するのに好適なアライメント・方式は
E G A方式に限られるものではなく、重ね合せ露光
に先立ってアライメントを行うものであれば、いか?7
る方式であっても本発明を適用できる。さら1・=、本
発明は半導体素子製造用の露光装置た(づでなく、液晶
表示素子製造用の露光装置にも適用てぎ、」−記実旅例
ど同様の効果を得られる。ことは言うまでも12い。
Here, in the above embodiment, T is used as an alignment sensor.
Although a TL type LIA system was used, any type of alignment sensor may be used in the present invention. Furthermore, the alignment method suitable for applying the present invention is not limited to the EGA method, but any method that performs alignment prior to overlay exposure may be used. 7
The present invention can be applied even to a method in which Furthermore, the present invention can be applied not only to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor elements, but also to an exposure apparatus for manufacturing liquid crystal display elements, and the same effects as in the actual example can be obtained. Needless to say, it's 12.

また、例えば特開昭6:3−283219号公報に開示
されているようなT T R(Throu)(h Th
eRet、1cle)方式のLIA系を用いてDlD方
式方式千金せ露光を行う場合には、上記スケーリング量
を考慮して次に露光1へきショット・領域までウェハス
テージをステッピングさせても良い。この場合は、常に
アライメント・用の干渉縞に対してつ5丁7ハマークを
土P/4以内に位置決めできるといった利点がある。ま
た、ウニ八表面の高さ方向(光軸AX方向)の位置を検
出する焦点検出手段(AFセンザ−)としてエアマイク
ロメ−・りな用いる場合は、エアによるウェハの冷却ま
でも考慮してスケーリング量を求めることが望ましい。
Further, T T R (Throu) (h Th
When performing continuous exposure using the DID method using an LIA system using the eRet, 1cle) method, the wafer stage may be stepped to the next exposure shot area in consideration of the above scaling amount. In this case, there is an advantage that the five and seven half marks can always be positioned within P/4 of the interference fringes for alignment. In addition, when using an air micrometer as a focus detection means (AF sensor) that detects the position of the surface of the sea urchin in the height direction (optical axis AX direction), scaling should be done taking into consideration the cooling of the wafer by air. It is desirable to determine the amount.

[発明の効果] 以上のように本発明の露光装置においては、π売時の基
板もしくはその保持部材に吸収される照射エネルギー玉
を測定する照射i測定手段と、前記照射エネルギー量に
基づいてアライメント装置で求めた露光位置に対する位
置補正を行う補正手段とを備λにので、露光中に基板や
基板保持部材が伸びた場もでも、高度な重ね合1嗜精度
か得られる。また、高精度のEGA方式を用いた露光が
行えるため、ダイ・パイ・ダイ方式の露光装置1.″比
較し・で、効塞が良く、高いスループットが保証される
という利点を持つ。
[Effects of the Invention] As described above, the exposure apparatus of the present invention includes an irradiation i measuring means for measuring the irradiation energy ball absorbed by the substrate or its holding member when selling π, and an alignment method based on the amount of irradiation energy. Since the apparatus is equipped with a correction means for correcting the exposure position determined by the apparatus, a high degree of overlay accuracy can be obtained even if the substrate or substrate holding member stretches during exposure. In addition, since exposure can be performed using the high-precision EGA method, the die-pie-die exposure apparatus 1. ``In comparison, it has the advantage of being highly efficient and guaranteeing high throughput.

露光するのに好適なウゴハの平面図、第3図は1、、 
I A系のアライメント原理を説明する図、第4−・・
第6図は本発明による露光位置の補正方法を説明する図
である。
A plan view of the Ugoha suitable for exposure, Figure 3 is 1.
Diagram explaining the alignment principle of IA system, 4th...
FIG. 6 is a diagram for explaining the exposure position correction method according to the present invention.

[主要部分の符号の説明][Explanation of symbols of main parts]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マスク上のパターンを基板上のパターンに重ね合
せるアライメント装置を有する露光装置において、 露光時の前記基板もしくはその保持部材に吸収される照
射エネルギー量を測定する照射量測定手段と、 前記照射エネルギー量に基づいて前記アライメント装置
で求めた露光位置に対する位置補正を行う補正手段とを
備えたことを特徴とする露光装置。
(1) In an exposure apparatus having an alignment device that superimposes a pattern on a mask onto a pattern on a substrate, the irradiation amount measuring means measures the amount of irradiation energy absorbed by the substrate or its holding member during exposure, and the irradiation An exposure apparatus comprising: a correction means for correcting the exposure position determined by the alignment apparatus based on the amount of energy.
(2)前記照射量測定手段が、前記基板上に照射される
露光光入射量を測定する入射量測定手段と、前記基板で
反射される露光光反射量を測定する反射量測定手段とを
含むことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
(2) The irradiation amount measuring means includes an incident amount measuring means for measuring the amount of exposure light incident on the substrate, and a reflection amount measuring means for measuring the amount of exposure light reflected by the substrate. The exposure apparatus according to claim 1, characterized in that:
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