JP2000021766A - 位置計測装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
位置計測装置及びそれを用いたデバイスの製造方法Info
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レチクルとウエハとの相対的な位置決めを高
精度に行うことのできる位置計測装置及びそれを用いた
デバイスの製造方法を得ること。 【解決手段】 物体上の計測マークを撮像すると共に該
撮像された計測マークの画像信号に平均化処理を行う第
１手段と、前記物体の搬送を行うステージ手段の位置を
検出する第２手段と、該第２手段による検出位置データ
の平均化を行うデータ平均化手段と、を有し、前記平均
化処理された画像信号と前記平均化された検出位置デー
タとから物体の位置情報を得ること。
精度に行うことのできる位置計測装置及びそれを用いた
デバイスの製造方法を得ること。 【解決手段】 物体上の計測マークを撮像すると共に該
撮像された計測マークの画像信号に平均化処理を行う第
１手段と、前記物体の搬送を行うステージ手段の位置を
検出する第２手段と、該第２手段による検出位置データ
の平均化を行うデータ平均化手段と、を有し、前記平均
化処理された画像信号と前記平均化された検出位置デー
タとから物体の位置情報を得ること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位置計測装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法に関し、例えばＩＣ，Ｌ
ＳＩ等の半導体デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、液
晶パネル等の表示デバイス、磁気ヘッド等のデバイス製
造用のプロキシミティタイプの露光装置や、所謂ステッ
パー（投影露光装置）そして走査型露光装置等におい
て、マスクやレチクル（以下「レチクル」という）等の
第１物体面上に形成されている微細な電子回路パターン
をウエハ等の第２物体面上に露光転写する際に、レチク
ルとウエハとの相対的な位置決め（アライメント）をア
ライメントマークを利用して行う場合に好適なものであ
る。
れを用いたデバイスの製造方法に関し、例えばＩＣ，Ｌ
ＳＩ等の半導体デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、液
晶パネル等の表示デバイス、磁気ヘッド等のデバイス製
造用のプロキシミティタイプの露光装置や、所謂ステッ
パー（投影露光装置）そして走査型露光装置等におい
て、マスクやレチクル（以下「レチクル」という）等の
第１物体面上に形成されている微細な電子回路パターン
をウエハ等の第２物体面上に露光転写する際に、レチク
ルとウエハとの相対的な位置決め（アライメント）をア
ライメントマークを利用して行う場合に好適なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子製造用の投影露光装置（ステ
ッパー）では、第１物体としてのレチクル面上の回路パ
ターンを投影レンズ系により第２物体としてのウエハ上
に投影し露光するが、この投影露光に先立って観察装置
（アライメント装置）を用いてウエハ面を観察すること
によりウエハ上のアライメントマーク（マーク）を検出
し、この検出結果に基づいてレチクルとウエハとの位置
整合、所謂アライメントを行っている。
ッパー）では、第１物体としてのレチクル面上の回路パ
ターンを投影レンズ系により第２物体としてのウエハ上
に投影し露光するが、この投影露光に先立って観察装置
（アライメント装置）を用いてウエハ面を観察すること
によりウエハ上のアライメントマーク（マーク）を検出
し、この検出結果に基づいてレチクルとウエハとの位置
整合、所謂アライメントを行っている。
【０００３】マーク位置を検出し測定する際には、観察
手段（オフアクシス・スコープ等）が常に固定された位
置にあるので、ステージの駆動のみで行っている。つま
り、前記投影露光装置のステージを制御しながら、ウエ
ハ面上の任意のマーク観察位置に移動させている。
手段（オフアクシス・スコープ等）が常に固定された位
置にあるので、ステージの駆動のみで行っている。つま
り、前記投影露光装置のステージを制御しながら、ウエ
ハ面上の任意のマーク観察位置に移動させている。
【０００４】前記ステージはレーザ干渉計によりステー
ジのＸＹθ方向を精密に計測して、ウエハの任意の位置
にステージを移動させることができるようになってい
る。又、ウエハアライメントの為のマーク観察は、でき
るだけウエハへのダメージを小さくする為に、非露光光
を用いて行っている。
ジのＸＹθ方向を精密に計測して、ウエハの任意の位置
にステージを移動させることができるようになってい
る。又、ウエハアライメントの為のマーク観察は、でき
るだけウエハへのダメージを小さくする為に、非露光光
を用いて行っている。
【０００５】非露光光によりマークを照明し、反射され
た非露光光は、ＣＣＤカメラ等で結像し、画像信号とし
て取り込んでいる。取り込まれた画像信号をステッパー
制御装置（制御装置）で処理することによりマーク位置
を計測している。
た非露光光は、ＣＣＤカメラ等で結像し、画像信号とし
て取り込んでいる。取り込まれた画像信号をステッパー
制御装置（制御装置）で処理することによりマーク位置
を計測している。
【０００６】例えば、ＴＴＬオフアクシス方式でマーク
を観察する場合、ウエハアライメントは上記マーク計測
プロセスを用いたグローバルアライメント方式（ＡＧ
Ａ）で行うことができる。
を観察する場合、ウエハアライメントは上記マーク計測
プロセスを用いたグローバルアライメント方式（ＡＧ
Ａ）で行うことができる。
【０００７】グローバルアライメント法（ＡＧＡ）で
は、ウエハ上の定められたショットのマーク位置にステ
ージを駆動しマーク位置を測定することによって、全シ
ョットの配列状態を計測し、ＸＹステージのステップ移
動量を補正している。
は、ウエハ上の定められたショットのマーク位置にステ
ージを駆動しマーク位置を測定することによって、全シ
ョットの配列状態を計測し、ＸＹステージのステップ移
動量を補正している。
【０００８】このアライメント方法の利点は、計測ショ
ットの中で、明らかに異常値と思われる測定値を除去で
きることと、測定値が複数あることによる平均化効果に
より回転、倍率成分の計測値の信頼性が高い点にある。
もしこのアライメント法によって回転、倍率成分等が精
密に計測され、ステージのステップ移動量が正しく補正
されたならば、露光されたときのアライメント誤差はほ
ぼ０となる。
ットの中で、明らかに異常値と思われる測定値を除去で
きることと、測定値が複数あることによる平均化効果に
より回転、倍率成分の計測値の信頼性が高い点にある。
もしこのアライメント法によって回転、倍率成分等が精
密に計測され、ステージのステップ移動量が正しく補正
されたならば、露光されたときのアライメント誤差はほ
ぼ０となる。
【０００９】一般にグローバルアライメント法において
は、複数のショットでの信頼できる計測値を得ることが
要求されている。
は、複数のショットでの信頼できる計測値を得ることが
要求されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ウエハアライメントの
為のマーク観察では、ステージを駆動する。このとき、
特にグローバルアライメント法において、複数のショッ
トのマーク計測の為にステージを駆動する場合、スルー
プット向上の為、ステージを急加速・急停止を各ショッ
ト、各マーク観察位置毎に繰り返すことになる。
為のマーク観察では、ステージを駆動する。このとき、
特にグローバルアライメント法において、複数のショッ
トのマーク計測の為にステージを駆動する場合、スルー
プット向上の為、ステージを急加速・急停止を各ショッ
ト、各マーク観察位置毎に繰り返すことになる。
【００１１】ここで、ステージをマーク観察位置に駆動
した場合、ステージ停止後、ある一定のステージ変動
（揺れ）トレランスに入るのを待ち、画像信号を取り込
むことになるが、急加速・急停止を行った場合、装置全
体も揺れてしまい、ステージの変動がなかなか収束しな
い場合がある。
した場合、ステージ停止後、ある一定のステージ変動
（揺れ）トレランスに入るのを待ち、画像信号を取り込
むことになるが、急加速・急停止を行った場合、装置全
体も揺れてしまい、ステージの変動がなかなか収束しな
い場合がある。
【００１２】その場合、取り込んだ画像信号の中に、画
像信号取り込み時間分のステージの微少の揺れ（変動）
影響が入ることになる。つまり、ステージが変動状態で
画像信号を取り込んでしまい、計測値にステージ変動誤
差が入る状況が起こっている。
像信号取り込み時間分のステージの微少の揺れ（変動）
影響が入ることになる。つまり、ステージが変動状態で
画像信号を取り込んでしまい、計測値にステージ変動誤
差が入る状況が起こっている。
【００１３】前記投影露光装置に備わっているマウント
システム（ステージのステップにより生じる本体の振動
の収束を行うことができるシステム）を調整することに
よって、装置全体にかかる揺れをある程度抑えることが
できるが、上記揺れの影響を回避する調整を行った場
合、床振動の影響をステージが受けやすくなり、床状態
の影響でステージが変動することが考えられる。よっ
て、従来はステージが完全に静止した後画像信号取込を
実行せざるを得ず、その結果スループットの向上が妨げ
られていた。
システム（ステージのステップにより生じる本体の振動
の収束を行うことができるシステム）を調整することに
よって、装置全体にかかる揺れをある程度抑えることが
できるが、上記揺れの影響を回避する調整を行った場
合、床振動の影響をステージが受けやすくなり、床状態
の影響でステージが変動することが考えられる。よっ
て、従来はステージが完全に静止した後画像信号取込を
実行せざるを得ず、その結果スループットの向上が妨げ
られていた。
【００１４】本発明は、ステージの静止を待たずに真の
計測位置を高精度に求めることができる半導体デバイス
等の製造に好適な位置計測装置及びそれを用いたデバイ
スの製造方法の提供を目的とする。
計測位置を高精度に求めることができる半導体デバイス
等の製造に好適な位置計測装置及びそれを用いたデバイ
スの製造方法の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の位置計測装置
は、 (1-1) 静止させるべき物体が静止する前の段階から物体
上の計測マークを撮像すると共に該撮像された計測マー
クの画像信号に平均化処理を行う第１手段と、前記物体
の搬送を行うステージ手段の位置を検出する第２手段
と、該第２手段による検出位置データの平均化を行うデ
ータ平均化手段と、を有し、前記平均化処理された画像
信号と前記平均化された検出位置データとから物体の静
止位置情報を得ることを特徴としている。
は、 (1-1) 静止させるべき物体が静止する前の段階から物体
上の計測マークを撮像すると共に該撮像された計測マー
クの画像信号に平均化処理を行う第１手段と、前記物体
の搬送を行うステージ手段の位置を検出する第２手段
と、該第２手段による検出位置データの平均化を行うデ
ータ平均化手段と、を有し、前記平均化処理された画像
信号と前記平均化された検出位置データとから物体の静
止位置情報を得ることを特徴としている。
【００１６】特に、 (1-1-1)前記第２手段がレーザ干渉計を含むことを特徴
としている。
としている。
【００１７】本発明の位置計測方法は、 (1-2) 静止させるべき物体が静止する前の段階から物体
上の計測マークを撮像すると共に該撮像された計測マー
クの画像信号に平均化処理を行う第１工程と、前記物体
の搬送を行うステージ手段の位置を検出する第２工程
と、該第２工程による検出位置データの平均化を行うデ
ータ平均化工程と、を有し、前記第１手段で平均化処理
された画像信号と前記平均化された検出位置データとか
ら物体の静止位置情報を得ることを特徴としている。
上の計測マークを撮像すると共に該撮像された計測マー
クの画像信号に平均化処理を行う第１工程と、前記物体
の搬送を行うステージ手段の位置を検出する第２工程
と、該第２工程による検出位置データの平均化を行うデ
ータ平均化工程と、を有し、前記第１手段で平均化処理
された画像信号と前記平均化された検出位置データとか
ら物体の静止位置情報を得ることを特徴としている。
【００１８】本発明の露光装置は、 (3-1) 構成(1-1) の、位置計測装置を用いて第１物体と
第２物体との相対的な位置合わせを行った後に、第１物
体面上のパターンを第２物体面上に露光転写しているこ
とを特徴としている。
第２物体との相対的な位置合わせを行った後に、第１物
体面上のパターンを第２物体面上に露光転写しているこ
とを特徴としている。
【００１９】(3-2) 構成(2-1) の、位置計測方法を用い
て、第１物体と第２物体との相対的な位置合わせを行っ
た後に第１物体面上のパターンを第２物体面上に露光転
写していることを特徴としている。
て、第１物体と第２物体との相対的な位置合わせを行っ
た後に第１物体面上のパターンを第２物体面上に露光転
写していることを特徴としている。
【００２０】本発明のデバイスの製造方法は、 (4-1) 構成(1-1) の、位置計測装置を用いて、第１物体
と第２物体とのの相対的な位置ずれを求める工程を介し
てレチクルとウエハとの相対的な位置検出を行った後、
該レチクル面上のパターンをウエハ面上に転写し、次い
で現像処理工程を介してデバイスを製造したことを特徴
としている。
と第２物体とのの相対的な位置ずれを求める工程を介し
てレチクルとウエハとの相対的な位置検出を行った後、
該レチクル面上のパターンをウエハ面上に転写し、次い
で現像処理工程を介してデバイスを製造したことを特徴
としている。
【００２１】(4-2) 構成(2-1) の、位置計測方法を用い
て、第１物体と第２物体との相対的な位置ずれを求める
工程を介してレチクルとウエハとの相対的な位置検出を
行った後、該レチクル面上のパターンをウエハ面上に転
写し、次いで現像処理工程を介してデバイスを製造した
ことを特徴としている。
て、第１物体と第２物体との相対的な位置ずれを求める
工程を介してレチクルとウエハとの相対的な位置検出を
行った後、該レチクル面上のパターンをウエハ面上に転
写し、次いで現像処理工程を介してデバイスを製造した
ことを特徴としている。
【００２２】(4-3) 構成(3-1) 又は(3-2) の、露光装置
を用いて、レチクル面上のパターンをウエハ面上に転写
し、次いで該ウエハを現像処理工程を介してデバイスを
製造していることを特徴としている。
を用いて、レチクル面上のパターンをウエハ面上に転写
し、次いで該ウエハを現像処理工程を介してデバイスを
製造していることを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
斜視図、図２は本発明の実施形態１の要部ブロック図、
図３〜図５は本発明の実施形態１の動作のフローチャー
ト、図６は本発明の実施形態１で使用するウエハ上の１
ショット内のマーク（アライメントマーク）の説明図、
図７は本発明の実施形態１の一部分の要部平面図であ
る。
斜視図、図２は本発明の実施形態１の要部ブロック図、
図３〜図５は本発明の実施形態１の動作のフローチャー
ト、図６は本発明の実施形態１で使用するウエハ上の１
ショット内のマーク（アライメントマーク）の説明図、
図７は本発明の実施形態１の一部分の要部平面図であ
る。
【００２４】本実施形態の投影露光装置（ステッパーＳ
Ｔ）は、図１に示すように、ウエハＷＦ、マーク（アラ
イメントマークＷＡＭＸ、ＷＡＭＹを撮像する撮像手段
であるオフアクシススコープ（オフアクシス光学系、ス
コープ）ＯＥ、マークを観察位置に移動させる手段の偏
差を計測するＸ方向のレーザ干渉計ＩＦＸ、ミラーＭＲ
Ｘ、Ｙ方向のレーザ干渉計ＩＦＹ、ミラーＭＲＹ、θ方
向のレーザ干渉計ＩＦθ、ミラーＭＲＸ、そして制御装
置ＣＵとを備えている。
Ｔ）は、図１に示すように、ウエハＷＦ、マーク（アラ
イメントマークＷＡＭＸ、ＷＡＭＹを撮像する撮像手段
であるオフアクシススコープ（オフアクシス光学系、ス
コープ）ＯＥ、マークを観察位置に移動させる手段の偏
差を計測するＸ方向のレーザ干渉計ＩＦＸ、ミラーＭＲ
Ｘ、Ｙ方向のレーザ干渉計ＩＦＹ、ミラーＭＲＹ、θ方
向のレーザ干渉計ＩＦθ、ミラーＭＲＸ、そして制御装
置ＣＵとを備えている。
【００２５】ウエハＷＦ上には、先の露光工程で互いに
同じパターンが形成された多数個の被露光領域（ショッ
ト）が配列している。又、ウエハＷＦ上には、１度に露
光されたパターン領域（ショット）内にＸ方向の計測マ
ークＷＡＭＸ，Ｙ方向の計測マークＷＡＭＹが設けられ
ている。
同じパターンが形成された多数個の被露光領域（ショッ
ト）が配列している。又、ウエハＷＦ上には、１度に露
光されたパターン領域（ショット）内にＸ方向の計測マ
ークＷＡＭＸ，Ｙ方向の計測マークＷＡＭＹが設けられ
ている。
【００２６】スコープＯＥ（第１の計測手段）は、マー
ク観察用の光源と顕微鏡及びＣＣＤカメラ等で構成され
ており、ウエハＷＦ面上のマークＷＡＭＸ、ＷＡＭＹを
ＣＣＤ面上に結像し、それより、ウエハＷＦのアライメ
ント信号を得ている。
ク観察用の光源と顕微鏡及びＣＣＤカメラ等で構成され
ており、ウエハＷＦ面上のマークＷＡＭＸ、ＷＡＭＹを
ＣＣＤ面上に結像し、それより、ウエハＷＦのアライメ
ント信号を得ている。
【００２７】ＸＹステージＸＹＳと、θステージθＳ
は、Ｘ軸方向をレーザ干渉計ＩＦＸとミラーＭＲＸ、更
にＹ軸方向をレーザ干渉計ＩＦＹとミラーＭＲＹ、θ方
向をレーザ干渉計ＩＦθと、ミラーＭＲＸにより精密に
位置計測され（第２の計測手段）、ウエハＷＦの任意の
位置をマーク観察位置に移動させて位置調整を行ってい
る。
は、Ｘ軸方向をレーザ干渉計ＩＦＸとミラーＭＲＸ、更
にＹ軸方向をレーザ干渉計ＩＦＹとミラーＭＲＹ、θ方
向をレーザ干渉計ＩＦθと、ミラーＭＲＸにより精密に
位置計測され（第２の計測手段）、ウエハＷＦの任意の
位置をマーク観察位置に移動させて位置調整を行ってい
る。
【００２８】又、ステッパーＳＴは、上記計測マークＷ
ＡＭＸ、ＷＡＭＹのズレ量計測を行い、前記ズレを補正
することによって、レチクルＲＴのパターンを縮小投影
レンズＬＮでウエハＷＦ上に形成されたパターンに重ね
焼き露光する機能を有している。
ＡＭＸ、ＷＡＭＹのズレ量計測を行い、前記ズレを補正
することによって、レチクルＲＴのパターンを縮小投影
レンズＬＮでウエハＷＦ上に形成されたパターンに重ね
焼き露光する機能を有している。
【００２９】上記重ね焼き露光処理は、制御装置（ステ
ッパー制御装置）ＣＵの指令によって行っている。ここ
で、制御装置ＣＵは、図２における各要素１００〜６０
０によって構成している。図２における画像信号蓄積部
３００は、ステージ偏差計測部４００と同期を取ること
ができるようになっている。
ッパー制御装置）ＣＵの指令によって行っている。ここ
で、制御装置ＣＵは、図２における各要素１００〜６０
０によって構成している。図２における画像信号蓄積部
３００は、ステージ偏差計測部４００と同期を取ること
ができるようになっている。
【００３０】図２における撮像部７００はオフアクシス
スコープ（ＯＥ）を示し、ステージ偏差計測部８００は
干渉計（ＩＦＸ、ＭＲＸ、ＩＦＹ、ＭＲＹ、ＩＦθ）を
示し、位置合わせ動作部９００はステージ（ＸＹＳ、θ
Ｓ）を示している。
スコープ（ＯＥ）を示し、ステージ偏差計測部８００は
干渉計（ＩＦＸ、ＭＲＸ、ＩＦＹ、ＭＲＹ、ＩＦθ）を
示し、位置合わせ動作部９００はステージ（ＸＹＳ、θ
Ｓ）を示している。
【００３１】次に、図３のフローチャートを参照しなが
ら、図１を用いて詳細な半導体素子の製造工程を示す。
以下のステップの制御は、制御機構ＣＵによって行なわ
れ、各機器と制御装置ＣＵとは、通信ケーブルでつなが
れている。
ら、図１を用いて詳細な半導体素子の製造工程を示す。
以下のステップの制御は、制御機構ＣＵによって行なわ
れ、各機器と制御装置ＣＵとは、通信ケーブルでつなが
れている。
【００３２】まず、不図示の搬送手段によって、ウエハ
はθステージ（θＳ）上にあるウエハチャックＷＳ上に
載せられて真空吸着される(S001)。
はθステージ（θＳ）上にあるウエハチャックＷＳ上に
載せられて真空吸着される(S001)。
【００３３】オフアクシス光学系ＯＥは、常に固定され
た位置にあるので、ウエハＷＦ上のマークを観察位置に
移動するのは、ステージＸＹＳ、θＳで行う。
た位置にあるので、ウエハＷＦ上のマークを観察位置に
移動するのは、ステージＸＹＳ、θＳで行う。
【００３４】ウエハチャックＷＳに載せられたウエハＷ
Ｆは、オフアクシススコープＯＥによってウエハ上のマ
ークＷＡＭＰ位置（２ショット）が計られ、これにもと
づいてステージＸＹＳ、θＳを移動させることにより、
ウエハの位置が合わせられる(S002)。
Ｆは、オフアクシススコープＯＥによってウエハ上のマ
ークＷＡＭＰ位置（２ショット）が計られ、これにもと
づいてステージＸＹＳ、θＳを移動させることにより、
ウエハの位置が合わせられる(S002)。
【００３５】ウエハアライメントの為のマークの観察
は、できるだけ検査ウエハへのダメージを小さくする為
に、非露光光を用いて行なっている。ここでは、オフア
クシススコープＯＥでマークＷＡＭＸ、ＷＡＭＹを観察
する。つまりグローバルアライメント方式（ＡＧＡ）で
定められた全てのショットの計測マークについてステー
ジを移動し計測を行い、最後のマークを計測したら、全
ショットの計測値を用いてステージステップ移動補正量
が算出される(S003)。
は、できるだけ検査ウエハへのダメージを小さくする為
に、非露光光を用いて行なっている。ここでは、オフア
クシススコープＯＥでマークＷＡＭＸ、ＷＡＭＹを観察
する。つまりグローバルアライメント方式（ＡＧＡ）で
定められた全てのショットの計測マークについてステー
ジを移動し計測を行い、最後のマークを計測したら、全
ショットの計測値を用いてステージステップ移動補正量
が算出される(S003)。
【００３６】ここで、ステージを移動しマーク計測を行
う場合、干渉計がステージ偏差を計測出来る範囲であれ
ば、ステージの完全な静止を待たずに計測を行う。
う場合、干渉計がステージ偏差を計測出来る範囲であれ
ば、ステージの完全な静止を待たずに計測を行う。
【００３７】アライメント終了後、レチクルＲＴに照射
された露光光源の光は、投射レンズＬＮを通してレチク
ルＲＴ上のパターンを１／５に縮小され、ウエハＷＦの
上に塗布されているレジストを感光し重ね焼き露光が行
なわれる。
された露光光源の光は、投射レンズＬＮを通してレチク
ルＲＴ上のパターンを１／５に縮小され、ウエハＷＦの
上に塗布されているレジストを感光し重ね焼き露光が行
なわれる。
【００３８】ここで述べたステージ移動、アライメン
ト、露光、ステージ移動の繰り返しを行う。これをステ
ップアンドリピートという(S004)。
ト、露光、ステージ移動の繰り返しを行う。これをステ
ップアンドリピートという(S004)。
【００３９】重ね焼き露光が全て終了するとウエハは不
図示の搬送手段により搬出される(S005)。
図示の搬送手段により搬出される(S005)。
【００４０】次に、グローバルアライメント方式ＡＧＡ
(S003)の計測における計測方法を図４，図５のフローチ
ャートを参照しながら、図２を用いて説明を行う。
(S003)の計測における計測方法を図４，図５のフローチ
ャートを参照しながら、図２を用いて説明を行う。
【００４１】ＡＧＡを行う場合、位置合わせ指令部１０
０では、まず位置合わせ動作部（ＸＹＳ、θＳ）９００
を用いて、マークを観察位置に移動させる(SA001) 。
０では、まず位置合わせ動作部（ＸＹＳ、θＳ）９００
を用いて、マークを観察位置に移動させる(SA001) 。
【００４２】そして、マークの観察の為に撮像部（Ｏ
Ｅ）７００を構成している光源から非露光光を発射し調
光を行う(SA002) 。
Ｅ）７００を構成している光源から非露光光を発射し調
光を行う(SA002) 。
【００４３】非露光光で照射されたウエハ上のマーク
は、顕微鏡で像が拡大され、ＣＣＤカメラに結像する。
画像信号蓄積部３００は、ステージの完全静止を待たず
に、まだ揺れの残る段階でこの画像信号のＣＣＤカメラ
での取り込みを開始する。又、ステージ偏差記憶部４０
０は、画像信号を取り込んでいる間にステージ偏差計測
部（ＩＦＸ、ＭＲＸ、ＩＦＹ、ＭＲＹ、ＩＦθ）８００
で計測された偏差を記憶する(SA003) 。即ちここで画像
信号取り込み時間中のステージの正規の静止位置からの
誤差の平均化データが得られる。ステージ位置は静止時
には完全に正規の位置で止まるのが前提であり、よって
この時得られたデータが装置の揺れの情報となる。
は、顕微鏡で像が拡大され、ＣＣＤカメラに結像する。
画像信号蓄積部３００は、ステージの完全静止を待たず
に、まだ揺れの残る段階でこの画像信号のＣＣＤカメラ
での取り込みを開始する。又、ステージ偏差記憶部４０
０は、画像信号を取り込んでいる間にステージ偏差計測
部（ＩＦＸ、ＭＲＸ、ＩＦＹ、ＭＲＹ、ＩＦθ）８００
で計測された偏差を記憶する(SA003) 。即ちここで画像
信号取り込み時間中のステージの正規の静止位置からの
誤差の平均化データが得られる。ステージ位置は静止時
には完全に正規の位置で止まるのが前提であり、よって
この時得られたデータが装置の揺れの情報となる。
【００４４】ズレ量算出部５００では、前記蓄積（平均
化処理）された画像信号１０００から画像信号によるズ
レ量を取り込む(SA004) 。
化処理）された画像信号１０００から画像信号によるズ
レ量を取り込む(SA004) 。
【００４５】又、ズレ量算出部は、その時ステージ偏差
（干渉計値）を問い合わせに行き(SA005) 、偏差補正モ
ード４０００を用いて真のズレ量を算出する(SA006) 。
（干渉計値）を問い合わせに行き(SA005) 、偏差補正モ
ード４０００を用いて真のズレ量を算出する(SA006) 。
【００４６】ここで、本実施例の場合、偏差補正モード
４０００は、位置合わせ処理指令部１００によって、予
め最適モード算出部６００が決めている。
４０００は、位置合わせ処理指令部１００によって、予
め最適モード算出部６００が決めている。
【００４７】上記計測処理(SA001〜SA008)が、ＡＧＡで
定められた全てのショットの計測マークについて終了す
るまで行われる(SA007) 。
定められた全てのショットの計測マークについて終了す
るまで行われる(SA007) 。
【００４８】全ショット全マークの計測値が終了すれ
ば、ＡＧＡにおけるステージステップ補正量が算出され
る。
ば、ＡＧＡにおけるステージステップ補正量が算出され
る。
【００４９】更に、図５のフローチャートを用いて、図
４のSA003 である画像信号取り込み＆ステージ偏差記憶
について説明する。
４のSA003 である画像信号取り込み＆ステージ偏差記憶
について説明する。
【００５０】まず、画像信号蓄積部３００が画像信号を
取り込みを行う前に、ステージ偏差記憶部４００に対し
て同期信号を発信し(SAC001)、画像信号の取り込みを開
始する(SAC002)。
取り込みを行う前に、ステージ偏差記憶部４００に対し
て同期信号を発信し(SAC001)、画像信号の取り込みを開
始する(SAC002)。
【００５１】そして、同期信号を監視している(SAS001)
ステージ偏差記憶部４００は、画像信号蓄積部３００が
画像信号を取り込み始めたことを知り(SAS002)、ステー
ジ偏差計測部（第２手段）８００を用いてステージの偏
差（検出データの平均化）を計測する(SAS003)。
ステージ偏差記憶部４００は、画像信号蓄積部３００が
画像信号を取り込み始めたことを知り(SAS002)、ステー
ジ偏差計測部（第２手段）８００を用いてステージの偏
差（検出データの平均化）を計測する(SAS003)。
【００５２】ステージ偏差計測部８００によって計測さ
れたステージ偏差は、ステージ偏差記憶部４００によっ
て、位置偏差２０００に記憶される(SAS004)。
れたステージ偏差は、ステージ偏差記憶部４００によっ
て、位置偏差２０００に記憶される(SAS004)。
【００５３】画像信号蓄積部３００は、画像信号を取り
込み終わると、ステージ偏差記憶部４００に対して同期
信号を発信し、画像信号取り込み終了を伝え(SAC003)、
取り込んだ画像信号によりズレ量を算出し、画像信号１
０００に格納する(SAC004)。
込み終わると、ステージ偏差記憶部４００に対して同期
信号を発信し、画像信号取り込み終了を伝え(SAC003)、
取り込んだ画像信号によりズレ量を算出し、画像信号１
０００に格納する(SAC004)。
【００５４】又、画像信号蓄積部３００からの同期信号
を監視している(SAS005)ステージ偏差記憶部４００も、
信号取り込みの終了を知り(SAS006)、今まで記憶した位
置偏差（ＸＹ方向の平均と３σ）を算出し、位置偏差２
０００に格納する(SAS007)。
を監視している(SAS005)ステージ偏差記憶部４００も、
信号取り込みの終了を知り(SAS006)、今まで記憶した位
置偏差（ＸＹ方向の平均と３σ）を算出し、位置偏差２
０００に格納する(SAS007)。
【００５５】ここで、３σ値が大きく許容範囲を越えて
いる場合、不図示のオペレーション用の端末ＣＳにワー
ニングを出力し、作業者に知らせる。
いる場合、不図示のオペレーション用の端末ＣＳにワー
ニングを出力し、作業者に知らせる。
【００５６】次に、このようにしてできたマーク位置の
検出と、偏差補正の計算について説明する。
検出と、偏差補正の計算について説明する。
【００５７】本実施例で使用するマークは、図６に示さ
れるようなマークである。但し、使用するマークは画像
信号による計測のできるマークであれば、どのようなマ
ークであっても良い。画像信号によるマークの位置の算
出は、中心座標（ＭＣＸ、ＭＣＹ）とする。
れるようなマークである。但し、使用するマークは画像
信号による計測のできるマークであれば、どのようなマ
ークであっても良い。画像信号によるマークの位置の算
出は、中心座標（ＭＣＸ、ＭＣＹ）とする。
【００５８】位置偏差２０００に記憶している偏差は、
Ｘ干渉計読み値、Ｙ干渉計読み値、における変動の平均
（それぞれdx,dy) と、それぞれのバラツキ（σ）であ
るところの３倍値（３σ）である。
Ｘ干渉計読み値、Ｙ干渉計読み値、における変動の平均
（それぞれdx,dy) と、それぞれのバラツキ（σ）であ
るところの３倍値（３σ）である。
【００５９】ここで、図７から真の駆動位置と目標駆動
位置の差は、以下のように考えられる。
位置の差は、以下のように考えられる。
【００６０】Ｘ方向 (Δx)：Ｘ干渉計の変動分 Ｙ方向 (Δy)：Ｙ干渉計の変動分 上記読み値Ｘ，Ｙ方向の平均を、それぞれdx,dyとする
と以下の補正値が出てくる。
と以下の補正値が出てくる。
【００６１】(Δx)=dx (Δy)=dy この値を用いて中心座標（ＭＣＸ、ＭＣＹ）を補正すれ
ば、真の計測値が求まる。即ち、Ｘ方向の真の計測値は
ＭＣＸ−dx、Ｙ方向の真の計測値はＭＣＹ−dｙとな
る。
ば、真の計測値が求まる。即ち、Ｘ方向の真の計測値は
ＭＣＸ−dx、Ｙ方向の真の計測値はＭＣＹ−dｙとな
る。
【００６２】上記例では、Ｘ干渉計値、Ｙ干渉計値を用
いて補正することを考えたが、どの値を使用するかは、
偏差補正モード４０００としてであり、それに従って、
補正計算される。又、ここでは、偏差ＸＹの評価の仕方
の一例を示したが、必ずこの通りの方法で評価する必要
はない。又、ＸＹ軸以外のステージの偏差を求めて補正
しても良い。又、図６に代表的な観察マークの例を上げ
たが、撮像手段で撮像でき、画像信号として取り込みこ
とができる形状のパターンであれば、どのようなパター
ンを使用しても良い。
いて補正することを考えたが、どの値を使用するかは、
偏差補正モード４０００としてであり、それに従って、
補正計算される。又、ここでは、偏差ＸＹの評価の仕方
の一例を示したが、必ずこの通りの方法で評価する必要
はない。又、ＸＹ軸以外のステージの偏差を求めて補正
しても良い。又、図６に代表的な観察マークの例を上げ
たが、撮像手段で撮像でき、画像信号として取り込みこ
とができる形状のパターンであれば、どのようなパター
ンを使用しても良い。
【００６３】本実施形態において、撮像部（ＯＥ）７０
０と画像信号蓄積部３００等はウエハ上の計測マークを
撮像すると共に撮像された計測マークの画像信号に平均
化処理（蓄積）を行う第１手段の一要素を構成してい
る。ステージ偏差計測部８００はステージ手段（ＸＹス
テージＸＹＳ）の位置を検出する第２手段の一要素を構
成している。ステージ偏差（干渉計値）記憶部４００は
ステージ偏差計測部８００による検出位置データの平均
化を行うデータ平均化手段の一要素を構成している。
０と画像信号蓄積部３００等はウエハ上の計測マークを
撮像すると共に撮像された計測マークの画像信号に平均
化処理（蓄積）を行う第１手段の一要素を構成してい
る。ステージ偏差計測部８００はステージ手段（ＸＹス
テージＸＹＳ）の位置を検出する第２手段の一要素を構
成している。ステージ偏差（干渉計値）記憶部４００は
ステージ偏差計測部８００による検出位置データの平均
化を行うデータ平均化手段の一要素を構成している。
【００６４】本実施形態では以上の構成を半導体素子の
製造ライン（装置）の中に組み込むことによって、真の
位置計測を行うことができ、グローバルアライメント法
における精度を向上させている。又、アライメントを行
う上での単体計測における計測値の信頼性が向上してい
る。更に、ステージが変動している場合であっても、そ
の変動を計測し、計測値に反映することによって正確な
位置計測ができるようにしている。
製造ライン（装置）の中に組み込むことによって、真の
位置計測を行うことができ、グローバルアライメント法
における精度を向上させている。又、アライメントを行
う上での単体計測における計測値の信頼性が向上してい
る。更に、ステージが変動している場合であっても、そ
の変動を計測し、計測値に反映することによって正確な
位置計測ができるようにしている。
【００６５】そして、それぞれの装置、床状態によら
ず、安定した精度の計測値がえられるようにしている。
ステージ変動状態でも正確なズレ量計測値が求められる
ことにより、ステージステップ後にステージの静止を待
つ必要がなくなり、ステージのステップ静止を待たない
で計測が行える分グローバルアライメント方法のスルー
プットを向上させている。
ず、安定した精度の計測値がえられるようにしている。
ステージ変動状態でも正確なズレ量計測値が求められる
ことにより、ステージステップ後にステージの静止を待
つ必要がなくなり、ステージのステップ静止を待たない
で計測が行える分グローバルアライメント方法のスルー
プットを向上させている。
【００６６】図９は本発明の実施形態２の要部概略図で
ある。本実施形態では、コータＣＯ、ステッパーＳＴ及
びディベロッパＤＥを直列に結合して備えている。コー
タＣＯは、ウエハＷＦにレジストを塗布する機構を有し
ている。ディベロッパＤＥは、ステッパーＳＴで露光さ
れた検査ウエハを現像する機構を有している。
ある。本実施形態では、コータＣＯ、ステッパーＳＴ及
びディベロッパＤＥを直列に結合して備えている。コー
タＣＯは、ウエハＷＦにレジストを塗布する機構を有し
ている。ディベロッパＤＥは、ステッパーＳＴで露光さ
れた検査ウエハを現像する機構を有している。
【００６７】検査は制御装置ＣＵの指令によって、コー
タＣＯの入口におかれた検査用のウエハを各機構間を移
動させながら自動的に行っている。そして露光時に形成
したマークより計測されたズレ量からアライメント精度
と工程オフセット値を算出する。その値は、ステッパー
ＳＴに入力され、製品製造用のウエハのアライメント補
正値として使用される。本実施例では、１ロットの製品
製造用のウエハの中から１枚のウエハを選択し、これを
処理する。
タＣＯの入口におかれた検査用のウエハを各機構間を移
動させながら自動的に行っている。そして露光時に形成
したマークより計測されたズレ量からアライメント精度
と工程オフセット値を算出する。その値は、ステッパー
ＳＴに入力され、製品製造用のウエハのアライメント補
正値として使用される。本実施例では、１ロットの製品
製造用のウエハの中から１枚のウエハを選択し、これを
処理する。
【００６８】次に、図１０を参照しながら図９を用いて
詳細な半導体素子の製造工程を示す。但し、実施形態１
と同様、以下のステップの制御は、ステッパー制御機構
ＣＵによって行われ、各機器とステッパー制御装置ＣＵ
とは、通信ケーブルでつながれている。
詳細な半導体素子の製造工程を示す。但し、実施形態１
と同様、以下のステップの制御は、ステッパー制御機構
ＣＵによって行われ、各機器とステッパー制御装置ＣＵ
とは、通信ケーブルでつながれている。
【００６９】第１ステップ(S101 〜S103) において、対
象となるウエハＷＦはウエハセットテーブルＷＳＴに置
かれ(S101)、ウエハは搬送路Ｒ１を通り、レジスト塗布
装置（コータ）ＣＯでレジストが塗られ(S102)、搬送路
Ｒ２を介してステッパーＳＴに送られ、オートハンドＨ
ＡＳでθステージθＳ上にあるウエハチャックＷＳに載
せられて真空吸着される(S103)。
象となるウエハＷＦはウエハセットテーブルＷＳＴに置
かれ(S101)、ウエハは搬送路Ｒ１を通り、レジスト塗布
装置（コータ）ＣＯでレジストが塗られ(S102)、搬送路
Ｒ２を介してステッパーＳＴに送られ、オートハンドＨ
ＡＳでθステージθＳ上にあるウエハチャックＷＳに載
せられて真空吸着される(S103)。
【００７０】第２ステップ(S104 〜S105) は、レチクル
ＲＴに描かれたパターンを投影レンズＬＮでウエハＷＦ
上に塗布されたレジストに露光する工程である。
ＲＴに描かれたパターンを投影レンズＬＮでウエハＷＦ
上に塗布されたレジストに露光する工程である。
【００７１】つまり、露光シャッタＳＨＴを開き、レチ
クルパターンＲＴに照射された露光光原ＩＬからの光
は、マスキングブレードＭＢを通り、投射レンズＬＮを
通して１／５に縮小され、ウエハＷＦの上に塗布されて
いるレジストを感光する。このとき後述する第４ステッ
プで使用するアライメント計測マーク（図６）を露光す
る。
クルパターンＲＴに照射された露光光原ＩＬからの光
は、マスキングブレードＭＢを通り、投射レンズＬＮを
通して１／５に縮小され、ウエハＷＦの上に塗布されて
いるレジストを感光する。このとき後述する第４ステッ
プで使用するアライメント計測マーク（図６）を露光す
る。
【００７２】露光が完了するとＸＹステージＸＹＳは、
次に露光する位置に移動し全ショットの露光を行う(S10
4)。
次に露光する位置に移動し全ショットの露光を行う(S10
4)。
【００７３】露光全てが終了するとウエハを回収ハンド
ＨＡＲでウエハチャックＷＳから現像装置の搬入通路Ｒ
３へ送り、第３ステップに移行する(S105)。
ＨＡＲでウエハチャックＷＳから現像装置の搬入通路Ｒ
３へ送り、第３ステップに移行する(S105)。
【００７４】第３ステップ(S106)では、搬入通路Ｒ３に
送られたウエハを、現像機ＤＥへ送り現像する(S106)。
現像を終了すると、ウエハを搬入通路Ｒ４を介して搬入
通路Ｒ５へ送り、重ね焼き工程である第４ステップへ移
行する。
送られたウエハを、現像機ＤＥへ送り現像する(S106)。
現像を終了すると、ウエハを搬入通路Ｒ４を介して搬入
通路Ｒ５へ送り、重ね焼き工程である第４ステップへ移
行する。
【００７５】第４ステップ(S107 〜S111) においては、
ウエハを第１ステップで使用した搬入通路Ｒ１を介し
て、コータＣＯではレジストを塗布しないで、そのまま
搬入通路Ｒ２へ送り、供給ハンドＨＡＳによりθステー
ジ上のウエハチャックに載せられ、真空吸着される(S10
7)。
ウエハを第１ステップで使用した搬入通路Ｒ１を介し
て、コータＣＯではレジストを塗布しないで、そのまま
搬入通路Ｒ２へ送り、供給ハンドＨＡＳによりθステー
ジ上のウエハチャックに載せられ、真空吸着される(S10
7)。
【００７６】ウエハチャックＷＳに載せられたウエハ
は、オフアクシス光学系（オフアクシススコープＯＥ）
によってウエハ上のマークＷＡＭＬ、ＷＡＭＲの位置が
計られ、これにもとづいてステージＸＹＳ、θＳを移動
させることにより、ウエハの位置が合わせられる(S10
8)。
は、オフアクシス光学系（オフアクシススコープＯＥ）
によってウエハ上のマークＷＡＭＬ、ＷＡＭＲの位置が
計られ、これにもとづいてステージＸＹＳ、θＳを移動
させることにより、ウエハの位置が合わせられる(S10
8)。
【００７７】次に、ＴＴＬオフアクシス方式でマークを
観察する。
観察する。
【００７８】即ち、非露光光源ＳＬＹ、例えばＨｅＮｅ
レーザ等から発射された光は、ハーフミラーＨＭを通
り、ミラーＭＲＡにより投射レンズＬＮに照射され、ウ
エハ上のアライメントマークＷＭＬを照明する。ウエハ
ＷＦで反射された非露光光は、投射レンズＬＮを通り、
ミラーＭＲＡで光路を曲げられ、ハーフミラーＨＭを通
過してＣＣＤカメラＣＭＹに達する。これにより、アラ
イメントマークＷＭＬの像が、ＣＣＤカメラＣＭＹに結
像する。反対側のマークＷＭＲもステージＸＹＳを移動
させ、同様にＣＣＤカメラＣＭＹに結像させる。
レーザ等から発射された光は、ハーフミラーＨＭを通
り、ミラーＭＲＡにより投射レンズＬＮに照射され、ウ
エハ上のアライメントマークＷＭＬを照明する。ウエハ
ＷＦで反射された非露光光は、投射レンズＬＮを通り、
ミラーＭＲＡで光路を曲げられ、ハーフミラーＨＭを通
過してＣＣＤカメラＣＭＹに達する。これにより、アラ
イメントマークＷＭＬの像が、ＣＣＤカメラＣＭＹに結
像する。反対側のマークＷＭＲもステージＸＹＳを移動
させ、同様にＣＣＤカメラＣＭＹに結像させる。
【００７９】ＣＣＤカメラＣＭＹからの画像信号は、ス
テッパー制御装置ＣＵで処理され、マークＷＭＬ、ＷＭ
ＲのＹ方向の位置が計測される。又、ウエハアライメン
トはグローバルアライメント（ＡＧＡ）方式で行う。
テッパー制御装置ＣＵで処理され、マークＷＭＬ、ＷＭ
ＲのＹ方向の位置が計測される。又、ウエハアライメン
トはグローバルアライメント（ＡＧＡ）方式で行う。
【００８０】こうして、そのショットにおけるウエハの
位置計測を終了し、グローバルアライメント用に設定さ
れた全ての計測ショットの計測値を用いてステージステ
ップ移動補正量が算出される。補正量はＲｏｔｘ（Ｘ軸
回転）、Ｒｏｔｙ（Ｙ軸回転）、Ｍａｇｘ（Ｘ軸倍
率）、Ｍａｇｙ（Ｙ軸倍率）等である。これら補正量は
制御装置ＣＵに蓄積される(S109)。
位置計測を終了し、グローバルアライメント用に設定さ
れた全ての計測ショットの計測値を用いてステージステ
ップ移動補正量が算出される。補正量はＲｏｔｘ（Ｘ軸
回転）、Ｒｏｔｙ（Ｙ軸回転）、Ｍａｇｘ（Ｘ軸倍
率）、Ｍａｇｙ（Ｙ軸倍率）等である。これら補正量は
制御装置ＣＵに蓄積される(S109)。
【００８１】ここで、３σ値が大きく許容範囲を越えて
いる場合、不図示のオペレーション用の端末ＣＳにワー
ニングを出力し、検査作業者に知らせる。
いる場合、不図示のオペレーション用の端末ＣＳにワー
ニングを出力し、検査作業者に知らせる。
【００８２】アライメント終了後、ウエハ第１ショット
から最終ショットまで順にＸＹステージＸＹＳをステッ
プアンドリピートさせながら、露光を行う。つまり、露
光シャッタＳＨＴを開き、レチクルパターンＲＴに照射
された露光光源ＩＬの光は、マスキングブレードＭＢを
通り、投射レンズＬＮを通して１／５に縮小され、ウエ
ハＷＦの上に塗布されているレジストを感光する。露光
が完了するとＸＹθステージは、次に露光する位置に移
動し全ショットの露光を行う。
から最終ショットまで順にＸＹステージＸＹＳをステッ
プアンドリピートさせながら、露光を行う。つまり、露
光シャッタＳＨＴを開き、レチクルパターンＲＴに照射
された露光光源ＩＬの光は、マスキングブレードＭＢを
通り、投射レンズＬＮを通して１／５に縮小され、ウエ
ハＷＦの上に塗布されているレジストを感光する。露光
が完了するとＸＹθステージは、次に露光する位置に移
動し全ショットの露光を行う。
【００８３】露光を終了したウエハは、回収ハンドＨＡ
Ｒでウエハチャックから、現像装置の搬入通路Ｒ３へ送
り、現像作業をしないでＲ４へ送って、ウエハ受取テー
フルＷＥＮでウエハを取り出す(S111)。
Ｒでウエハチャックから、現像装置の搬入通路Ｒ３へ送
り、現像作業をしないでＲ４へ送って、ウエハ受取テー
フルＷＥＮでウエハを取り出す(S111)。
【００８４】次に、ＡＧＡ(S109)について図１１を用い
て説明を行う。
て説明を行う。
【００８５】先ず、ステップ(SA101〜SA104 ）のプロセ
スは、実施形態１と同様に行われる。即ち、位置合わせ
指令部１００では、位置合わせ動作部（ＸＹＳ、θＳ）
９００を用いて、マークを観察位置に移動させる(SA10
1) 。
スは、実施形態１と同様に行われる。即ち、位置合わせ
指令部１００では、位置合わせ動作部（ＸＹＳ、θＳ）
９００を用いて、マークを観察位置に移動させる(SA10
1) 。
【００８６】そして、マーク観察の為に、撮像部（Ｏ
Ｅ）７００を構成している光源から非露光光を発射し調
光を行う(SA102) 。
Ｅ）７００を構成している光源から非露光光を発射し調
光を行う(SA102) 。
【００８７】そして、画像信号を取り込んでいる間、ス
テージ偏差記憶部４００は、ステージ偏差計測部８００
で計測された偏差を記憶する(SA103) 。
テージ偏差記憶部４００は、ステージ偏差計測部８００
で計測された偏差を記憶する(SA103) 。
【００８８】ズレ量算出部では、前記蓄積された画像信
号１０００から画像信号によるズレ量を取り込む(SA10
4) 。
号１０００から画像信号によるズレ量を取り込む(SA10
4) 。
【００８９】ここで、ズレ量３０００には前記蓄積され
た画像信号によるズレ量と各成分の偏差データを全て記
憶しておく(SA106) 。
た画像信号によるズレ量と各成分の偏差データを全て記
憶しておく(SA106) 。
【００９０】本実施例の場合、偏差データはＸＹＳのＸ
成分、Ｙ成分、θＳのθ成分、及びそれぞれの偏差バラ
ツキにて表されている。
成分、Ｙ成分、θＳのθ成分、及びそれぞれの偏差バラ
ツキにて表されている。
【００９１】もし、偏差データの３σ値が大きく許容範
囲を超えている場合や補正値がある一定のトレランスを
越えていた場合(SA107) 、オペレーション用の端末ＣＳ
にワーニングを出力し(SA108) 、もう一度SA103 に戻
り、計測し直すことになる。
囲を超えている場合や補正値がある一定のトレランスを
越えていた場合(SA107) 、オペレーション用の端末ＣＳ
にワーニングを出力し(SA108) 、もう一度SA103 に戻
り、計測し直すことになる。
【００９２】上記計測処理(SA101〜SA108)が、ＡＧＡで
定められた全てのショットの計測マークについて終了す
るまで行われる(SA109) 。
定められた全てのショットの計測マークについて終了す
るまで行われる(SA109) 。
【００９３】ここで、最適モード算出部６００では、前
記蓄積された画像信号によるズレ量と各成分の偏差デー
タから補正に最適なモード４０００を決定し(SA110) 、
偏差補正モード４０００に記憶する。そして、ズレ量算
出部５００では、前記偏差補正モード４０００を用いて
真のズレ量を算出し、前記真のズレ量を用いてＡＧＡの
補正値算出＆補正を行う(AS111) 。
記蓄積された画像信号によるズレ量と各成分の偏差デー
タから補正に最適なモード４０００を決定し(SA110) 、
偏差補正モード４０００に記憶する。そして、ズレ量算
出部５００では、前記偏差補正モード４０００を用いて
真のズレ量を算出し、前記真のズレ量を用いてＡＧＡの
補正値算出＆補正を行う(AS111) 。
【００９４】次に、ＴＴＬオフアクシス方式を使用した
場合の偏差補正の仕方を説明する。画像信号によるマー
クの位置の算出は、中心座標（ＭＣＸ、ＭＣＹ）とす
る。又、実施形態１と同様に、位置偏差２０００に記憶
している偏差は、Ｘ干渉計読み値(dx)、Ｙ干渉計読み値
(dY)における変動の平均と、それぞれのバラツキであ
るところのσの３倍値（３σ）である。
場合の偏差補正の仕方を説明する。画像信号によるマー
クの位置の算出は、中心座標（ＭＣＸ、ＭＣＹ）とす
る。又、実施形態１と同様に、位置偏差２０００に記憶
している偏差は、Ｘ干渉計読み値(dx)、Ｙ干渉計読み値
(dY)における変動の平均と、それぞれのバラツキであ
るところのσの３倍値（３σ）である。
【００９５】ここで、上記読み値の平均を、それぞれd
x,dyとすると以下の補正値が出てくる。
x,dyとすると以下の補正値が出てくる。
【００９６】(Δx)=dx (Δy)=dy この値を用いて中心座標（ＭＣＸ、ＭＣＹ）を補正すれ
ば、真の計測値が求まる。
ば、真の計測値が求まる。
【００９７】もし計測値に対してＸ方向の変動が小さ
く、補正する必要がなければ、偏差補正モード４０００
として補正しないようにセットすることができる。
く、補正する必要がなければ、偏差補正モード４０００
として補正しないようにセットすることができる。
【００９８】図１３は本発明の実施形態３に係るフロー
チャートである。
チャートである。
【００９９】図１３は、本発明を使用したＡＧＡ（図
３：S003）の１マーク計測について、ステージを止めな
いで計測を行った場合の１マーク計測説明のフロー例を
示している。即ち、画像信号読み込み＆ステージ偏差記
憶(SA103) の詳細フロー例である。
３：S003）の１マーク計測について、ステージを止めな
いで計測を行った場合の１マーク計測説明のフロー例を
示している。即ち、画像信号読み込み＆ステージ偏差記
憶(SA103) の詳細フロー例である。
【０１００】ＡＧＡを行う場合、ステップSA001 〜SA00
8 までは実施形態１と同様なので説明は省略する。以
下、図１３を用いて本発明の実施形態３を説明する。
8 までは実施形態１と同様なので説明は省略する。以
下、図１３を用いて本発明の実施形態３を説明する。
【０１０１】先ず、ステージはマーク観察領域にくれば
等速で移動する。そして観察可能な位置にくれば(SAS01
1)、ステージ偏差記憶部４００は、画像信号蓄積部３０
０に対して同期信号を送り、ステージ偏差記憶を開始す
る(SAS012)。
等速で移動する。そして観察可能な位置にくれば(SAS01
1)、ステージ偏差記憶部４００は、画像信号蓄積部３０
０に対して同期信号を送り、ステージ偏差記憶を開始す
る(SAS012)。
【０１０２】同期信号を観察している(SAC011)画像信号
蓄積部３００は、撮像部７００を使用して画像信号を画
像信号データ１０００に取り込む(SAC012)。
蓄積部３００は、撮像部７００を使用して画像信号を画
像信号データ１０００に取り込む(SAC012)。
【０１０３】ステージ偏差計測部８００によって計測さ
れた(SAS013)ステージ偏差は、ステージ偏差記憶部４０
０によって、位置偏差２０００に記憶される(SAS014)。
れた(SAS013)ステージ偏差は、ステージ偏差記憶部４０
０によって、位置偏差２０００に記憶される(SAS014)。
【０１０４】ステージ偏差記憶部４００は、ステージが
マーク観察領域を越えると(SAS015)、ステージ偏差の記
憶をやめ、同期信号を発し(SAS016)、今まで記憶した位
置偏差（ＸＹ方向の平均と３σ）を算出し、位置偏差２
０００に記憶する(SAS017)。
マーク観察領域を越えると(SAS015)、ステージ偏差の記
憶をやめ、同期信号を発し(SAS016)、今まで記憶した位
置偏差（ＸＹ方向の平均と３σ）を算出し、位置偏差２
０００に記憶する(SAS017)。
【０１０５】ここで、３σ値が大きく許容範囲を越えて
いる場合、不図示のオペレーション用の端末ＣＳにワー
ニングを出力し、作業者に知らせる。
いる場合、不図示のオペレーション用の端末ＣＳにワー
ニングを出力し、作業者に知らせる。
【０１０６】一方、同期信号監視している(SAC013)画像
信号蓄積部３００は、同期信号を受け取ると、信号取り
込みをやめ、取り込んだ画像信号によりズレ量平均を算
出し、画像信号１０００に格納する(SAC014)。
信号蓄積部３００は、同期信号を受け取ると、信号取り
込みをやめ、取り込んだ画像信号によりズレ量平均を算
出し、画像信号１０００に格納する(SAC014)。
【０１０７】上述各実施例によれば、レーザ干渉計によ
り画像信号蓄積中のステージ偏差を計測し、撮像された
画像信号による計測値にそれを反映することによって、
真のズレ量計測値を得ることができる。
り画像信号蓄積中のステージ偏差を計測し、撮像された
画像信号による計測値にそれを反映することによって、
真のズレ量計測値を得ることができる。
【０１０８】又、グローバルアライメントにおいては、
真のズレ量計測値を使用して補正計算をする為に、計測
精度があがる。
真のズレ量計測値を使用して補正計算をする為に、計測
精度があがる。
【０１０９】そして、グローバルアライメント法におけ
るステップ＆計測シーケンスにおいて、干渉計の計測で
きる範囲であれば、ステージを完全に停止しなくても
（変動している状態でも）、正確なズレ量計測値を求め
ることができる。
るステップ＆計測シーケンスにおいて、干渉計の計測で
きる範囲であれば、ステージを完全に停止しなくても
（変動している状態でも）、正確なズレ量計測値を求め
ることができる。
【０１１０】更に、最適偏差モードを得ることによっ
て、それぞれの装置、床状態によらず、安定した精度の
計測値が得られる。
て、それぞれの装置、床状態によらず、安定した精度の
計測値が得られる。
【０１１１】ステージ静止前の変動状態でも正確なズレ
量計測値が求められることにより、ステージステップ後
にステージの静止を待つ必要がなくなった。よって、ス
テージのステップ静止を待たないで計測が行える分グロ
ーバルアライメント方法のスループットが向上する。
量計測値が求められることにより、ステージステップ後
にステージの静止を待つ必要がなくなった。よって、ス
テージのステップ静止を待たないで計測が行える分グロ
ーバルアライメント方法のスループットが向上する。
【０１１２】次に上記説明した露光装置を利用したデバ
イスの製造方法の実施例を説明する。
イスの製造方法の実施例を説明する。
【０１１３】図１４は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
【０１１４】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【０１１５】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前行程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前行程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【０１１６】次のステップ５（組立）は後行程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【０１１７】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【０１１８】図１５は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
【０１１９】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【０１２０】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１２１】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造するこ
とができる。
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造するこ
とができる。
【０１２２】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、２つの計
測系（例えばオフアクシス・スコープとステージ干渉
系）を用いて、画像信号蓄積時間中のステージ位置の平
均化情報を計測し、撮像された画像信号による計測値に
それを反映することによって、ステージが静止前のまだ
揺れている場合であっても真の計測位置を高精度に求め
ることができる半導体デバイス等の製造に好適な位置計
測装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を達成する
ことができる。
測系（例えばオフアクシス・スコープとステージ干渉
系）を用いて、画像信号蓄積時間中のステージ位置の平
均化情報を計測し、撮像された画像信号による計測値に
それを反映することによって、ステージが静止前のまだ
揺れている場合であっても真の計測位置を高精度に求め
ることができる半導体デバイス等の製造に好適な位置計
測装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を達成する
ことができる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部斜視図
【図２】 本発明の実施形態１の要部ブロック図
【図３】 本発明の実施形態１の動作のフローチャート
【図４】 本発明の実施形態１の動作のフローチャート
【図５】 本発明の実施形態１の動作のフローチャート
【図６】 本発明の実施形態で使用するマークの説明図
【図７】 本発明の実施形態１の一部分の要部平面図
【図８】 本発明の実施形態２の要部概略図
【図９】 本発明の実施形態２の動作のフローチャート
【図１０】 本発明の実施形態２の動作のフローチャー
ト
ト
【図１１】 本発明の実施形態３の動作のフローチャー
ト
ト
【図１２】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
【図１３】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
ＳＴ ステッパー ＬＮ 投影レンズ ＲＴ レチクル ＷＦ ウエハ ＩＦＸ、ＩＦＹ、ＩＦθ干渉計 ＣＵ 制御装置 ＷＡＭＸ、ＷＡＭＹ計測マーク ＯＥ オフアクシススコープ ＸＹＳ ＸＹステージ θＳ θステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｋ 21/30 ５２０Ａ Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA06 AA20 AA31 BB27 CC20 EE00 FF01 FF04 FF51 JJ03 JJ09 LL12 NN20 PP11 PP12 PP13 PP24 QQ23 QQ24 QQ25 QQ42 TT02 2H097 BA06 CA17 JA03 KA03 KA20 KA29 LA10 5F031 GG12 GG19 KK04 5F046 BA04 CC04 CC13 CC16 ED02 FA03 FA10 FA17 FC04
Claims (8)
- 【請求項１】 静止させるべき物体が静止する前の段階
から物体上の計測マークを撮像すると共に該撮像された
計測マークの画像信号に平均化処理を行う第１手段と、
前記物体の搬送を行うステージ手段の位置を検出する第
２手段と、該第２手段による検出位置データの平均化を
行うデータ平均化手段と、を有し、前記平均化処理され
た画像信号と前記平均化された検出位置データとから物
体の静止位置情報を得ることを特徴とする位置計測装
置。 - 【請求項２】 前記第２手段がレーザ干渉計を含むこと
を特徴とする請求項１の位置計測装置。 - 【請求項３】 静止させるべき物体が静止する前の段階
から物体上の計測マークを撮像すると共に該撮像された
計測マークの画像信号に平均化処理を行う第１工程と、
前記物体の搬送を行うステージ手段の位置を検出する第
２工程と、該第２工程による検出位置データの平均化を
行うデータ平均化工程と、を有し、前記第１手段で平均
化処理された画像信号と前記平均化された検出位置デー
タとから物体の静止位置情報を得ることを特徴とする位
置計測方法。 - 【請求項４】 請求項１の位置計測装置を用いて第１物
体と第２物体との相対的な位置合わせを行った後に、第
１物体面上のパターンを第２物体面上に露光転写してい
ることを特徴とする露光装置。 - 【請求項５】 請求項３の位置計測方法を用いて、第１
物体と第２物体との相対的な位置合わせを行った後に第
１物体面上のパターンを第２物体面上に露光転写してい
ることを特徴とする露光装置。 - 【請求項６】 請求項１の位置計測装置を用いて、第１
物体と第２物体とのの相対的な位置ずれを求める工程を
介してレチクルとウエハとの相対的な位置検出を行った
後、該レチクル面上のパターンをウエハ面上に転写し、
次いで現像処理工程を介してデバイスを製造したことを
特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項７】 請求項３の位置計測方法を用いて、第１
物体と第２物体との相対的な位置ずれを求める工程を介
してレチクルとウエハとの相対的な位置検出を行った
後、該レチクル面上のパターンをウエハ面上に転写し、
次いで現像処理工程を介してデバイスを製造したことを
特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項８】 請求項４又は５の露光装置を用いて、レ
チクル面上のパターンをウエハ面上に転写し、次いで該
ウエハを現像処理工程を介してデバイスを製造している
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20449698A JP3548428B2 (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 位置計測装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| EP99305100A EP0969328A3 (en) | 1998-07-03 | 1999-06-29 | Position detection apparatus and exposure apparatus |
| US09/343,093 US7170603B2 (en) | 1998-07-03 | 1999-06-30 | Position detection apparatus and exposure apparatus |
| KR1019990026792A KR100340258B1 (ko) | 1998-07-03 | 1999-07-03 | 위치검출장치 및 노광장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20449698A JP3548428B2 (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 位置計測装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000021766A true JP2000021766A (ja) | 2000-01-21 |
| JP3548428B2 JP3548428B2 (ja) | 2004-07-28 |
| JP2000021766A5 JP2000021766A5 (ja) | 2004-12-16 |
Family
ID=16491502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20449698A Expired - Fee Related JP3548428B2 (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 位置計測装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP0969328A3 (ja) |
| JP (1) | JP3548428B2 (ja) |
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