JP2001267206A

JP2001267206A - 位置合せ方法、露光装置、及び、半導体デバイス生産方法

Info

Publication number: JP2001267206A
Application number: JP2000072163A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Osaki; 美紀大嵜
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-09-28
Also published as: US20010041417A1; US6649484B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プロセス要因によりアライメントマークの形
状が崩れた場合でもアライメント精度を劣化させない位
置合せ方法、露光装置、及び、半導体デバイス生産方法
を提供することにある。【解決手段】基板上に形成された複数のサンプルショ
ット内のアライメントマークを所定の計測条件で位置計
測し、その位置計測結果に基づいて基板の位置決めを行
なう位置合せ方法であって、計測条件は、アライメント
マークを計測方向とは異なる方向に所定ピッチで移動さ
せていき、アライメントマークを順次位置計測し、その
位置計測結果から求められた位置計測値の変化量に基づ
いて、選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定のパターンを
投影光学系を介して感光性材料が塗布された基板に転写
するリソグラフィ工程において、位置合せ方法、その位
置合せ方法を用いた露光装置、及び、その露光装置を利
用した半導体デバイス生産方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスを生産する際のリソグラ
フィ工程では、レチクルやマスク等（以下、レチクルと
総称する）に形成された回路パターンを感光性材料（以
下、レジストと総称する）が塗布されたウエハやガラス
プレート等（以下、基板と総称する）に転写する露光装
置が使用されている。この露光装置では、レチクルと基
板の相対的な位置合せ、いわゆる、アライメントを高精
度に行なうことが非常に重要である。

【０００３】以下、従来の露光装置におけるアライメン
トフローについて図７を用いて説明する。プリアライメ
ントを行ない（ステップ７１）、全ショットの中から事
前に設定された複数のサンプルショットに設けられたア
ライメントマークを順次位置計測し（ステップ７２）、
その位置計測結果を統計的に処理し全ショット配列を算
出し（ステップ７３）、その算出結果に基づき各ショッ
トを露光していく（ステップ７４）、というフローで行
なわれている。

【０００４】アライメントマークの位置計測は、投影レ
ンズを介して、又は、介さずに基板上に形成されたアラ
イメントマークを照明し、そこからの反射光・回折光を
投影レンズを介して、又は、介さずに受光することによ
り、位置情報を得るという形で行なわれている。アライ
メントマークを照明する際に用いられる光（以下、アラ
イメント光と総称する）には、基板に塗布されたレジス
トの吸収や感光等の理由から、露光に用いられる光（以
下、露光光と総称する）とは異なる波長の非露光光を用
いている。

【０００５】このアライメントの実施方式には、投影レ
ンズを介さない方式（以下、オフアクシス方式と総称す
る）と投影レンズを介す方式（以下、ＴＴＬ方式と総称
する）の２つがある。さらに、アライメントマークの検
出方式には、アライメントマークからの像を撮像素子上
に結像させて直接観察する方式（以下、画像方式と総称
する）とアライメントマークに格子状マークを用いて空
間的な位相を検出する方式（以下、位相検出方式と総称
する）の２つがある。これらのアライメント方式には、
それぞれ一長一短があり、一概にどの方式が優れている
かを言及することはできない。

【０００６】以下、これらのアライメント方式について
説明する。

【０００７】オフアクシス方式においては、アライメン
ト光は投影レンズを通らない構成であるので、投影レン
ズの光学的特性の影響を受けることはない。そのため、
アライメント光の波長の設定には自由度ができ、それに
伴いアライメントに用いられる光学系（以下、アライメ
ント光学系と総称する）の設計にも自由度ができる。つ
まり、さまざまなプロセスに対応しやすいという利点を
持つ。

【０００８】しかしながら、このオフアクシス方式にお
いては、アライメント光学系と投影レンズとの設計上の
空間的制約により、アライメント位置と露光位置は大き
く異なる位置配置となる。そのため、アライメントが終
了した後、基板を載置した基板ステージは露光位置まで
大きく駆動される。このとき、アライメント位置と露光
位置間の距離（以下、ベースラインと総称する）が常に
安定していれば問題はないのであるが、現実には露光装
置の周囲環境等の影響によりベースラインは経時的に変
化しており、安定していない。そのため、ベースライン
を安定させるために一定時間間隔で計測・補正を行なう
必要がある。従って、ベースラインの計測・補正を行な
う時間分、スループットを低下させてしまうという問題
点がある。さらに、このオフアクシス方式は、投影レン
ズを介さずに行なうので、投影レンズの挙動に追従しな
いという問題点も持つ。

【０００９】一方、ＴＴＬ方式においては、アライメン
ト光は投影レンズを通る構成であるので、ベースライン
の安定性・投影レンズの挙動への追従性という面からみ
て利点を持つ。

【００１０】しかしながら、投影レンズは露光光の波長
に対して収差が最適になるように設計されているので、
露光光とは異なる波長のアライメント光に対しての収差
は、大きなものとなってしまう。そのため、特許番号第
２６３３０２８号公報では、露光光とは異なる波長のア
ライメント光を用いてＴＴＬ方式でアライメントを行な
う場合には、投影レンズで発生した収差を補正する補正
光学系を設け、この補正光学系を介してアライメントを
行なうようにしている。

【００１１】さらに一方、画像方式においては、アライ
メント光学系を介してアライメントマークを照明し、そ
のアライメントマークからの反射光をアライメント光学
系を介して撮像素子上に結像させ、その結像位置を読み
取り、位置情報を得ている。ここでのアライメント光学
系には、投影レンズを含まない場合と含む場合とがあ
る。すなわち、オフアクシス方式とＴＴＬ方式である。

【００１２】ここで、ＴＴＬ方式と画像方式を用いてア
ライメントを行なうとすると、以下の問題点が生じる。
例えば、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）
を露光光として用いた場合、投影レンズを構成する硝材
は透過率等の関係から石英や蛍石等に限られるため、投
影レンズによる非露光光に対する収差は大きなものとな
る。この大きな収差を補正するための補正光学系を設計
するのは困難であり、また、画像方式用アライメント光
学系に必要とされる大きな開口数（以下、ＮＡと総称す
る）を得ることができなくなる。これに対し、投影レン
ズ内に補正光学系を設けて収差を補正するということも
考えられているが、アライメント光だけでなく、露光光
に対しても影響を与えてしまうという問題点を持つ。

【００１３】そこで、特開平５−３４３２９１号公報で
は、画像方式の代わりに位相検出方式を用いること、す
なわち、ＴＴＬ方式と位相検出方式を用いることで、こ
の収差に関する問題点を解決している。これは、図５に
示したように、格子状マークを照明し、そこから発生す
る±ｎ次の回折光（ｎは自然数）を干渉させ、形成され
た干渉縞の空間的な位相を検出してアライメントを行な
うというものである。

【００１４】このように位相検出方式を用いることで、
画像方式用アライメント光学系に比べ、位相検出方式用
アライメント光学系に必要とされるＮＡは小さく抑える
ことができる。例えば、ＫｒＦエキシマレーザ光を露光
光、ＨｅＮｅレーザ光（波長：６３３ｎｍ）をアライメ
ント光として用い、格子ピッチ：１０μｍのアライメン
トマークを使用し、空間フィルタを介して±１次回折光
のみを干渉させて干渉縞を得るとした場合、±１次回折
光の飛ぶ角度をθとすると、ｓｉｎθ＝０.０６３とな
るので、アライメント光学系に最低限必要とされるＮＡ
は０.０６３となる。実質的には回折光のビーム径を考
慮する必要があるため、アライメント光学系に最低限必
要とされるＮＡは０.０８程度となる。このように、小
さなＮＡのアライメント光学系によりアライメントを行
なうことが可能になるのである。従って、ＮＡが０.０
８以下という狭い範囲内でのみ収差を補正すればよいの
で、ＫｒＦエキシマレーザ光を露光光とした場合にも対
応できるという利点を持つ。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、位相検
出方式においては、レジストの塗布ムラやＣＭＰ工程で
の削りムラ等のプロセス要因によりアライメントマーク
の形状を崩してしまい、アライメント精度を劣化させて
しまうという問題がある。この位相検出方式におけるア
ライメント精度の劣化は、画像方式に比べ、大きい。

【００１６】図７を用いて説明したように、従来の露光
装置においては、プリアライメントを行なった後、全シ
ョットの中から事前に設定された複数のサンプルショッ
トに設けられたアライメントマークを順次位置計測して
いくというフローでアライメントが行なわれる。そのた
め、サンプルショットで位置計測する際、アライメント
マーク計測位置がプリアライメント精度分だけばらつい
てしまうことになる。

【００１７】このとき、プロセス要因の影響を受けず、
アライメントマークの形状が崩れていない場合には、ア
ライメントマークを位置計測する際、アライメントマー
ク計測位置がばらついてもアライメント計測値はばらつ
かず、高精度なアライメントを行なうことができる。そ
の一方、プロセス要因によりアライメントマークの形状
が崩れ対称性が失われた場合には、アライメントマーク
計測位置がばらつくとアライメント計測値もばらついて
しまい、アライメント精度を劣化させてしまうことにな
る。

【００１８】なお、ここでは位相検出方式に関する問題
として説明したが、画像方式においても、程度の差はあ
るが、同様の問題がある。

【００１９】本発明の目的は、このような従来技術の問
題に鑑み、プロセス要因によりアライメントマークの形
状が崩れた場合でもアライメント精度を劣化させない位
置合せ方法、露光装置、及び、半導体デバイス生産方法
を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る位置合せ方法は、基板上に形成され
た複数のサンプルショット内のアライメントマークを所
定の計測条件で位置計測し、その位置計測結果に基づい
て基板の位置決めを行なう位置合せ方法であって、計測
条件は、アライメントマークを計測方向とは異なる方向
に所定ピッチで移動させていき、アライメントマークを
順次位置計測し、その位置計測結果から求められた位置
計測値の変化量に基づいて、選択されることを特徴とす
るものである。

【００２１】また、本発明に係る露光装置は、基板上に
形成された複数のサンプルショット内のアライメントマ
ークを所定の計測条件で位置計測し、その位置計測結果
に基づいて基板の位置決めを行ない、所定のパターンを
投影レンズを介して基板上に転写する露光装置であっ
て、アライメントマークを計測方向とは異なる方向に所
定ピッチで移動させていき、アライメントマークを順次
位置計測し、その位置計測結果から求められた位置計測
値の変化量を求める手段を有することを特徴とするもの
である。

【００２２】さらに、本発明に係る半導体デバイス生産
方法は、上記の露光装置を利用したものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】まず、アライメント精度が良いと
されているプロセスＡとアライメント精度が悪いとされ
ているプロセスＢという２つの異なるプロセスにおい
て、以下のような実験を行なったので説明する。

【００２４】図２（ａ）のような格子状マークを非計測
方向に所定ピッチで１０μｍ程度（格子ピッチの１／２
〜２倍）移動させ、アライメント計測値を順次求めてい
く実験を行なった。その実験結果が図３（ａ）である。
アライメント計測値の変化量でみると、アライメント精
度が良いとされているプロセスＡでは約１０μｍであっ
たが、アライメント精度が悪いとされているプロセスＢ
では約２００μｍであった。このことから、アライメン
ト計測値の変化量はアライメント精度に相関しているこ
とが分かる。つまり、アライメント精度の良否を判断す
る指標として、アライメントマークを非計測方向に移動
させたときのアライメント計測値の変化量を用いること
ができることが分かる。

【００２５】次に、本発明の露光装置におけるアライメ
ントフローについて図１を用いて説明する。プリアライ
メントを行った（ステップ1１）後、事前に設定された
複数のサンプルショットの内、少なくとも１つのサンプ
ルショットに設けられたアライメントマークを非計測方
向に移動させたときのアライメント計測値の変化量を算
出し（ステップ1２）、その変化量が予め決められた許
容値内か否かを判断する（ステップ１３）。許容値内の
場合は、全てのサンプルショットに設けられたアライメ
ントマークを順次位置計測し（ステップ１５）、その位
置計測結果を統計的に処理し全ショット配列を算出し
（ステップ１６）、その算出結果に基づき各ショットを
露光していく（ステップ１７）。

【００２６】一方、アライメント計測値の変化量が許容
値内でない場合は、アライメントの計測条件を新たに選
択し（ステップ１４）、ステップ１２に戻り、新たに選
択したアライメントの計測条件でアライメント計測値の
変化量を再度算出する。そして、ステップ１３でその変
化量が許容値内か否かを再度判断し、許容値内の場合は
ステップ１５に進む。許容値内でない場合はステップ１
４でさらに新たにアライメントの計測条件を選択し直
す。これをアライメント計測値の変化量が許容値内にな
るまで繰り返す。

【００２７】このように、アライメントマークを非計測
方向に移動させたときのアライメント計測値の変化量を
指標として、アライメントの計測条件を最適化すること
により、プロセス要因によるアライメント精度の劣化を
抑えることが可能となる。

【００２８】また、アライメント計測値の変化量を指標
とすることで、実際に露光・現像・アライメント精度評
価という工程を行なわずに、簡易的にアライメント精度
を評価することが可能となる。

【００２９】なお、ここでは実際のプロセスを行なう際
に、製品基板を用いてアライメントの計測条件を最適化
することに関して述べたが、実際の生産プロセスに先立
ち、プロセスの条件出しの際に、テスト基板等を用いて
アライメントの計測条件を最適化しておいてもよい。

【００３０】以下、どのようなアライメントの計測条件
を最適化するかについて説明する。

【００３１】＜第1の実施例＞本実施例は、アライメン
トの計測条件としてサンプルショットの設定を最適化し
てアライメント精度の劣化を抑えるものである。

【００３２】例えば、アライメントマークを非計測方向
に移動させたときのアライメント計測値の変化量が許容
値内でない場合、その変化量の大きいショットをサンプ
ルショットとして除外したり、他のショットをサンプル
ショットとして代用したりするようにする。

【００３３】なお、アライメントマークを非計測方向に
移動させる量は、プリアライメント精度以上であること
が望ましく、１０μｍ程度である。そして、アライメン
ト精度の良否を判断する許容値は、プロセスに必要とさ
れるアライメント精度から算出すればよく、数ｎｍ〜数
１０ｎｍ程度である。以下の実施例に関しても、特に断
りのない限り、非計測方向に移動させる量、アライメン
ト計測値の変化量の許容値は同様である。

【００３４】また、アライメント計測値の変化量が許容
値内でない場合には、サンプルショットの数を多くさせ
たりしてもよい。逆に、変化量が許容値内である場合に
は、サンプルショットの数を減らしてアライメントにか
かる時間を短縮し、スループットを向上させることもで
きる。

【００３５】さらに、実際の生産プロセスに先立ち、全
ショットにおいてアライメント計測値の変化量を求めて
おき、その変化量の小さいショットをサンプルショット
として用いるように設定してもよい。

【００３６】＜第２の実施例＞本実施例は、アライメン
トの計測条件としてアライメントマークの最適な長さを
選択してアライメント精度の劣化を抑えるものである。

【００３７】例えば、図２（ｂ）のようにアライメント
マークを非計測方向に長くして、レジストの塗布ムラや
ＣＭＰ工程での削りムラ等のプロセス要因による影響を
低減するものである。

【００３８】ここで、プロセスBというプロセスにおい
て、以下のような実験を行なったので説明する。図２
（ａ）・（ｂ）のような異なる長さの格子状マークを非
計測方向に微小量移動させたときのアライメント計測値
を順次求めていく実験を行なった。その実験結果が図３
（ｂ）である。アライメントマークの長さを非計測方向
に長くした格子状マークの方が、アライメントマーク中
心近傍でアライメント計測値のばらつきが小さく、アラ
イメント計測値の変化量が小さいことが分かる。すなわ
ち、アライメントマークの長さを最適化することにより
アライメント精度の劣化を抑えることができる。

【００３９】一方、アライメントマークは半導体デバイ
スの製品として利用されない部分（ショット間のスクラ
イブライン近傍）に設けられているので、生産性の面か
らアライメントマークはできるだけ小さくすることが要
求されているので、この点も考慮し、最適なアライメン
トマークの長さを選択する必要がある。

【００４０】なお、実際の生産プロセスに先立ち、条件
出しの段階で、多種類の長さのアライメントマークが形
成されたテスト基板を用いて、いくつかの種類の長さに
絞っておき、それらを製品基板のアライメントマークと
して採用し、実際の生産プロセスの際はさらにそのいく
つかの種類の長さから最適なものを絞り込むようにして
もよい。

【００４１】＜第３の実施例＞本実施例は、アライメン
トの計測条件としてアライメントマークの最適な形状を
選択してアライメント精度の劣化を抑えるものである。

【００４２】例えば、図２（ｃ）のようにアライメント
マークをセグメント化（細分化）したり、図２（ｄ）の
ようにアライメントマークの線幅を細くしたり、アライ
メントマークの段差自体を変えたりして、レジストの塗
布ムラやＣＭＰ工程での削りムラ等のプロセス要因によ
る影響を低減するものである。

【００４３】一方、アライメントマークをセグメント化
すると、光量損失が大きくなり、プロセスによっては逆
にアライメント精度を劣化させてしまう場合もあるの
で、どのような線幅にセグメント化するかは十分考慮す
る必要がある。

【００４４】なお、本実施例においても、実際の生産プ
ロセスに先立ち、条件出しの段階で、多種類の線幅のア
ライメントマークが形成されたテスト基板を用いて、い
くつかの種類の線幅に絞っておき、それらを製品基板の
アライメントマークとして採用し、実際の生産プロセス
の際はさらにそのいくつかの線幅の長さから最適なもの
を絞り込むようにしてもよい。

【００４５】＜第４の実施例＞本実施例は、アライメン
トの計測条件としてアライメント光の波長を最適化して
アライメント精度の劣化を抑えるものである。

【００４６】例えば、位相検出方式でアライメントを行
なう場合、アライメント光の波長をλ、レジストの屈折
率をｋとすると、アライメントマークの段差量がλ／
（２ｋ）の整数倍となる近傍では、アライメントマーク
からの信号波形が微弱になる。そのため、アライメント
マーク上にレジストの塗布ムラやＣＭＰ工程での削りム
ラ等が存在すると、これらによるの影響が相対的に強く
なり、アライメントのダマサレが増大する。また、その
近傍では、アライメントマークを非計測方向に移動させ
たときのアライメント計測値の変化量も大きくなる。

【００４７】そこで、アライメント計測値の変化量が事
前に定めた許容値内でない場合は、アライメント光の波
長を変更することで、アライメントマークからの信号波
形を増強し、レジストの塗布ムラ等の影響を低減して、
アライメント精度の劣化を抑えることができる。

【００４８】なお、本実施例では、位相検出方式に関し
て説明したが、画像方式においても同様である。ただ
し、画像方式では、波長幅の広い光を用いる場合が多
く、位相検出方式と比べると、効果はそれ程大きくな
い。

【００４９】＜第５実施例＞本実施例は、アライメント
の計測条件としてアライメントマークの計測領域を最適
化してアライメント精度の劣化を抑えるものである。

【００５０】通常、図２（ａ）・（ｂ）に示したよう
に、アライメントマークの計測領域には、面積的な平均
化効果等を考慮し、ある程度広い範囲を用いている。一
方、アライメントマーク部でのレジストの塗布ムラやＣ
ＭＰ工程での削りムラ等は、アライメントマーク中心近
傍よりも両端近傍の方が大きくなる。そこで、アライメ
ントマークの計測領域の大きさ、特に、非計測方向にお
ける大きさを変えて、アライメントマークを非計測方向
に移動させたときのアライメント計測値の変化量を求
め、その変化量が充分小さく、かつ、できるだけ計測領
域が大きくなるように設定した後、アライメントを行な
うようにする。

【００５１】このことにより、レジストの塗布ムラやＣ
ＭＰ工程での削りムラ等のプロセス要因によるアライメ
ントのダマサレを最小にし、アライメント精度の劣化を
抑えることが可能となる。

【００５２】＜第６の実施例＞本実施例は、アライメン
トの計測条件としてアライメント光学系の調整状態を最
適化してアライメント精度の劣化を抑えるものである。

【００５３】ここで、４つ異なる調整状態Ａ・Ｂ・Ｃ・
Ｄにおけるアライメント光学系において、以下のような
実験を行なったので説明する。アライメントマークを非
計測方向に所定ピッチで１０μｍ〜１００μｍ程度移動
させたときのアライメント計測値を順次求めていく実験
を行なった。その実験結果が図４である。アライメント
マーク両端近傍でのアライメント計測値は大きく変化す
ること、アライメント計測値の変化量はアライメント光
学系の調整状態によって変わることが分かる。すなわ
ち、アライメントマーク両端近傍でのアライメント計測
値の変化量を小さくするようにアライメント光学系を調
整するとアライメント精度の劣化を抑えることができ
る。

【００５４】なお、本実施例は実際の生産プロセスに先
立ち、条件出しの段階で、アライメント光学系を最適な
状態に調整しておくことが望ましい。

【００５５】＜第７の実施例＞本実施例は、アライメン
トの計測条件として使用するアライメントマークの最適
なレイヤを選択してアライメント精度の劣化を抑えるも
のである。

【００５６】通常、半導体デバイスの生産工程では、複
数のレイヤを積み重ねていくため、複数のレイヤにアラ
イメントマークが存在する。そこで、それぞれのレイヤ
に設けられたアライメントマークにおいて、アライメン
トマークを非計測方向に移動させたときのアライメント
計測値の変化量を求め、その変化量が小さいアライメン
トマークのレイヤを選択して、アライメントするように
する。このことにより、プロセス要因によるアライメン
ト精度の劣化を抑えることができる。

【００５７】＜第８の実施例＞本実施例は、アライメン
トの計測条件として最適なアライメント方式を選択して
アライメント精度の劣化を抑えるものである。

【００５８】通常、図６に示したように、露光装置は、
オフアクシス方式用アライメント光学系１とＴＴＬ方式
用アライメント光学系２といった複数のアライメント方
式を有している。また、１つのアライメント光学系で２
つのアライメント方式を行なう機能を持つものもある。

【００５９】そこで、それぞれのアライメント方式にお
いて、アライメントマークを非計測方向に移動させたと
きのアライメント計測値の変化量を求め、その変化量が
小さいアライメント方式を選択して、アライメントする
ようにする。このことにより、プロセス要因によるアラ
イメント精度の劣化を抑えることができる。

【００６０】＜半導体デバイス生産方法の実施例＞次に
上記説明した位置合せ方法を用いた半導体露光装置を利
用した半導体デバイスの生産方法の実施例を説明する。

【００６１】図８は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ８
１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。
ステップ８２（マスク製作）では設計したパターンを形
成したマスクを製作する。一方、ステップ８３（ウエハ
製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ８４（ウエハプロセス）は前工程と
呼ばれ、上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。
次のステップ８５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ
８４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。ステップ８６（検査）ではステップ８５で作
製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久テスト
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８７）される。

【００６２】図９は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ９１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ９２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ９３（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９４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ９５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ９６（露光）では上記説明した半導体露光装置によ
ってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ス
テップ９７（現像）では露光したウエハを現像する。ス
テップ９８（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９９（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。

【００６３】本実施例の生産方法を用いれば、高集積度
のデバイスを効率的に生産することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上の構成によって、アライメントマー
クを非計測方向に移動させたときのアライメント計測値
の変化量を求め、その変化量を指標として、アライメン
トの計測条件を最適化することにより、プロセス要因に
よるアライメント精度の劣化を抑えることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアライメントフロー、

【図２】（ａ）は通常の格子状マーク、（ｂ）は非計測
方向に長くした格子状マーク、（ｃ）はセグメント化し
た格子状マーク、（ｄ）は線幅を細くした格子状マーク
を示す図、

【図３】（ａ）はプロセスＡ・Ｂにおけるアライメント
計測値の変化量、（ｂ）は異なる長さの格子状マークに
おけるアライメント計測値の変化量を表す図、

【図４】異なる調整状態のアライメント光学系における
アライメント計測値の変化量を表す図、

【図５】位相検出方式の概念図、

【図６】露光装置のアライメント光学系を説明する図、

【図７】従来のアライメントフロー、

【図８】半導体デバイスの生産フロー、

【図９】ウエハプロセスの詳細なフロー。

【符号の説明】

１オフアクシス方式用アライメント光学系２ＴＴＬ方式用アライメント光学系５レチクル６投影レンズ８基板９基板ステージ１１アライメントマーク１３照明光１４回折光１５空間フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された複数のサンプルショ
ット内のアライメントマークを所定の計測条件で位置計
測し、該位置計測結果に基づいて基板の位置決めを行な
う位置合せ方法であって、前記計測条件は、前記アライ
メントマークを計測方向とは異なる方向に所定ピッチで
移動させていき、前記アライメントマークを順次位置計
測し、該位置計測結果から求められた位置計測値の変化
量に基づいて、選択されることを特徴とする位置合せ方
法。
【請求項２】前記計測条件は、前記位置計測値の変化
量を小さくするように、選択されることを特徴とする請
求項１に記載の位置合せ方法。
【請求項３】前記計測条件は、前記位置計測値の変化
量が予め決められた許容値を超えたときに変更されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の位置合せ方法。
【請求項４】前記アライメントマークは、格子状マー
クであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つ
に記載の位置合せ方法。
【請求項５】前記アライメントマークを所定ピッチで
移動させる量は、プリアライメント精度より大きいこと
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の位置
合せ方法。
【請求項６】前記アライメントマークの位置計測は、
位相検出方式を用いて行なわれることを特徴とする請求
項１〜５のいずれか１つに記載の位置合せ方法。
【請求項７】前記アライメントマークの位置測定は、
ＴＴＬ方式を用いて行なわれることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１つに記載の位置合せ方法。
【請求項８】前記アライメントマークの位置測定に用
いられるアライメント光学系は、収差補正手段を持つこ
とを特徴とする請求項７に記載の位置合せ方法。
【請求項９】前記アライメントマークの計測条件は、
前記サンプルショットの設定であることを特徴とする請
求項１〜８のいずれか１つに記載の位置合せ方法。
【請求項１０】前記アライメントマークの計測条件
は、前記アライメントマークの長さであることを特徴と
する請求項１〜８のいずれか１つに記載の位置合せ方
法。
【請求項１１】前記アライメントマークの計測条件
は、前記アライメントマークの形状であることを特徴と
する請求項１〜８のいずれか１つに記載の位置合せ方
法。
【請求項１２】前記アライメントマークの計測条件
は、アライメント光の波長であることを特徴とする請求
項１〜８のいずれか１つに記載の位置合せ方法。
【請求項１３】前記アライメントマークの計測条件
は、前記アライメントマークの計測領域であることを特
徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の位置合せ
方法。
【請求項１４】前記アライメントマークの計測条件
は、前記アライメント光学系の調整状態であることを特
徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の位置合せ
方法。
【請求項１５】前記アライメントマークの計測条件
は、使用する前記アライメントマークのレイヤであるこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の位
置合せ方法。
【請求項１６】前記アライメントマークの計測条件
は、アライメント方式であることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１つに記載の位置合せ方法。
【請求項１７】基板上に形成された複数のサンプルシ
ョット内のアライメントマークを所定の計測条件で位置
計測し、該位置計測結果に基づいて基板の位置決めを行
ない、所定のパターンを投影レンズを介して基板上に転
写する露光装置であって、前記アライメントマークを計
測方向とは異なる方向に所定ピッチで移動させていき、
前記アライメントマークを順次位置計測し、該位置計測
結果から位置計測値の変化量を求める手段を有すること
を特徴とする露光装置。
【請求項１８】前記計測条件は、前記位置計測値の変
化量に基づいて、選択されることを特徴とする請求項１
７に記載の露光装置。
【請求項１９】請求項１７又は１８に記載の露光装置
を利用した半導体デバイス生産方法。