JP2002184684A - 縮小投影露光装置の位置合わせ方法 - Google Patents

縮小投影露光装置の位置合わせ方法

Info

Publication number
JP2002184684A
JP2002184684A JP2000385702A JP2000385702A JP2002184684A JP 2002184684 A JP2002184684 A JP 2002184684A JP 2000385702 A JP2000385702 A JP 2000385702A JP 2000385702 A JP2000385702 A JP 2000385702A JP 2002184684 A JP2002184684 A JP 2002184684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shot
displacement
wafer
positional deviation
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000385702A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Saito
正之 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2000385702A priority Critical patent/JP2002184684A/ja
Publication of JP2002184684A publication Critical patent/JP2002184684A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縮小投影露光装置の位置合わせ方法に関し、
パターンの位置ずれ補正に用いる補正係数を簡単化した
位置ずれ測定により求めることを目的とする。 【解決手段】 ウェーハ上で少なくとも3個の異なるシ
ョットを選択して各ショット内で少なくとも2つの異な
る位置におけるマークの位置ずれを測定し、該測定値か
ら求めた補正係数を用いてパターンの位置合わせを行う
縮小投影露光装置の位置合わせ方法であって、各マーク
の位置ずれをウェーハの位置ずれとショット内の位置ず
れとに分離し各ショット内の位置ずれを回転変位で近似
して該補正係数を求めるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は縮小投影露光装置の
位置合わせ方法に関する。
【0002】縮小投影露光装置は半導体ICのパターン
形成装置として量産性やコスト、パターン精度の点で優
れているため現在広く用いられているが、半導体ICの
高集積化の進展に伴ってパターン間の重ね合わせ精度を
より一層向上させることが求められている。
【0003】
【従来の技術】縮小投影露光装置では、レチクルパター
ンをウェーハ上にショットごとに縮小投影してパターン
形成を行っている。パターンの重ね合わせに際しては、
下地層に形成された位置合わせ用のマークを検出し、こ
れを利用してパターンを位置決めするが、レンズの歪や
レチクルステージ及びウェーハステージの送り精度、さ
らには、マーク検出からパターン露光までの間に生じる
ウェーハの伸縮、ステージの伸縮等の様々な要因によっ
てパターンの位置ずれが生じ、これがパターンの重ね合
わせ精度を劣化させる。
【0004】そこで、実際にパターンの重ね合わせ露光
を行う前にパターンの位置ずれを検出し、その検出結果
に基づいて縮小投影露光装置の位置合わせ機構を補正し
た上でパターン露光を行う。
【0005】図4はウェーハ19上でのパターンの位置ず
れを模式的に示したものであり、図中、グリッド線20で
区切られた部分がショット領域を示している。図4で
は、例として、1番から5番までの番号で区別したショ
ットが前述した様々な要因によって位置ずれを生じそれ
ぞれ斜線のように変形した状態が示されている。
【0006】位置ずれ補正に際しては、まず、図4に示
したように、ウェーハ19上で離れて位置する複数のショ
ットを選択して各ショット内で複数の測定点における位
置ずれを測定する。たとえば、1番目のショットの端部
を示すQ1 点は矢印で示した位置ずれによりQ2 点まで
変位する。
【0007】そこで、ウェーハ上のQ1 点にあらかじめ
図5に示した中空の位置合わせ用マーク21を形成してお
き、これに矩形の位置合わせ用マーク22を重ねて形成す
る。位置合わせ用マーク21、22の相互の間隔L1 〜L4
を測定すると、Q1 点におけるx方向及びy方向のずれ
Δx、Δyは次式で算出され、これから位置ずれ後のQ
2 点の座標を得ることができる。
【0008】Δx =(L1 −L2)/2 Δy =(L3 −L4)/2 以上のようにして各測定点の位置ずれ前と後の座標が得
られると、その結果に基づいて位置ずれ補正を行う。
【0009】縮小投影露光装置では、ウェーハの位置ず
れとショット内の位置ずれを別個に補正することが可能
であり、そのため、測定された位置ずれをウェーハの位
置ずれとショット内の位置ずれに分離して表示した方が
実際の位置ずれ補正を行う場合に便利である。そこで、
レチクルパターンの中心を原点とするi番目のショット
の中心座標を(ui ,vi )、このショットの中心を原
点とする座標を(pi,qi )として、測定点の座標を
(ui +pi ,vi +qi )で表わし、補正後の座標
(xci,yci)を次の一次変換式によって表すことにす
る。
【0010】 xci= Aui +Bvi +api +bqi +E ・・・・・ (1a) yci= Cui +Dvi +cpi +dqi +F ・・・・・ (1b) ここで、A〜F、a〜bは一次変換係数である。
【0011】位置ずれ後の測定座標と式(1a)、(1b)で定
まる補正座標の組が測定点の個数分だけ得られると、そ
れらの差がx方向及びy方向ごとに最小となるように最
小自乗法を用いてA〜F、a〜dを求める。
【0012】式(1a)、(1b)において、A〜Dはショット
の中心座標のみに関わっていることからウェーハの位置
ずれを補正する補正係数として用いられ、a〜dはショ
ット内座標のみに関わっていることからショット内の位
置ずれを補正する補正係数として用いられる。また、
E、Fはウェーハ及びショットの並進ずれを補正する補
正係数として用いられる。これらの補正係数を縮小投影
露光装置の位置合わせ機構に入力し位置ずれ補正を行っ
た後パターンの位置決めを行う。
【0013】なお、上記補正係数のうち、a〜dは、通
常、ウェーハ内の位置ずれを回転誤差のみによるものと
仮定して2個の補正係数M、Rに変換した後縮小投影露
光装置の位置合わせ機構に入力される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、各測定
点における位置ずれはウェーハの位置ずれとショット内
の位置ずれに分離して表わすことができ、このうちウェ
ーハの位置ずれを補正係数A〜Dによって補正し、ショ
ット内の位置ずれを補正係数a〜dによって補正してい
る。また、ウェーハ及びショット内の並進ずれはE、F
によって補正される。
【0015】一方、任意の測定点における位置ずれは縮
小率誤差、回転、並進ずれが重なって生じるが、式(1
a)、(1b)はこれらの位置ずれ要因の重なり比率について
なんらの仮定も置いていない。即ち、式(1a)、(1b)はウ
ェーハ及びショットでそれぞれ別個に縮小率誤差、回
転、並進ずれが重なって位置ずれが生じている状態を表
しているため補正係数の個数が多くなる。
【0016】前述したように、ショット内の位置ずれを
表す4個の補正係数a〜dは、ショット内の位置ずれを
回転変位のみによるものとすれば2個の補正係数M〜R
に低減されるものの最初に4個の補正係数を求める必要
があることには変わりない。その結果、これらの補正係
数を全て決定するためには少なくともウェーハ上で3個
の異なるショットを選択するとともに各々のショット内
で少なくとも3個の測定点で位置ずれを測定しなければ
ならず補正係数を求めるための位置ずれ測定に手間がか
かるという問題があった。
【0017】そこで、本発明はパターンの位置ずれ補正
に用いる補正係数を簡単化した位置ずれ測定により求め
ることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、ウェ
ーハ上で少なくとも3個の異なるショットを選択して各
ショット内で少なくとも2つの異なる位置におけるマー
クの位置ずれを測定し、該測定値から求めた補正係数を
用いてパターンの位置合わせを行う縮小投影露光装置の
位置合わせ方法であって、各マークの位置ずれをウェー
ハの位置ずれとショット内の位置ずれとに分離し各ショ
ット内の位置ずれを回転変位で近似して該補正係数を求
めることを特徴とする縮小投影露光装置の位置合わせ方
法によって達成される。
【0019】本発明ではショット内の位置ずれを回転近
似して補正係数を求めている。その結果、位置ずれの補
正に必要な補正係数の数が式(1a)、(1b)に示されている
従来の補正係数の数に比べて低減され、ウェーハ上で3
個の異なるショットを選択し各ショット内で2個の異な
る測定点における位置ずれを測定するだけで全ての補正
係数を求めることが可能となる。また、ショット内の位
置ずれを回転近似したことに起因する誤差はウェーハの
位置ずれに対する補正係数の値を調整することによって
抑えることができるので、従来に比べて位置合わせ精度
を劣化させることなく補正係数を求める手間を省くこと
ができる。
【0020】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例を示すブロ
ック図である。本発明では、ウェーハ上で少なくとも3
個の異なるショットを選択して各ショット内で少なくと
も2つの異なる位置における位置ずれを位置ずれ測定器
1で測定する。そして、得られた測定値を補正回路2に
入力して補正係数を算出する。算出した補正係数を縮小
投影露光装置3の位置合わせ機構に入力して位置ずれ補
正を行った上で位置決めを行いパターン露光する。
【0021】図2は縮小投影露光装置の構成を示す断面
図であり、照明系4と、パターンが形成されたレチクル
5と、レチクル5を搭載するレチクルステージ6と、ウ
ェーハ7と、ウェーハ7を搭載するウェーハステージ8
と、レチクル5に形成されたパターンをウェーハ7上に
ショットごとに縮小投影する投影レンズ9と、投影レン
ズ9からの光をウェーハ上に焦点合わせするためのオー
トフォーカス機構10と、ショットの位置合わせを行う位
置合わせ機構11とを備えている。レチクルステージ6と
ウェーハステージ8はそれぞれ図示しない駆動機構によ
りx方向及びy方向に移動可能となっている。
【0022】図3は位置ずれ測定器の構成を示す断面図
であり、通常は縮小投影露光装置の位置合わせ機構に内
蔵されている。位置ずれ測定器では、光源12から出射し
た光を集光レンズ13で偏向器14に集めた後投影レンズ15
でウェーハ16上に照射する。ウェーハ16上は、図4で説
明したように複数のショット領域に分けられており、各
ショット領域には位置ずれを測定するための位置合わせ
用マーク17が複数箇所に形成されている。そして、投影
レンズ15から照射された光をウェーハ16上で走査して位
置合わせ用マーク17からの反射光を受光素子18で検出
し、図5で述べたように複数の測定点における位置ずれ
を求めることにより位置ずれ後の測定点の座標を得るこ
とができる。
【0023】レチクルパターンの中心を原点としてi番
目の測定点が含まれるショットの中心座標を(ui ,v
i )とし、ショットの中心を原点とするショット内の測
定点の座標を(pi ,qi )とすれば、i番目の測定点
の座標は(ui +pi ,vi+qi )で表される。そし
て、i番目の測定点の座標を次に示す一次変換式で補正
後の座標(xci,yci)に変換する。
【0024】 xci= Aui +Bvi +Mpi −Rqi +E ・・・・ (2a) yci= Cui +Dvi +Rpi +Mqi +F ・・・・ (2b) 式(2a)、(2b)において、定数A〜Fはショットの中心座
標のみに関わる一般的な形式の一次変換係数であり、縮
小率誤差、回転、並進ずれを任意の割合で含むウェーハ
の一般的な位置ずれを補正するための補正係数として用
いられる。また、定数M、Rはショット内座標を回転変
換したときの一次変換係数であり、ショット内で回転の
みによる位置ずれを補正するための補正係数として用い
られるものである。
【0025】即ち、本実施例では、位置ずれをウェーハ
の位置ずれとショット内での位置ずれに分離した上でシ
ョット内での位置ずれを回転変位で近似しており、これ
によって補正係数の数を従来に比べて低減している。
【0026】次に、i番目の測定点の位置ずれ後の測定
座標(xi ,yi )と式(2a)、(2b)で示した補正座標
(xci,yci)の差が最も小さくなるように最小自乗法
を用いて補正係数を求める。最小にすべき量eは式(3)
で表される。
【0027】 e=GΣ(xi −xci2 +HΣ(yj −yci2 ・・・・ (3) また、補正係数は次式で表される。
【0028】
【数1】
【0029】ここで、Σは全ての測定点についての和を
とることを意味している。また、GとHはx方向とy方
向の重率を示したものであり、x方向とy方向の位置合
わせ精度をGとHの比によって変えることができる。位
置合わせ精度がx方向とy方向で同じならば、G=H=
1とする。なお、簡単のため、(数1)では測定点を識別
するサフィックスiを省略している。
【0030】ウェーハ上で3個の異なるショットを選択
し各ショット内で2個の測定点における合計6個の位置
ずれ後の測定座標(xi ,yi )が得られると、これら
の測定値を(数1)に代入することにより各補正係数の値
が定まる。ショット内の位置ずれを回転近似したことに
起因する誤差は、(数1)で定まるウェーハの位置ずれに
対する補正係数A〜Fの値によって調整され抑えられる
ので従来に比べて位置合わせ精度を劣化させることなく
補正係数を求める手間を省くことができる。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば従来より
少ない測定数で補正係数の値を決定することができるの
で、位置ずれ補正に要する手間を省くことができ、縮小
投影露光装置のパターンの位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示すブロック図
【図2】 縮小投影露光装置の構成を示す断面図
【図3】 位置ずれ測定器の構成を示す断面図
【図4】 ウェーハ上での位置ずれを説明する平面図
【図5】 位置合わせ用マークを示す図
【符号の説明】
1 位置ずれ測定器 2 補正回路 3 縮小投影露光装置 4 照明系 5 レチクル 6 レチクルステージ 7、16、19 ウェーハ 8 ウェーハステージ 9、15 投影レンズ 10 オートフォーカス機構 11 位置合わせ機構 12 光源 13 集光レンズ 14 偏向器 17、21、22 位置合わせ用マーク 18 受光素子 20 グリッド線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェーハ上で少なくとも3個の異なるシ
    ョットを選択して各ショット内で少なくとも2つの異な
    る位置におけるマークの位置ずれを測定し、該測定値か
    ら求めた補正係数を用いてパターンの位置合わせを行う
    縮小投影露光装置の位置合わせ方法であって、 各マークの位置ずれをウェーハの位置ずれとショット内
    の位置ずれとに分離し各ショット内の位置ずれを回転変
    位で近似して該補正係数を求めることを特徴とする縮小
    投影露光装置の位置合わせ方法。
JP2000385702A 2000-12-19 2000-12-19 縮小投影露光装置の位置合わせ方法 Withdrawn JP2002184684A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000385702A JP2002184684A (ja) 2000-12-19 2000-12-19 縮小投影露光装置の位置合わせ方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000385702A JP2002184684A (ja) 2000-12-19 2000-12-19 縮小投影露光装置の位置合わせ方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002184684A true JP2002184684A (ja) 2002-06-28

Family

ID=18852921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000385702A Withdrawn JP2002184684A (ja) 2000-12-19 2000-12-19 縮小投影露光装置の位置合わせ方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002184684A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177567A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Asml Netherlands Bv 測定方法、検査装置およびリソグラフィ装置
TWI620999B (zh) * 2012-08-14 2018-04-11 亞得科技工程有限公司 描繪裝置、曝光描繪裝置、描繪方法及記錄媒體

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177567A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Asml Netherlands Bv 測定方法、検査装置およびリソグラフィ装置
TWI620999B (zh) * 2012-08-14 2018-04-11 亞得科技工程有限公司 描繪裝置、曝光描繪裝置、描繪方法及記錄媒體

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100485527C (zh) 光刻机成像质量的检测方法
US6975974B2 (en) Overlay error model, sampling strategy and associated equipment for implementation
US7625679B2 (en) Method of aligning a particle-beam-generated pattern to a pattern on a pre-patterned substrate
JPH06196384A (ja) 露光方法
JP3634487B2 (ja) 位置合せ方法、位置合せ装置、および露光装置
JPH07335524A (ja) 位置合わせ方法
JP4434372B2 (ja) 投影露光装置およびデバイス製造方法
JPH06252027A (ja) 位置合わせ方法および装置
JPH097921A (ja) 位置合わせ方法
US7388213B2 (en) Method of registering a blank substrate to a pattern generating particle beam apparatus and of correcting alignment during pattern generation
JP4046884B2 (ja) 位置計測方法および該位置計測法を用いた半導体露光装置
JP2002184684A (ja) 縮小投影露光装置の位置合わせ方法
JP3337921B2 (ja) 投影露光装置および位置合せ方法
JP2002057103A (ja) 半導体装置の製造のための露光方法
JP3336357B2 (ja) 位置合わせ装置及び位置合わせ方法
JP3513892B2 (ja) 位置合わせ方法及び装置、それらを用いた露光方法及び装置
JPH0629183A (ja) 位置合わせ方法、露光装置、半導体装置の製造方法
JPH1183439A (ja) 画像計測装置
JPH08316122A (ja) 露光方法
JP3344426B2 (ja) 計測方法及びデバイス製造方法
JP2003512738A (ja) レチクル、ウェーハ、測定ステッパおよび予防保守方法
JP3427836B2 (ja) 位置合わせ装置及び位置合わせ方法
JP2004193171A (ja) 基準ウエハ、較正方法、位置検出方法、露光方法及びプログラム
JPH09266164A (ja) 位置合わせ方法および装置
JP2713552B2 (ja) 露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080304