JP2003017399A - Aligner and alignment method - Google Patents

Aligner and alignment method

Info

Publication number
JP2003017399A
JP2003017399A JP2001203611A JP2001203611A JP2003017399A JP 2003017399 A JP2003017399 A JP 2003017399A JP 2001203611 A JP2001203611 A JP 2001203611A JP 2001203611 A JP2001203611 A JP 2001203611A JP 2003017399 A JP2003017399 A JP 2003017399A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
baseline amount
reticle
alignment
alignment method
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Withdrawn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
JP2001203611A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hoshi
賢治 星
Eiichi Kawamura
栄一 河村
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 JP2001203611A priority Critical patent/JP2003017399A/en
Publication of JP2003017399A publication Critical patent/JP2003017399A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligner and an alignment method which can achieve higher-precision alignment by compensating the measurement precision of a base line quantity as an aligner equipped with an off-axis type alignment system and its alignment method. SOLUTION: By the alignment method of the aligner which indirectly positions a reticle and a wafer by using a reference mark fixed on a wafer stage, the base line quantity showing the relative position relation between the reticle and wafer is measured and the measured value of the base line quantity is used to predict a base line quantity for next exposure processing, thereby positioning the reticle and wafer according to the predicted value of the base line quantity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
プロセスなどに使用される露光装置及びそのアライメン
ト方法に係り、特に、オフ・アクシス方式のアライメン
ト系におけるベースライン量を高精度に管理しうる露光
装置及びアライメント方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used in a semiconductor device manufacturing process and the like, and particularly to an alignment method therefor, and in particular, it is possible to accurately control a baseline amount in an off-axis alignment system. The present invention relates to an exposure apparatus and an alignment method.

【0002】[0002]

【従来の技術】オフ・アクシス方式のアライメント系を
備えた露光装置では、半導体ウェーハを保持してステッ
プ・アンド・リピート方式で二次元的に移動するウェー
ハステージ上に基準マーク板を固定しておき、この基準
マーク板を用いてアライメント光学系と投影光学系との
間の間隔(ベースライン量)を管理し、このベースライ
ン量を基準としてレチクルと半導体ウェーハとのアライ
メントを間接的に行う。このため、オフ・アクシス方式
のアライメント系を備えた露光装置では、ベースライン
量を的確に管理することがアライメント精度を向上する
うえできわめて重要である。
2. Description of the Related Art In an exposure apparatus equipped with an off-axis alignment system, a reference mark plate is fixed on a wafer stage that holds a semiconductor wafer and moves two-dimensionally by a step-and-repeat method. The reference mark plate is used to control the distance (baseline amount) between the alignment optical system and the projection optical system, and the alignment between the reticle and the semiconductor wafer is indirectly performed using this baseline amount as a reference. Therefore, in an exposure apparatus equipped with an off-axis type alignment system, it is extremely important to accurately control the baseline amount in order to improve the alignment accuracy.

【0003】その一方、露光処理を継続して行うとウェ
ーハステージ付近の温度が変化する。この温度変化はベ
ースライン量のドリフト変動をもたらし、ひいてはアラ
イメント精度が劣化する。そこで、特開昭63−224
326号公報及び特開平6−97032号公報には、ベ
ースライン量のドリフト変動を考慮したアライメント方
法が開示されている。
On the other hand, if the exposure process is continuously performed, the temperature near the wafer stage changes. This temperature change causes a drift variation in the baseline amount, which in turn deteriorates the alignment accuracy. Therefore, JP-A-63-224
Japanese Unexamined Patent Publication No. 326 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-97032 disclose an alignment method in which the drift variation of the baseline amount is taken into consideration.

【0004】特開昭63−224326号公報には、ウ
ェーハ交換毎或いは一定枚数毎にベースライン量の計測
を行う方法が提案されている。この方法によれば、所定
枚数の処理毎にベースライン量のドリフト変動によるオ
フセット分をリセットできるので、ドリフト変動による
アライメント精度への影響を低減することができる。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-224326 proposes a method of measuring the baseline amount every time a wafer is exchanged or every fixed number of wafers. According to this method, the offset amount due to the drift variation of the baseline amount can be reset every time a predetermined number of processes are performed, so that the influence of the drift variation on the alignment accuracy can be reduced.

【0005】また、特開平6−97032号公報には、
ベースライン量のドリフト変動の傾向に応じてベースラ
イン量の計測間隔を可変にする方法が開示されている。
この方法によれば、ベースライン量の計測回数を適正化
することができるので、ベースライン量の計測によるス
ループット低下を低減することができる。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 6-97032 discloses that
A method of changing the measurement interval of the baseline amount according to the tendency of the drift variation of the baseline amount is disclosed.
According to this method, it is possible to optimize the number of times the baseline amount is measured, and thus it is possible to reduce the decrease in throughput due to the baseline amount measurement.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のアライメン
ト方法では、ベースライン量の計測値をアライメントを
行う際の基準量としてそのまま用いている。このため、
ベースライン量の計測誤差が、求められる位置合わせ精
度に対して十分に小さいことが前提となる。要求される
位置合わせ精度はパターンルールの1/3以下といわれ
ている。例えば130nm以下のような微細なパターン
ルールを適用した場合、位置合わせ精度は多くとも40
nm程度に抑えることが求められ、オフセットは可能な
限り0に近づける必要がある。しかしながら、本願発明
者等による最近の計測結果では、ベースライン量の計測
誤差は約10nm程度と、ドリフトによるベースライン
量の変動分よりも大きく、現在のベースライン量の計測
精度ではオフセットを10nm以下に抑えることが非常
に困難であった。
In the above-described conventional alignment method, the measured value of the baseline amount is used as it is as the reference amount when performing the alignment. For this reason,
It is premised that the measurement error of the baseline amount is sufficiently small with respect to the required alignment accuracy. The required alignment accuracy is said to be 1/3 or less of the pattern rule. For example, when a fine pattern rule of 130 nm or less is applied, the alignment accuracy is at most 40.
It is required to be suppressed to about nm, and the offset needs to be as close to 0 as possible. However, according to the recent measurement results by the inventors of the present application, the measurement error of the baseline amount is about 10 nm, which is larger than the fluctuation amount of the baseline amount due to the drift, and the offset is 10 nm or less in the current baseline amount measurement accuracy. It was very difficult to control

【0007】また、ドリフトによるベースライン量の変
動は、ロット間ばらつきやロット内ばらつきの増大に直
結する。例えば、先行ウェーハを用いてロット内のオフ
セット管理を行う場合においては、先行ウェーハと本体
ロットの処理時間の間におけるベースライン量変動分が
余分なオフセットを生じ、本来のオフセット分を減じた
つもりがオフセットが残存してしまうことになる。した
がって、上記従来のアライメント方法では、先行ウェー
ハと本体ロットの処理時間の差に基づくオフセットを排
除することはできなかった。
Further, the fluctuation of the baseline amount due to the drift directly leads to the increase of the variation between lots and the variation within the lot. For example, in the case of performing offset management within a lot using a preceding wafer, the amount of baseline variation between the preceding wafer and the processing time of the main lot causes an extra offset, and it is intended that the original offset amount is reduced. The offset will remain. Therefore, the conventional alignment method described above cannot eliminate the offset based on the difference in processing time between the preceding wafer and the main lot.

【0008】本発明の目的は、ベースライン量の計測精
度を補償してより高精度でアライメントを行うことがで
きる露光装置及びアライメント方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an alignment method capable of compensating the measurement accuracy of the baseline amount and performing alignment with higher accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は、ウェーハス
テージ上に固定された基準マークを用いてレチクルとウ
ェーハとを間接的に位置合わせする露光装置のアライメ
ント方法において、前記基準マークを用いて、前記レチ
クルと前記ウェーハとの相対的な位置関係を表す基準と
なるベースライン量を計測し、前記ベースライン量の計
測値を利用して、次に露光処理を行う時における前記ベ
ースライン量を予測し、前記ベースライン量の予測値に
基づいて前記レチクルと前記ウェーハとを位置合わせす
ることを特徴とするアライメント方法によって達成され
る。
The above object is to provide an alignment method for an exposure apparatus which indirectly aligns a reticle and a wafer by using a reference mark fixed on a wafer stage. A baseline amount that serves as a reference representing a relative positional relationship between the reticle and the wafer is measured, and the measured baseline amount is used to predict the baseline amount for the next exposure process. Then, the alignment method is achieved by aligning the reticle and the wafer based on the predicted value of the baseline amount.

【0010】また、上記目的は、ウェーハステージ上に
固定された基準マークを用いてレチクルとウェーハとを
間接的に位置合わせする露光装置であって、前記レチク
ルと前記ウェーハとの相対的な距離を表す基準となるベ
ースライン量の経時的な変動を記述するドリフト関数を
記憶する記憶装置と、前記ドリフト関数に基づき、次に
露光処理を行う時における前記ベースライン量を予測す
る演算装置と、前記ベースライン量の予測値に基づいて
前記レチクルと前記ウェーハとを位置合わせする位置合
わせ手段とを有することを特徴とする露光装置によって
も達成される。
Further, the above object is an exposure apparatus which indirectly aligns a reticle and a wafer by using a reference mark fixed on a wafer stage, and a relative distance between the reticle and the wafer is determined. A storage device that stores a drift function that describes a change over time of a baseline amount that serves as a reference, an arithmetic device that predicts the baseline amount when performing an exposure process next based on the drift function, It is also achieved by an exposure apparatus characterized in that it has an alignment means for aligning the reticle and the wafer on the basis of the predicted value of the baseline amount.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態による露光装
置及びアライメント方法について図1乃至図3を用いて
説明する。図1は本実施形態による露光装置を示す概略
図、図2は本実施形態による露光装置のアライメント方
法を示すフローチャート、図3は露光処理に伴うベース
ライン量の変動及びドリフト関数を示すグラフである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An exposure apparatus and an alignment method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing an exposure apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a flowchart showing an alignment method of the exposure apparatus according to the present embodiment, and FIG. 3 is a graph showing a variation of a baseline amount and a drift function accompanying the exposure processing. .

【0012】はじめに、本実施形態による露光装置につ
いて図1を用いて説明する。
First, the exposure apparatus according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.

【0013】ウェーハステージ10上には、露光対象で
ある半導体ウェーハ12が載置されている。ウェーハス
テージ10上の半導体ウェーハ12の近傍には、アライ
メント用のマーク16が形成された基準マーク板14が
固定されている。半導体ウェーハ12の各ショット領域
には、アライメント用のウェーハマーク(図示せず)が
それぞれ形成されている。
A semiconductor wafer 12 to be exposed is placed on the wafer stage 10. A reference mark plate 14 on which alignment marks 16 are formed is fixed near the semiconductor wafer 12 on the wafer stage 10. A wafer mark (not shown) for alignment is formed in each shot area of the semiconductor wafer 12.

【0014】ウェーハステージ10上方には、レチクル
ステージ20が設けられている。レチクルステージ20
上には、半導体ウェーハ12に焼き付ける所定のパター
ンが描かれたレチクル22が配置されている。レチクル
22の下面のパターン領域の外側には、アライメント用
の1対のレチクルマーク24a,24bが形成されてい
る。レチクルマーク24a,24bの上方には、それぞ
れミラー26a,26bを隔ててTTR(スルー・ザ・
レチクル)方式のレチクルアライメント系28a,28
bが配置されている。
A reticle stage 20 is provided above the wafer stage 10. Reticle stage 20
A reticle 22 on which a predetermined pattern to be printed on the semiconductor wafer 12 is drawn is arranged on the top. A pair of reticle marks 24 a and 24 b for alignment are formed outside the pattern area on the lower surface of the reticle 22. Above the reticle marks 24a and 24b, TTR (through the.
Reticle) reticle alignment system 28a, 28
b is arranged.

【0015】レチクル22上には、光源系(図示せず)
から発せられた露光光を集光してレチクルに均一に照明
するコンデンサレンズ30が設けられている。レチクル
22と半導体ウェーハ12との間には、レチクル22を
通した露光光を所定倍率(例えば1/5)で半導体ウェ
ーハ12の所定領域に投影する投影光学系32が設けら
れている。
A light source system (not shown) is provided on the reticle 22.
A condenser lens 30 is provided to collect the exposure light emitted from the reticle and illuminate the reticle uniformly. A projection optical system 32 is provided between the reticle 22 and the semiconductor wafer 12 to project the exposure light passing through the reticle 22 onto a predetermined region of the semiconductor wafer 12 at a predetermined magnification (for example, 1/5).

【0016】投影光学系32の外側には、オフ・アクシ
ス方式のウェーハアライメント系34が配置されてい
る。ウェーハアライメント系34の光軸は、ウェーハス
テージ上では投影光学系32の光軸と平行となってい
る。ウェーハアライメント系34の内部には、指標マー
クが形成された指標板36が固定されている。指標板3
6の指標マークの形成面は、基準マーク板14の表面と
共役である。
An off-axis type wafer alignment system 34 is arranged outside the projection optical system 32. The optical axis of the wafer alignment system 34 is parallel to the optical axis of the projection optical system 32 on the wafer stage. An index plate 36 having index marks is fixed inside the wafer alignment system 34. Index plate 3
The formation surface of the index mark 6 is conjugate with the surface of the reference mark plate 14.

【0017】ウェーハステージ10には、ウェーハステ
ージ駆動系42を介して主制御系40が接続されてお
り、主制御系40からの信号に基づいてウェーハステー
ジ10を駆動できるようになっている。同様に、レチク
ルステージ20には、レチクルステージ駆動系44を介
して主制御系40が接続されており、主制御系40から
の信号に基づいてレチクルステージ20を駆動できるよ
うになっている。
A main control system 40 is connected to the wafer stage 10 via a wafer stage drive system 42, and the wafer stage 10 can be driven based on a signal from the main control system 40. Similarly, a main control system 40 is connected to the reticle stage 20 via a reticle stage drive system 44, and the reticle stage 20 can be driven based on a signal from the main control system 40.

【0018】レチクルアライメント系28及びウェーハ
アライメント系34もまた主制御系40にそれぞれ接続
されており、これらアライメント系28,34から出力
される位置情報に基づいてウェーハステージ10及びレ
チクルステージ20を制御できるようになっている。
The reticle alignment system 28 and the wafer alignment system 34 are also connected to the main control system 40, respectively, and the wafer stage 10 and the reticle stage 20 can be controlled based on the positional information output from these alignment systems 28 and 34. It is like this.

【0019】主制御系40には、また、過去のベースラ
イン量BLの計測結果を記憶するとともに、ベースライ
ン量BLの過去の推移から次に露光を行う際のベースラ
イン量BLを予測する記憶・演算装置46が接続されて
いる。
The main control system 40 also stores a measurement result of the past baseline amount BL and a memory for predicting the baseline amount BL for the next exposure from the past transition of the baseline amount BL. -The arithmetic unit 46 is connected.

【0020】このように、本実施形態による露光装置
は、過去のベースライン量BLの計測結果を記憶し、ベ
ースライン量BLの過去の推移から次に露光を行う際の
ベースライン量BLを予測する記憶・演算装置46を有
することに主たる特徴がある。このように露光装置を構
成することにより、例えば先行ウェーハを用いてロット
内のオフセット管理を行う場合にあっては、先行ウェー
ハと本体ロットの処理時間の間においてベースライン量
が変動してもその変動分を的確に予測することができ、
先行ウェーハと本体ロットの処理時間の差に基づくオフ
セットを低減することができる。また、過去の一連のベ
ースライン量の計測値から次のベースライン量を予測す
るので、ベースライン量の計測精度が十分でない場合で
あってもその精度を補償することができる。
As described above, the exposure apparatus according to the present embodiment stores the measurement result of the past baseline amount BL and predicts the baseline amount BL for the next exposure from the past transition of the baseline amount BL. The main feature is to have a memory / arithmetic unit 46 that operates. By configuring the exposure apparatus in this way, for example, when performing offset management in a lot using a preceding wafer, even if the baseline amount fluctuates between the processing time of the preceding wafer and the main body lot, You can accurately predict fluctuations,
The offset due to the difference in processing time between the preceding wafer and the main lot can be reduced. Further, since the next baseline amount is predicted from the past series of measured values of the baseline amount, the accuracy can be compensated even if the baseline amount measurement accuracy is not sufficient.

【0021】次に、本実施形態による露光装置につい
て、本実施形態による露光装置のアライメント方法の手
順に沿って詳細に説明する。
Next, the exposure apparatus according to the present embodiment will be described in detail along the procedure of the alignment method for the exposure apparatus according to the present embodiment.

【0022】本実施形態によるアライメント方法は、図
2に示すように、ウェーハアライメント系34のベース
ライン量BLを計測し(ステップS11〜S13)、計
測したベースライン量BLと記憶・演算装置46に蓄え
られている一連のベースライン量BLからドリフト関数
を算出し(ステップS14)、ドリフト関数から次に露
光を行う際のベースライン量BLを予測し(ステップS
15)、予測したベースライン量BLに基づいてウェー
ハをアライメントして露光処理を行う(ステップS16
〜S17)ことに主たる特徴がある。以下、これら各ス
テップについて詳述する。
In the alignment method according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the baseline amount BL of the wafer alignment system 34 is measured (steps S11 to S13), and the measured baseline amount BL and the storage / calculation device 46 are stored. A drift function is calculated from the stored series of baseline amounts BL (step S14), and the baseline amount BL for the next exposure is predicted from the drift function (step S14).
15) Align the wafer based on the predicted baseline amount BL and perform exposure processing (step S16).
~ S17) is the main feature. Hereinafter, each of these steps will be described in detail.

【0023】はじめに、ウェーハステージ10の位置決
めを行う(ステップS11)。まず、ウェーハステージ
10を駆動して、基準マーク板14のマーク16をウェ
ーハアライメント系34の直下の位置に移動させる。次
いで、そのマーク16の像とウェーハアライメント系3
4の中の指標マーク36との位置ずれ量及びそのときの
ウェーハステージ10の座標を読みとる。これにより、
マーク16がウェーハアライメント系34の光軸上にあ
るときのウェーハステージ10の座標(X1,Y1)が
求められる。
First, the wafer stage 10 is positioned (step S11). First, the wafer stage 10 is driven to move the mark 16 on the reference mark plate 14 to a position directly below the wafer alignment system 34. Then, the image of the mark 16 and the wafer alignment system 3
The position shift amount from the index mark 36 in 4 and the coordinates of the wafer stage 10 at that time are read. This allows
The coordinates (X1, Y1) of the wafer stage 10 when the mark 16 is on the optical axis of the wafer alignment system 34 are obtained.

【0024】次に、レチクル22の位置決めを行う(ス
テップS12)。まず、レチクルステージ20上にレチ
クル22を載置する。次いで、ウェーハステージ10を
駆動して基準マーク板14のマーク16を順次レチクル
マーク24a,24bとそれぞれ共役な位置の近傍に移
動させ、マーク16の像とレチクルマーク24a,24
bとの位置ずれ量並びにそのときのウェーハステージ1
0の座標を読みとる。これにより、マーク16がレチク
ルマーク24aとレチクルマーク24bとの中央部すな
わちレチクルの中心にあるときのウェーハステージ10
の座標(X2,Y2)を求める。
Next, the reticle 22 is positioned (step S12). First, the reticle 22 is placed on the reticle stage 20. Next, the wafer stage 10 is driven to sequentially move the marks 16 on the reference mark plate 14 to positions near the conjugate positions of the reticle marks 24a and 24b, respectively, and the image of the marks 16 and the reticle marks 24a and 24b.
The amount of positional deviation from b and the wafer stage 1 at that time
Read the 0 coordinate. Thus, the wafer stage 10 when the mark 16 is at the center of the reticle mark 24a and the reticle mark 24b, that is, at the center of the reticle.
The coordinates (X2, Y2) of are calculated.

【0025】次に、このようにして求めた座標(X1,
Y1)と座標(X2,Y2)とに基づき、ウェーハアラ
イメント系34のベースライン量BLを求める(ステッ
プS13)。ウェーハアライメント系34のベースライ
ン量BLは、一例としてウェーハアライメント系34の
ウェーハステージ10上での光軸とレチクル22の中心
の投影光学系32による投影点との間隔として定義され
る(図1参照)。すなわち、ベースライン量BLは、座
標(X1,Y1)と座標(X2,Y2)との間隔として
算出することができる。
Next, the coordinates (X1,
Based on Y1) and the coordinates (X2, Y2), the baseline amount BL of the wafer alignment system 34 is obtained (step S13). The baseline amount BL of the wafer alignment system 34 is defined as an interval between the optical axis of the wafer alignment system 34 on the wafer stage 10 and the projection point of the center of the reticle 22 by the projection optical system 32 (see FIG. 1). ). That is, the baseline amount BL can be calculated as the interval between the coordinates (X1, Y1) and the coordinates (X2, Y2).

【0026】なお、このようにして求めたベースライン
量BLは、露光処理を開始してからの時間やウェーハの
処理枚数などの時間的なパラメータと関連づけて記憶・
演算装置46に蓄えておく。時間的なパラメータととも
に記録するのは、ドリフトによるベースライン量BLの
経時的な変動を正確に捉えるためである。
The baseline amount BL thus obtained is stored / stored in association with temporal parameters such as the time from the start of the exposure process and the number of processed wafers.
It is stored in the arithmetic unit 46. The recording with the temporal parameter is to accurately grasp the temporal change of the baseline amount BL due to the drift.

【0027】次に、記憶・演算装置46に蓄えられてい
る一連のベースライン量BLを参照し、これらベースラ
イン量の値に基づき、ドリフト関数を算出する(ステッ
プS14)。ここで、本願明細書にいうドリフト関数と
は、ドリフトによるベースライン量の経時的な変動を記
述する関数であり、時間的なパラメータと関連づけて記
憶された複数のベースライン量の値に基づき、例えば最
小二乗法を用いて算出することができる。このようにし
て求めたドリフト関数を用いることにより、ドリフトに
よるベースライン量BLの変動の傾向を知るとともに、
その後のドリフトの傾向を予測することができる。
Next, a series of baseline amounts BL stored in the storage / calculation unit 46 are referred to, and a drift function is calculated based on the values of these baseline amounts (step S14). Here, the drift function referred to in the specification of the present application is a function that describes the change over time in the baseline amount due to drift, and based on the values of a plurality of baseline amounts stored in association with temporal parameters, For example, it can be calculated using the least squares method. By using the drift function obtained in this way, the tendency of the change in the baseline amount BL due to the drift can be known and
Subsequent drift trends can be predicted.

【0028】次に、ベースライン量BLを測定した時点
から次に露光を行うまでの時間差を考慮して、ドリフト
関数により、次に露光を行う際に到達しているであろう
ベースライン量BLを予測する(ステップS15)。こ
のように求めたベースライン量BLは、アライメントを
行う際の基準値として用いる。
Next, in consideration of the time difference from the time when the baseline amount BL is measured to the time when the next exposure is performed, the baseline amount BL which will be reached when the next exposure is performed by the drift function. Is predicted (step S15). The baseline amount BL thus obtained is used as a reference value when performing alignment.

【0029】なお、先行ウェーハの処理を行う場合な
ど、次に行う露光処理に関連するベースライン量BLの
データが記憶・演算装置46に蓄積されていない場合に
は、ベースライン量BLの計測値を、アライメントを行
う際の基準量としてそのまま用いる。或いは、ベースラ
イン量BLを複数回繰り返して測定し、その平均値をも
って基準量としてもよい。これにより、初期のベースラ
イン量BLについても計測精度を補償することができ
る。
If the data of the baseline amount BL related to the next exposure process is not stored in the storage / calculation unit 46, such as when the preceding wafer is processed, the measured value of the baseline amount BL. Is used as it is as a reference amount when performing alignment. Alternatively, the baseline amount BL may be repeatedly measured a plurality of times, and the average value thereof may be used as the reference amount. As a result, the measurement accuracy can be compensated for the initial baseline amount BL.

【0030】次に、このように算出したベースライン量
BLに基づき、半導体ウェーハ12の各ショット領域を
投影光学系の露光領域内で位置決めする(ステップS1
6)。まず、ウェーハステージ10上に半導体ウェーハ
12を載置する。次いで、半導体ウェーハ12上の各シ
ョット領域のウェーハマークの座標(X3,Y3)を、
ウェーハアライメント系34によってそれぞれ読みと
る。こうして、半導体ウェーハ12上における各ショッ
ト領域の位置情報を取得する。
Next, based on the thus calculated baseline amount BL, each shot area of the semiconductor wafer 12 is positioned within the exposure area of the projection optical system (step S1).
6). First, the semiconductor wafer 12 is placed on the wafer stage 10. Next, the coordinates (X3, Y3) of the wafer mark in each shot area on the semiconductor wafer 12 are
Each is read by the wafer alignment system 34. In this way, the position information of each shot area on the semiconductor wafer 12 is acquired.

【0031】次に、半導体ウェーハ12上の各ショット
領域を露光する(ステップS17)。まず、先に読みと
ったあるショット領域のウェーハマークの座標(X3,
Y3)に基づき、ショット領域の中心とウェーハマーク
とのX方向の間隔XP及びY方向の間隔YPを求める。
次いで、ウェーハステージ10を、X方向に(X3−B
Lx−XP)だけ、Y方向に(Y3−BLy−YP)だ
け、それぞれ移動する。なお、BLx、BLyは、それ
ぞれベースライン量BLのX方向の成分及びY方向の成
分である。これにより、そのウェーハマークにより指定
されるショット領域の中心とレチクルの中心の投影点と
を合致させることができる。次いで、ショット領域の中
心とレチクルの中心の投影点とが合致した状態でウェー
ハステージ10を固定し、所定の露光処理を行う。同様
にして、他のショット領域についても露光処理を行う。
Next, each shot area on the semiconductor wafer 12 is exposed (step S17). First, the coordinates (X3,
Based on Y3), the distance XP between the center of the shot area and the wafer mark in the X direction and the distance YP in the Y direction are obtained.
Then, the wafer stage 10 is moved in the X direction (X3-B
Lx-XP) and (Y3-BLy-YP) in the Y direction. Note that BLx and BLy are the X-direction component and the Y-direction component of the baseline amount BL, respectively. As a result, the center of the shot area designated by the wafer mark and the projection point of the center of the reticle can be matched. Next, the wafer stage 10 is fixed in a state where the center of the shot area and the projection point of the center of the reticle match each other, and a predetermined exposure process is performed. Similarly, exposure processing is performed on other shot areas.

【0032】次いで、半導体ウェーハ12を交換し、上
記一連の露光処理を繰り返す。この際、必要に応じてベ
ースライン量BLを再度測定し、既存のベースライン量
のデータに追加してフィッティングをやり直し、ドリフ
ト関数を再度算出する。こうすることにより、ドリフト
関数の精度を高め、ベースライン量のドリフトを高精度
に捕捉・補正することができる。
Next, the semiconductor wafer 12 is exchanged, and the series of exposure processes described above is repeated. At this time, if necessary, the baseline amount BL is measured again, the baseline amount is added to the existing baseline amount data, the fitting is performed again, and the drift function is calculated again. By doing so, the accuracy of the drift function can be increased, and the drift of the baseline amount can be captured and corrected with high accuracy.

【0033】こうして、必要な数のウェーハの露光を終
了する。
Thus, the exposure of the required number of wafers is completed.

【0034】図3は、露光処理に伴うベースライン量B
Lの変動の一例を示すグラフである。図3(a)はX方
向のベースライン変動を示し、図3(b)はY方向のベ
ースライン変動を示している。また、図中、◆印及び●
印はベースライン量BLの実際の計測値であり、実線は
一次関数で近似したドリフト関数を示している。
FIG. 3 shows the baseline amount B associated with the exposure process.
It is a graph which shows an example of the variation of L. 3A shows the baseline fluctuation in the X direction, and FIG. 3B shows the baseline fluctuation in the Y direction. Also, in the figure, ◆ and ●
The mark shows the actual measured value of the baseline amount BL, and the solid line shows the drift function approximated by a linear function.

【0035】図から、露光処理を継続することにより、
ベースライン量BLは増加する傾向にあることが判る。
しかしながら、ベースライン量BLの実際の計測値(◆
印及び●印)には多くの測定誤差が含まれており、的確
な計測値が与えられていないと思われる測定点も多く見
られる。一方、これら計測値を一次関数で近似したドリ
フト関数(実線)は、ベースライン量BLのドリフト変
動の傾向を的確に表現しているものと考えられる。
From the figure, by continuing the exposure process,
It can be seen that the baseline amount BL tends to increase.
However, the actual measured value of the baseline amount BL (◆
There are many measurement errors in (marks and ●), and there are many measurement points where accurate measurement values are not given. On the other hand, it is considered that the drift function (solid line) obtained by approximating these measured values by a linear function accurately represents the tendency of drift fluctuation of the baseline amount BL.

【0036】したがって、例えば図示するようなドリフ
ト関数によってベースライン量BLを記述し、予測する
ことで、ベースライン量BLの測定誤差の影響を抑えて
高精度のアライメントを行うことが可能となる。
Therefore, by describing and predicting the baseline amount BL by a drift function as shown in the figure, for example, it becomes possible to suppress the influence of the measurement error of the baseline amount BL and perform highly accurate alignment.

【0037】このように、本実施形態によれば、露光装
置のアライメントの際、ドリフト関数から算出したベー
スライン量BLの予測値を用いるので、ベースライン量
の計測精度の不足分を補うとともに、ベースライン量の
ドリフトを高精度に捕捉・補正することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the predicted value of the baseline amount BL calculated from the drift function is used at the time of alignment of the exposure apparatus, the shortage of the measurement accuracy of the baseline amount can be compensated for. The drift of the baseline amount can be captured and corrected with high accuracy.

【0038】本発明は上記実施形態に限らず種々の変形
が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.

【0039】例えば、上記実施形態では、ベースライン
量BLを計測するタイミングに関して特に言及していな
いが、ベースライン量BLの測定は、レチクル交換毎に
行ってもよいし、ウェーハ交換毎或いは一定のウェーハ
枚数毎に行ってもよいし、特開平6−97032号公報
に記載されているようにベースライン量のドリフトの傾
向に応じて計測間隔を可変にしてもよい。ベースライン
量を計測する間隔は、ドリフトによるベースラインの変
動量に応じて適宜設定することが望ましい。
For example, in the above embodiment, no particular reference is made to the timing of measuring the baseline amount BL, but the measurement of the baseline amount BL may be performed every reticle exchange, or every wafer exchange or constant. The measurement may be performed for each number of wafers, or the measurement interval may be changed according to the tendency of the drift of the baseline amount as described in JP-A-6-97032. It is desirable that the interval for measuring the baseline amount is appropriately set according to the variation amount of the baseline due to drift.

【0040】また、上記実施形態では、ドリフト関数を
一次関数によって近似した例を示しているが、より高次
の関数(例えば二次関数)によって近似するようにして
もよい。
In the above embodiment, the drift function is approximated by a linear function, but it may be approximated by a higher-order function (for example, a quadratic function).

【0041】また、上記実施形態において、複数のドリ
フト関数を用意し、各レチクルごと、各レイヤごと又は
各デバイス品種ごとに、最適なドリフト関数を選択する
ようにしてもよい。
In the above embodiment, a plurality of drift functions may be prepared and the optimum drift function may be selected for each reticle, each layer or each device type.

【0042】また、上記実施形態では、ベースライン量
BLの値として、ウェーハアライメント系のウェーハス
テージ上での光軸とレチクルの中心の投影光学系による
投影点との間隔を用いているが、他の方法によって定義
されるベースライン量を採用する場合であっても、本発
明を適用することができる。
In the above embodiment, the distance between the optical axis on the wafer stage of the wafer alignment system and the projection point of the projection optical system at the center of the reticle is used as the value of the baseline amount BL. The present invention can be applied even when the baseline amount defined by the method is adopted.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ウェーハ
ステージ上に固定された基準マークを用いてレチクルと
ウェーハとを間接的に位置合わせする露光装置のアライ
メント方法において、レチクルとウェーハとの相対的な
位置関係を表す基準となるベースライン量を計測し、ベ
ースライン量の計測値を利用して次に露光処理を行う時
におけるベースライン量を予測し、ベースライン量の予
測値に基づいてレチクルとウェーハとの位置合わせを行
うので、ベースライン量の計測時と露光時との時間的な
ずれによるアライメント精度の劣化を防止することがで
きる。
As described above, according to the present invention, in the alignment method of the exposure apparatus for indirectly aligning the reticle and the wafer by using the reference mark fixed on the wafer stage, the reticle and the wafer are aligned. Measure the baseline amount that represents the relative positional relationship, use the measured baseline amount to predict the baseline amount for the next exposure process, and use the baseline amount to predict the baseline amount. Since the reticle and the wafer are aligned with each other by using the reticle, it is possible to prevent the alignment accuracy from deteriorating due to the time lag between the baseline amount measurement and the exposure.

【0044】また、ベースライン量の経時的な変動を記
述するドリフト関数は、過去におけるベースライン量の
計測値を用いて近似したものであり、ベースライン量の
計測精度が十分でない場合であってもその精度を補償
し、的確なベースライン量を算出することができる。ま
た、ドリフト関数は、ベースライン量を計測する毎に更
新するので、ベースライン量のドリフト変動を高精度に
捕捉、補正することができる。
Further, the drift function which describes the variation of the baseline amount over time is approximated by using the measured values of the baseline amount in the past, and the accuracy of the baseline amount is not sufficient. Also, the accuracy can be compensated and an accurate baseline amount can be calculated. Moreover, since the drift function is updated every time the baseline amount is measured, it is possible to accurately capture and correct the drift variation of the baseline amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態による露光装置の構造を示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a structure of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態によるアライメント方法を
示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an alignment method according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図3】露光処理に伴うベースライン量の変動及びドリ
フト関数を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a variation in a baseline amount and a drift function associated with an exposure process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ウェーハステージ 12…半導体ウェーハ 14…基準マーク板 16…マーク 20…レチクルステージ 22…レチクル 24…レチクルマーク 26…ミラー 28…レチクルアライメント系 30…コンデンサレンズ 32…投影光学系 34…ウェーハアライメント系 36…指標板 40…主制御系 42…ウェーハステージ駆動系 44…レチクルステージ駆動系 46…記憶・演算装置 10 ... Wafer stage 12 ... Semiconductor wafer 14 ... Reference mark plate 16 ... Mark 20 ... Reticle stage 22 ... Reticle 24 ... Reticle mark 26 ... Mirror 28 ... Reticle alignment system 30 ... Condenser lens 32 ... Projection optical system 34 ... Wafer alignment system 36 ... Index plate 40 ... Main control system 42 ... Wafer stage drive system 44 ... Reticle stage drive system 46. Memory / calculation device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F046 BA03 EB01 EB02 EB03 EB05 ED02 ED03 FA16 FA20 FC04   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F046 BA03 EB01 EB02 EB03 EB05                       ED02 ED03 FA16 FA20 FC04

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウェーハステージ上に固定された基準マ
ークを用いてレチクルとウェーハとを間接的に位置合わ
せする露光装置のアライメント方法において、 前記基準マークを用いて、前記レチクルと前記ウェーハ
との相対的な位置関係を表す基準となるベースライン量
を計測し、 前記ベースライン量の計測値を利用して、次に露光処理
を行う時における前記ベースライン量を予測し、 前記ベースライン量の予測値に基づいて前記レチクルと
前記ウェーハとを位置合わせすることを特徴とするアラ
イメント方法。
1. An alignment method for an exposure apparatus which indirectly aligns a reticle and a wafer by using a reference mark fixed on a wafer stage, wherein a relative mark between the reticle and the wafer is obtained by using the reference mark. A baseline amount that is a reference representing a physical positional relationship, and using the measured value of the baseline amount, predicts the baseline amount for the next exposure process, and predicts the baseline amount. An alignment method characterized in that the reticle and the wafer are aligned based on a value.
【請求項2】 請求項1記載のアライメント方法におい
て、 前記ベースライン量の前記予測値は、前記ベースライン
量の経時的な変動を記述するドリフト関数に基づいて算
出することを特徴とするアライメント方法。
2. The alignment method according to claim 1, wherein the predicted value of the baseline amount is calculated based on a drift function that describes a temporal change of the baseline amount. .
【請求項3】 請求項2記載のアライメント方法におい
て、 前記ドリフト関数は、前記ベースライン量を計測する毎
に前記計測値を用いて更新することを特徴とするアライ
メント方法。
3. The alignment method according to claim 2, wherein the drift function is updated by using the measurement value every time the baseline amount is measured.
【請求項4】 請求項2又は3記載のアライメント方法
において、 複数の前記ドリフト関数を用意し、各レチクルごと、各
レイヤごと又は各デバイス品種ごとに、最適な前記ドリ
フト関数を用いることを特徴とするアライメント方法。
4. The alignment method according to claim 2 or 3, wherein a plurality of the drift functions are prepared and the optimum drift function is used for each reticle, each layer or each device type. Alignment method.
【請求項5】 ウェーハステージ上に固定された基準マ
ークを用いてレチクルとウェーハとを間接的に位置合わ
せする露光装置であって、 前記レチクルと前記ウェーハとの相対的な距離を表す基
準となるベースライン量の経時的な変動を記述するドリ
フト関数を記憶する記憶装置と、 前記ドリフト関数に基づき、次に露光処理を行う時にお
ける前記ベースライン量を予測する演算装置と、 前記ベースライン量の予測値に基づいて前記レチクルと
前記ウェーハとを位置合わせする位置合わせ手段とを有
することを特徴とする露光装置。
5. An exposure apparatus for indirectly aligning a reticle and a wafer by using a reference mark fixed on a wafer stage, which is a reference for representing a relative distance between the reticle and the wafer. A storage device that stores a drift function that describes changes in the baseline amount over time; an arithmetic device that predicts the baseline amount when performing an exposure process next based on the drift function; An exposure apparatus comprising: an alignment unit that aligns the reticle and the wafer based on a predicted value.
JP2001203611A 2001-07-04 2001-07-04 Aligner and alignment method Withdrawn JP2003017399A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001203611A JP2003017399A (en) 2001-07-04 2001-07-04 Aligner and alignment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001203611A JP2003017399A (en) 2001-07-04 2001-07-04 Aligner and alignment method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003017399A true JP2003017399A (en) 2003-01-17

Family

ID=19040217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001203611A Withdrawn JP2003017399A (en) 2001-07-04 2001-07-04 Aligner and alignment method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003017399A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101022680B1 (en) Detection method of optimal position detection equation, positioning method, exposure method, device manufacturing method, and device
TWI600976B (en) Lithography system and a machine learning controller for such a lithography system
JP4400745B2 (en) EXPOSURE METHOD, DEVICE MANUFACTURING METHOD, EXPOSURE APPARATUS, AND PROGRAM
US20070052939A1 (en) Pre-measurement processing method, exposure system and substrate processing apparatus
JP5035685B2 (en) Analysis apparatus, processing apparatus, measurement apparatus, exposure apparatus, substrate processing system, analysis method, and program
US20070105244A1 (en) Analytical apparatus, processing apparatus, measuring and/or inspecting apparatus, exposure apparatus, substrate processing system, analytical method, and program
KR20190125550A (en) Lithographic method and lithographic apparatus
KR20010109212A (en) Estimating method, position detecting method, exposure method and method of manufacturing device, and exposure apparatus
JP4905617B2 (en) Exposure method and device manufacturing method
KR20080059572A (en) Optical characteristic measuring method, exposure method, device manufacturing method, inspecting apparatus and measuring method
JP3962648B2 (en) Distortion measuring method and exposure apparatus
US8384900B2 (en) Exposure apparatus
US20020037460A1 (en) Stage unit, measurement unit and measurement method, and exposure apparatus and exposure method
JP2006237052A (en) Information display method, information display program, information display apparatus, device manufacturing system and substrate processing apparatus
JP4984038B2 (en) Management method
JP2011119457A (en) Alignment condition optimization method and system, pattern forming method and system, exposure device, device manufacturing method, overlay accuracy evaluation method and system
US20030020889A1 (en) Stage unit, measurement unit and measurement method, and exposure apparatus and exposure method
JP2009200122A (en) Exposure system and process for fabricating device
JP5006761B2 (en) Alignment method, alignment apparatus, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
EP1398672B1 (en) Exposure method and exposure apparatus
JP3587343B2 (en) Surface position detection method, exposure apparatus and device manufacturing method
JP3530692B2 (en) Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the same
US6771351B2 (en) Projection exposure method and apparatus
JP4174324B2 (en) Exposure method and apparatus
US6243158B1 (en) Projection exposure apparatus and method

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: 20081007