JP2003086483A - Aligning method, aligning device and aligner - Google Patents

Aligning method, aligning device and aligner

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JP2003086483A JP2001272459A JP2001272459A JP2003086483A JP 2003086483 A JP2003086483 A JP 2003086483A JP 2001272459 A JP2001272459 A JP 2001272459A JP 2001272459 A JP2001272459 A JP 2001272459A JP 2003086483 A JP2003086483 A JP 2003086483A
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligning method, an aligning device and an aligner capable of aligning with high accuracy, even if the arrangement of marks includes non-linear errors. SOLUTION: The method includes a step 203 of successively measuring positions of marks each formed on a plurality of substrates and deciding whether the measurement is completed, a step 205 of determining conversion parameters (B, Θ, S) for minimizing an overall error of all the measurement positions, on the basis of residues about respective measurement positions, when describing the relations between the measurement positions and positions in design, a step 206 of correcting the positions of objects to be aligned in design, by using the determined conversion parameters and a previously stored correction table and determining the positions of the marks, and steps 207 and 208 of moving the plurality of substrates to successively align them, by using the determined positions of the marks as reference positions.

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、精密な位置合わせ
手段を備える装置、例えば電子回路パターンを半導体基
板上に投影露光する縮小投影型露光装置等において、複
数の対象物を相互に正確に位置合わせする位置合わせ方
法および位置合わせ装置に関する。さらには、該位置合
わせ装置を備える露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus provided with precise alignment means, such as a reduction projection type exposure apparatus for projecting and exposing an electronic circuit pattern onto a semiconductor substrate, to accurately position a plurality of objects relative to each other. The present invention relates to a positioning method and a positioning device for matching. Furthermore, the present invention relates to an exposure apparatus including the alignment device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイナミックラム(DRAM)に代表さ
れる半導体の集積度は近年著しく高くなり、高集積化に
伴って半導体素子上に形成されるパターン寸法はサブミ
クロンのオーダとなっている。このような背景から、半
導体等のデバイスを製造する露光装置においては、マス
ク等の原版とウエハ等の基板の位置合わせ精度を向上さ
せるための技術開発が盛んに行なわれている。半導体露
光装置としては、縮小投影型のステッパ、あるいはスキ
ャン露光装置であるスキャナが広く用いられている。図
12は、従来例に係る露光装置の概略図および位置合わ
せ用マークを示す図であり、図12(a)は、従来例に
係る縮小投影型の半導体露光装置の一例を概略図で示し
たものである。
2. Description of the Related Art The degree of integration of semiconductors represented by dynamic RAMs (DRAMs) has increased remarkably in recent years, and the pattern size formed on semiconductor elements has been on the order of submicrons as the degree of integration increases. From such a background, in an exposure apparatus for manufacturing a device such as a semiconductor, technological development for improving the alignment accuracy between an original plate such as a mask and a substrate such as a wafer has been actively conducted. As a semiconductor exposure apparatus, a reduction projection type stepper or a scanner which is a scan exposure apparatus is widely used. FIG. 12 is a schematic view of an exposure apparatus according to a conventional example and a diagram showing alignment marks, and FIG. 12A is a schematic view showing an example of a reduction projection type semiconductor exposure apparatus according to the conventional example. It is a thing.

【0003】同図において、不図示の露光照明系から照
射された露光光束は、レチクルR上に形成された電子回
路パターンを、投影光学系1を介して2次元に移動可能
なXYステージ11上に載置されたウエハWに投影、露
光している。同図中、Sは位置合わせ用光学系であり、
同図においては、x方向の位置を検出するものである。
また、これと同様な不図示の位置合わせ用光学系が搭載
されており、これによってy方向の位置を検出するよう
になっている。露光に先立ち、レチクルRとウエハWの
相対的な位置合わせは、次のような手順により行なって
いる。
In FIG. 1, an exposure light flux emitted from an exposure illumination system (not shown) moves an electronic circuit pattern formed on a reticle R onto an XY stage 11 which can be two-dimensionally moved through a projection optical system 1. The wafer W placed on the wafer is projected and exposed. In the figure, S is an optical system for alignment,
In the figure, the position in the x direction is detected.
A similar alignment optical system (not shown) is mounted, and the position in the y direction is detected by this. Prior to the exposure, the relative alignment between the reticle R and the wafer W is performed by the following procedure.

【0004】不図示のウエハ搬送装置により、ウエハW
がXYステージ11に載置されると、CPU9は1番目
の計測ショットSS1に形成されている位置合わせ用マ
ークM1xが、位置合わせ光学系Sの視野範囲内に位置
するよう、ステージ駆動装置10に対してコマンドを送
り、XYステージ11を駆動する。ここで、非露光光を
照射する位置合わせ用照明装置2より照射された光束
は、ビームスプリッタ3、レチクルR、および投影光学
系1を介して、位置合わせ用マークM1x(以降ウエハ
マークと称する)を照明している。
A wafer W is transferred by a wafer transfer device (not shown).
When is mounted on the XY stage 11, the CPU 9 causes the stage driving device 10 to position the alignment mark M1x formed on the first measurement shot SS1 within the visual field range of the alignment optical system S. A command is sent to drive the XY stage 11. Here, the luminous flux emitted from the positioning illumination device 2 that irradiates the non-exposure light is passed through the beam splitter 3, the reticle R, and the projection optical system 1 to cause the positioning mark M1x (hereinafter referred to as a wafer mark). Is illuminating.

【0005】図12(b)はウエハマークM1xを示し
た図であり、同一形状の矩形パターンを一定ピッチλp
で複数配置したものである。ウエハマークM1xから反
射した光束は、再度投影光学系1、レチクルRを介して
ビームスプリッタ3に到達し、ここで反射して結像光学
系4を介して撮像装置5の撮像面上にウエハマークM1
xの像WMを形成する。撮像装置5において、マークM
1xの像は光電変換され、A/D変換装置6にて2次元
のディジタル信号列に変換される。7は積算装置を示
す。積算装置7は、図12(b)に示すように、A/D
変換装置6によりディジタル信号化されたウエハマーク
像WM’に対して処理ウインドウWpを設定し、該ウイ
ンドウWp内において、図12(b)に示すY方向に移
動平均処理を行い、2次元画像信号を1次元のディジタ
ル信号列S(x)に変換している。
FIG. 12B is a view showing the wafer mark M1x, in which rectangular patterns of the same shape are formed at a constant pitch λ p.
It has been arranged in multiple. The light flux reflected from the wafer mark M1x reaches the beam splitter 3 again through the projection optical system 1 and the reticle R, is reflected there, and is reflected there through the imaging optical system 4 onto the image pickup surface of the image pickup device 5 on the wafer surface. M1
Form an image WM of x. In the imaging device 5, the mark M
The 1x image is photoelectrically converted and converted into a two-dimensional digital signal train by the A / D converter 6. Reference numeral 7 indicates an integrating device. As shown in FIG. 12 (b), the accumulator 7 has an A / D
A processing window Wp is set for the wafer mark image WM 'converted into a digital signal by the converter 6, and a moving average process is performed in the Y direction shown in FIG. Is converted into a one-dimensional digital signal sequence S (x).

【0006】8は位置検出装置であり、積算装置7から
出力された1次元のディジタル信号列S(x)に対し、
予め記憶しておいたテンプレートパターンを用いてパタ
ーンマッチを行ない、最もテンプレートパターンとのマ
ッチ度が高いS(x)のアドレス位置を検出し、このア
ドレス位置を中央演算処理装置(CPU)9に出力す
る。この出力信号は、撮像装置5の撮像面を基準とした
マーク位置であるため、CPU9は、予め不図示の方法
により求められている撮像装置5とレチクルRとの相対
的な位置から、ウエハマークM1xのレチクルRに対す
る位置ax1を計算により求めている。以上で1番目の計
測ショットのx方向の位置ずれ量が計測されたことにな
る。次にCPU9は、1番目の計測ショットのy方向計
測用マークM1yがy方向用位置合わせ光学系の視野範
囲に入るよう、XYステージ11を駆動する。ここで、
x方向計測と同様な手順でy方向の位置ずれ量ay1を計
測する。以上で、1番目の計測ショットSS1での計測
が終了したことになる。
Numeral 8 is a position detecting device, and for the one-dimensional digital signal sequence S (x) output from the integrating device 7,
Pattern matching is performed using a template pattern stored in advance, the address position of S (x) having the highest degree of matching with the template pattern is detected, and this address position is output to the central processing unit (CPU) 9. To do. Since this output signal is a mark position with the image pickup surface of the image pickup device 5 as a reference, the CPU 9 determines the wafer mark from the relative position between the image pickup device 5 and the reticle R, which is obtained in advance by a method not shown. The position a x1 of M1x with respect to the reticle R is calculated. Thus, the amount of positional deviation in the x direction of the first measurement shot has been measured. Next, the CPU 9 drives the XY stage 11 so that the y-direction measurement mark M1y of the first measurement shot falls within the visual field range of the y-direction alignment optical system. here,
The positional deviation amount a y1 in the y direction is measured by the same procedure as the measurement in the x direction. With the above, the measurement in the first measurement shot SS1 is completed.

【0007】次に、CPU9は、2番目の計測ショット
SS2に移動し、1番目と同様な手順でx、y方向の位
置ずれ量を計測する。以下同様に、本装置は、予め定め
られた計測ショット数n(図12(b)ではn=8)分
の計測を行ない、各々の計測ショットでの位置ずれ計測
値axi,ayi(i=1,2,…n)を記憶する。
Next, the CPU 9 moves to the second measurement shot SS2 and measures the amount of positional deviation in the x and y directions in the same procedure as the first. Similarly, the present apparatus performs measurement for a predetermined number n of measurement shots (n = 8 in FIG. 12B), and measures the positional deviation measurement values a xi , a yi (i = 1, 2, ..., N) are stored.

【0008】CPU9は、このようにして得られた各計
測ショットでの位置ずれ量から、次のようにしてウエハ
WのレチクルRに対する相対的な位置合わせを行なって
いる。
The CPU 9 aligns the wafer W relative to the reticle R in the following manner based on the amount of positional deviation in each measurement shot thus obtained.

【0009】CPU9は、各計測ショットでの設計上の
マーク位置di =[dxi,ayiTをウエハマーク計測
によって得られた実際のマーク位置ai =[axi
yiTに補正変換により重ね合わせようとしたとき、
補正の残差ei =[exi,eyi T を含んだ補正位置g
i =[gxi,gyiT =[axi+exi,axi+exiT
とdi の関係が数式1として表されたとする。
The CPU 9 is designed for each measurement shot.
Mark position di = [Dxi, Ayi]TWafer mark measurement
The actual mark position a obtained byi = [Axi
ayi]TWhen trying to superimpose by correction conversion to
Correction residual ei = [Exi, Eyi] T Corrected position g including
i = [Gxi, Gyi]T = [Axi+ Exi, Axi+ Exi]T 
And di It is assumed that the relationship is expressed as Equation 1.

【0010】[0010]

【数1】 [Equation 1]

【0011】さらに数式2に示される補正の残差ei
2乗和が最小になるような変換パラメータA,Sを計算
する。
Further, the conversion parameters A and S are calculated so that the sum of squares of the residual error e i of the correction shown in Expression 2 is minimized.

【0012】[0012]

【数2】 [Equation 2]

【0013】次に、CPU9は、AおよびSで定められ
た所定の変換パラメータを元にXYステージを駆動し、
計測されたマーク位置と設計上のマーク位置との誤差が
最小になるようなステップ&リピートを行なうことによ
り、ウエハ上に形成された全てのショットの露光を行な
っている。ここで、AおよびSは、数式3のように示さ
れる。
Next, the CPU 9 drives the XY stage based on a predetermined conversion parameter defined by A and S,
All the shots formed on the wafer are exposed by performing step & repeat so as to minimize the error between the measured mark position and the designed mark position. Here, A and S are shown like Formula 3.

【0014】[0014]

【数3】 [Equation 3]

【0015】数式3において、ax ,ay は、各々ウエ
ハのx方向、y方向の伸びを表し、θx ,θy は各々シ
ョット配列のx軸、y軸の回転成分を表している。ま
た、Sはウエハ全体としての並行ずれを表している。
In Equation 3, a x and a y respectively represent the growth of the wafer in the x and y directions, and θ x and θ y respectively represent the x-axis and y-axis rotation components of the shot array. Further, S represents the parallel displacement of the entire wafer.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来例におけ
る方法によれば、全ての露光ショット(ES1〜ES3
2)で位置ずれ計測を行なわず、限られたサンプルショ
ットを使って位置合わせを行なうため、装置のスループ
ットが向上するメリットがある。
According to the method in the above-mentioned conventional example, all the exposure shots (ES1 to ES3).
There is an advantage that the throughput of the apparatus is improved because the position shift is not measured in 2) and the position is adjusted using a limited number of sample shots.

【0017】しかしながら、露光ショット配列の非線形
な歪みが発生した場合は、このような線形の補正では非
線形誤差が大きくなり、補正精度を低下させてしまうと
いう問題がある。また、補正精度を高めるため、露光シ
ョット毎のアライメント、または一部の領域のみに限定
した線形補正、いわゆるゾーンアライメント等の手法を
用いた場合も、スループットと精度の両立は困難とな
る。さらに、マークを生成したレイアウトを露光する際
に、露光装置のステージ駆動機構等に由来するステップ
方向差オフセットやスキャン方向差オフセット等が生じ
ている場合は、部分的な線形のゾーンアライメントや露
光ショット近傍の計測値の重みを補正式に加味するアラ
イメント方式ではアライメント精度を向上させることが
難しいという欠点があった。
However, when a non-linear distortion of the exposure shot array occurs, such a linear correction causes a large non-linear error, which causes a problem that the correction accuracy is deteriorated. Further, even if a technique such as alignment for each exposure shot or linear correction limited to only a partial area, so-called zone alignment is used to improve the correction accuracy, it is difficult to achieve both throughput and accuracy. Furthermore, when exposing the layout that generated the marks, if there is a step direction difference offset or a scan direction difference offset due to the stage drive mechanism of the exposure apparatus, etc., a partial linear zone alignment or exposure shot is performed. The alignment method in which the weight of the measured value in the vicinity is added to the correction formula has a drawback that it is difficult to improve the alignment accuracy.

【0018】本発明の課題は、処理対象となる基板上に
複数の位置合わせ対象物が形成され、この中から複数の
計測対象物を選択すること等により、基板全体の位置合
わせを行なう位置合わせ方法および位置合わせ装置にお
いて、位置合わせ対象物の配列が非線形な誤差を含む場
合でも高精度に位置合わせ可能な位置合わせ方法および
位置合わせ装置を提供し、さらには該位置合わせ装置を
備えた露光装置を提供することである。
An object of the present invention is to perform alignment of the entire substrate by forming a plurality of alignment objects on a substrate to be processed and selecting a plurality of measurement objects from the plurality of alignment objects. PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a aligning method and aligning device capable of aligning with high accuracy even when an array of aligning objects includes a non-linear error, and to provide an aligner including the aligning device. Is to provide.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、本発明の位置合わせ方法は、複数の基板の
それぞれに予め所定の配列に従って複数の位置合わせ対
象物が形成され、前記各位置合わせ対象物を位置合わせ
することにより前記基板をそれぞれ所定の基準位置に順
次位置合わせする位置合わせ方法であって、前記基板上
にそれぞれ形成されている前記各位置合わせ対象物の位
置を順次計測する第1工程と、前記第1工程により計測
された位置とそれらの設計上の位置との関係を所定の変
換パラメータにより記述したときに各計測位置について
残差に基づく全計測位置の総体的な誤差を最小とする前
記変換パラメータを決定する第2工程と、前記第2工程
により決定された前記変換パラメータと予め記憶された
補正テーブルとを用いて前記各位置合わせ対象物の設計
上の位置を補正して前記各位置合わせ対象物の位置を決
定する第3工程と、前記第3工程により決定された各位
置合わせ対象物の位置を前記基準位置として他の前記基
板を順次位置合わせするために移動させる第4工程とを
有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the alignment method of the present invention, a plurality of alignment objects are formed in advance on each of a plurality of substrates in accordance with a predetermined arrangement, and each of the positions is adjusted. A positioning method for sequentially positioning the substrates at predetermined reference positions by positioning the alignment objects, wherein the positions of the alignment objects formed on the substrate are sequentially measured. When the first step and the relationship between the positions measured by the first step and their designed positions are described by a predetermined conversion parameter, an overall error of all the measured positions based on the residual error for each measured position. A second step of determining the conversion parameter that minimizes the above, the conversion parameter determined in the second step, and a correction table stored in advance. And a third step of correcting the designed position of each alignment object to determine the position of each alignment object, and the position of each alignment object determined by the third step as the reference. As a position, a fourth step of moving the other substrates so as to sequentially align the substrates is characterized.

【0020】本発明においては、前記第3工程は、前記
複数の基板の幾つかを先行して位置合わせし、前記位置
合わせ対象物のずれ量計測結果を所定の変換パラメータ
により記述したときの残差の総体的な誤差が最小になる
ように前記変換パラメータを決定し、その変換パラメー
タから決定された各計測値毎の残差をクラスタリング
し、それぞれのクラス毎に前記残差を統計処理し、それ
ぞれの前記位置合わせ対象物の補正量を決定するもので
あるとよい。また、前記第3工程は、予め前記複数の基
板のうちの幾つかについて前記各位置合わせ対象物の位
置を順次計測し、その計測値とそれらの設計上の位置と
の関係を、所定の変換パラメータにより記述したときの
残差の総体的な誤差が最小になるように前記変換パラメ
ータを決定し、その決定された変換パラメータに従って
各位置合わせ対象物の設計上の位置を変換して求めた前
記各位置合わせ対象物の位置と計測された位置との残差
を統計処理することにより、それぞれの位置合わせ対象
物の補正量を決定してもよい。さらに、前記統計処理
は、残差の平均値もしくは中央値、または、求めようと
する前記位置合わせ対象物の近傍の残差の平均値もしく
は中央値を用いることが可能である。
In the present invention, in the third step, some of the plurality of substrates are previously aligned, and the displacement amount measurement result of the alignment object is described by a predetermined conversion parameter. Determine the conversion parameter so that the overall error of the difference is minimized, cluster the residuals for each measurement value determined from the conversion parameter, statistically processing the residuals for each class, It is preferable that the correction amount of each of the alignment objects is determined. Further, in the third step, the positions of the respective alignment objects are sequentially measured in advance on some of the plurality of substrates, and the relationship between the measured values and their designed positions is converted into a predetermined value. The conversion parameter is determined so that the overall error of the residual when described by parameters is minimized, and the design position of each alignment object is converted according to the determined conversion parameter to obtain the conversion parameter. The correction amount of each alignment object may be determined by statistically processing the residual between the position of each alignment object and the measured position. Further, the statistical processing can use an average value or a median value of residuals, or an average value or a median of residuals in the vicinity of the alignment object to be obtained.

【0021】前記位置合わせ方法においては、前記補正
テーブルは、前記各位置合わせ対象物に対応した補正
量、または、前記基板の座標に対応した補正量とするこ
とが可能である。また、前記補正テーブルは、重ね合わ
せ対象物が生成される際に参照した補正テーブルと同
一、複製されたテーブル、および外部から書換えられた
テーブルのうちのいずれかであることが好ましい。
In the alignment method, the correction table may be a correction amount corresponding to each alignment target or a correction amount corresponding to the coordinates of the substrate. Further, the correction table is preferably the same as the correction table referred to when the overlay object is generated, a duplicated table, or a table rewritten from the outside.

【0022】また上記課題を解決するため、本発明の位
置合わせ装置は、複数の基板のそれぞれに予め所定の配
列に従って複数の位置合わせ対象物が形成され、前記各
位置合わせ対象物を位置合わせすることにより前記基板
を所定の基準位置に位置合わせする位置合わせ装置であ
って、1枚の前記基板上に形成されている各位置合わせ
対象物の位置を順次計測する第1の位置計測手段と、前
記第1の位置計測手段により計測された前記各位置合わ
せ対象物の位置とそれらの設計上の位置との関係を所定
の変換パラメータにより記述したときの各計測位置につ
いての残差に基づく全計測位置の総体的な誤差が最小に
なるように前記変換パラメータを決定する第1のパラメ
ータ決定手段と、前記第1のパラメータ決定手段により
決定された前記変換パラメータと予め記憶手段に記憶さ
れた補正テーブルとを用いて前記各位置合わせ対象物の
設計上の位置を補正することにより前記各位置合わせ対
象物の位置を決定する位置決定手段と、前記位置決定手
段により決定された前記各位置合わせ対象物の位置を前
記基準位置として他の前記基板を順次位置合わせするた
めに移動させる基板移動手段とを有することを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, in the alignment apparatus of the present invention, a plurality of alignment objects are previously formed on each of a plurality of substrates according to a predetermined arrangement, and the alignment objects are aligned. A positioning device for positioning the substrate to a predetermined reference position by means of the above, and first position measuring means for sequentially measuring the position of each alignment object formed on one substrate, Total measurement based on the residual for each measurement position when the relationship between the position of each of the alignment objects measured by the first position measurement means and their design position is described by a predetermined conversion parameter First parameter determining means for determining the conversion parameter so that the overall position error is minimized; and the variation determined by the first parameter determining means. Position determining means for determining the position of each alignment object by correcting the design position of each alignment object using a parameter and a correction table stored in advance in the storage means, and the position determination And a substrate moving unit that moves the positions of the respective alignment objects determined by the unit to sequentially align the other substrates with each other as the reference position.

【0023】さらに本発明の露光装置は、前記基板を位
置合わせする手段に前記位置合わせ装置を備えることが
可能である。
Further, in the exposure apparatus of the present invention, the aligning device can be provided in the means for aligning the substrate.

【0024】本発明では、予め非線形誤差を補正する補
正値を位置合わせ対象物毎に保持した補正テーブルを構
成し、線形または予め設定された非線形な変換パラメー
タで設計上の位置を変換し、位置合わせ対象物の位置を
算出し、さらに補正テーブルにて各位置合わせ対象物毎
に算出された位置を補正することにより、任意の非線形
誤差を補正できるように構成することにより、位置合わ
せ精度の向上を図ることができる。
According to the present invention, a correction table holding a correction value for correcting a non-linear error for each alignment object is constructed in advance, and the design position is converted by a linear or preset non-linear conversion parameter, and the position is converted. Improving the alignment accuracy by calculating the position of the alignment target and by correcting the position calculated for each alignment target in the correction table so that any non-linear error can be corrected. Can be achieved.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、複数の基板のそれぞれに予め所定の配列にしたが
って形成された複数の位置合わせ対象物(各ショット位
置に形成されているパターン)を所定の基準位置に順次
位置合わせする位置合わせ方法であって、1枚の基板上
に形成されている各位置合わせ対象物の位置を順次計測
する第1工程と、前記計測位置とそれらの設計上の位置
との関係を、所定の変換パラメータにより記述したとき
の各計測位置についての残差(ei)に基づく全計測位
置の総体的な誤差(残差eiの2乗和)が最小になるよ
うに該変換パラメータ(B,Θ,S)を決定する第2工
程と、前記決定された変換パラメータに従って各位置合
わせ対象物の位置を求め、さらに予めショット毎に記憶
されている補正テーブルの補正量(Oi )にて対象物の
位置を補正する第3工程と、この決定された各位置合わ
せ対象物の位置を前記基準位置に順次位置するように前
記他の基板を移動させる第4工程とを具備する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of alignment objects (patterns formed at each shot position) formed in advance in a predetermined arrangement on a plurality of substrates are predetermined. Is a positioning method for sequentially positioning to the reference position of, and the first step of sequentially measuring the position of each alignment object formed on one substrate, the measurement position and their design In order to minimize the overall error (sum of squares of residual error ei) of all measured positions based on the residual error (ei) for each measured position when describing the relationship with the position by a predetermined conversion parameter. The second step of determining the conversion parameters (B, Θ, S), the position of each alignment object is determined according to the determined conversion parameters, and the correction test stored in advance for each shot is performed. A third step of correcting the position of the object by the correction amount table (O i), to move the other substrate so the position of each alignment object the determined sequentially positioned in the reference position And a fourth step.

【0026】また本発明の好ましい実施形態において
は、複数の基板のそれぞれに予め所定の配列に従って形
成された複数の位置合わせ対象物を所定の基準位置に順
次位置合わせする位置合わせ装置であって、1枚の基板
上に形成されている各位置合わせ対象物の位置を順次計
測する第1の位置計測手段(CPU9、位置合わせ光学
系S、ステージ駆動装置10等)と、前記計測位置とそ
れらの設計上の位置との関係を、所定の変換パラメータ
により記述したときの各計測位置についての残差に基づ
く全計測位置の総体的な誤差が最小になるように該変換
パラメータを決定する第1のパラメータ決定手段(CP
U9)と、前記決定された変換パラメータと予め記憶手
段(12)に記憶された補正テーブルを参照し補正され
た位置を決定する位置決定手段(CPU9)と、この決
定された各位置合わせ対象物の位置を前記基準位置に順
次位置するように前記他の基板を移動させる基板移動手
段(CPU9、ステージ駆動装置10等)とを具備す
る。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, there is provided an alignment device for sequentially aligning a plurality of alignment objects formed in advance in a predetermined array on each of a plurality of substrates at a predetermined reference position, First position measuring means (CPU 9, alignment optical system S, stage driving device 10, etc.) for sequentially measuring the position of each alignment object formed on one substrate, and the measurement positions and their positions. A first conversion parameter is determined so that the total error of all measurement positions based on the residual for each measurement position when the relationship with the design position is described by a predetermined conversion parameter is minimized. Parameter determination means (CP
U9), position determining means (CPU9) for determining the corrected position by referring to the determined conversion parameter and the correction table stored in advance in the storage means (12), and each of the determined alignment targets. Substrate moving means (CPU 9, stage driving device 10, etc.) for moving the other substrate so that the position of 1 is sequentially positioned at the reference position.

【0027】ここで、括弧内の記載は、後述する実施例
において対応する構成要素を示す。さらに本実施形態の
位置合わせ方法および/または位置合わせ装置において
は、位置合わせ対象物の位置の計測は、その設計上の位
置からのずれ量を計測することにより行うことができ
る。また、位置合わせ対象物の補正テーブルとしては、
対象物毎に組になった補正偏差量や、基板の座標と偏差
量の組で表されたデータのリストを用いることができ
る。さらに、補正テーブルは、複数の基板のうちの全部
または一部を予め先行して位置合わせし、その結果を用
いて露光したいわゆる先行ウエハのアライメント誤差を
そのまま、あるいは線形エラーを排除した非線形成分に
分離して、さらに必要に応じて一定クラスタに分割し、
クラスタ毎の統計処理を施した結果を用いることができ
る。
Here, the description in parentheses indicates the corresponding components in the embodiments described later. Further, in the alignment method and / or the alignment apparatus of the present embodiment, the position of the alignment object can be measured by measuring the amount of deviation from the designed position. In addition, as the correction table of the alignment target,
It is possible to use a correction deviation amount that is a set for each object or a list of data that is represented by a set of a substrate coordinate and a deviation amount. Further, the correction table preliminarily aligns all or a part of the plurality of substrates in advance, and the alignment error of a so-called preceding wafer exposed by using the result is directly changed to a non-linear component in which a linear error is eliminated. Separated, and further divided into certain clusters as needed,
The result of performing the statistical processing for each cluster can be used.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。 (第1の実施例)図1は、本発明の第1の実施例に係る
位置合わせ装置を有する露光装置を示す概略図である。
同図において、位置合わせ光学系S、A/D変換装置
6、積算装置7、および位置検出装置8の機能は従来例
と同様であるので、ここでは詳細な説明は省くが、本実
施例では従来例の構成に加えて記憶装置12が追加され
ている。以下に、本実施例による位置合わせ方法および
位置合わせ装置について説明する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic view showing an exposure apparatus having an alignment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, the functions of the alignment optical system S, the A / D conversion device 6, the integration device 7, and the position detection device 8 are the same as in the conventional example, so a detailed description thereof will be omitted here, but in the present embodiment. A storage device 12 is added to the configuration of the conventional example. The alignment method and alignment device according to this embodiment will be described below.

【0029】図2は、図1の露光装置における露光シー
ケンスの一例を示すフローチャートである。不図示のウ
エハ搬送装置により、ウエハW1がXYステージ11に
載置される(ステップ201)と、CPU9は1番目の
サンプルショットSS1に形成されている位置合わせ用
マークM1xが、位置合わせ光学系Sの視野範囲内に位
置するよう、ステージ駆動装置10に対してコマンドを
送り、XYステージ11を駆動する(ステップ20
2)。非露光光を照射する位置合わせ用照明手段2より
照射された光束は、ビームスプリッタ3、レチクルR、
および投影光学系1を介して、位置合わせ用マークM1
xを照明している。位置合わせマークM1xは、図12
(b)で示した格子状マークである。
FIG. 2 is a flow chart showing an example of the exposure sequence in the exposure apparatus of FIG. When the wafer W1 is placed on the XY stage 11 by the wafer transfer device (not shown) (step 201), the CPU 9 causes the alignment mark M1x formed on the first sample shot SS1 to be aligned with the alignment optical system S. Command is sent to the stage drive device 10 so that the XY stage 11 is driven so that the XY stage 11 is positioned within the visual field range (step 20
2). The light flux emitted from the positioning illumination means 2 that emits non-exposure light is reflected by the beam splitter 3, reticle R, and
And the alignment mark M1 via the projection optical system 1.
illuminating x. The alignment mark M1x is shown in FIG.
It is the lattice mark shown in (b).

【0030】A/D変換装置6、積算装置7、および位
置検出装置8は、従来例で説明したのと同様な方法で、
レチクルRとマークM1xとの相対的な位置ずれ量を求
める。次に、CPU9は、y方向の位置合わせマークで
あるM1yが、位置合わせ光学系Sの視野範囲に入るよ
う、XYステージ11を駆動し(ステップ202)、M
1xと同様な方法でレチクルRとマークM1yとの相対
的な位置ずれ量を求める。
The A / D converter 6, the accumulator 7, and the position detector 8 are arranged in the same manner as described in the conventional example.
A relative positional deviation amount between the reticle R and the mark M1x is obtained. Next, the CPU 9 drives the XY stage 11 so that the alignment mark M1y in the y direction falls within the visual field range of the alignment optical system S (step 202), and M
The relative positional deviation amount between the reticle R and the mark M1y is obtained by the same method as for 1x.

【0031】CPU9は、XYステージ11を2番目の
サンプルショットSS2のx方向計測用マークM2xが
位置合わせ光学系Sの視野範囲に入るよう移動し、以下
SS1と同様にSS2,SS3,SS4,…,SS8と
ウエハW1上に形成されている露光ショットのうちの予
め設定されたサンプルショットについて、そのx方向ず
れとy方向ずれ量を計測する。このときのウエハW1上
に位置する露光ショットとサンプルショットを図3
(a)に示す。
The CPU 9 moves the XY stage 11 so that the x-direction measurement mark M2x of the second sample shot SS2 falls within the visual field range of the alignment optical system S, and thereafter SS2, SS3, SS4, ... , SS8 and the exposure shots formed on the wafer W1 with respect to preset sample shots, the deviation amounts in the x direction and the y direction are measured. An exposure shot and a sample shot located on the wafer W1 at this time are shown in FIG.
It shows in (a).

【0032】ステップ203でサンプルショットの計測
が終了した場合、CPU9は、各露光ショットの設計上
の位置di =[dxi,dyiT をウエハマーク計測(ス
テップ204)によって得られた実際のショット位置a
i =[axi,ayiT に補正変換により重ね合わせよう
としたとき、補正の残差ei =[exi,eyiT を含ん
だ補正位置gi =[gxi,gyiT =[axi,+exi
xi+exiT とdiの関係が数式4のように示された
とする。
When the measurement of the sample shot is completed in step 203, the CPU 9 obtains the designed position d i = [d xi , d yi ] T of each exposure shot from the actual measurement obtained by the wafer mark measurement (step 204). Shot position a
When i = [a xi , a yi ] T is attempted to be superimposed by correction conversion, a correction position g i = [g xi , g yi including a correction residual e i = [e xi , e yi ] T ] T = [a xi , + e xi ,
It is assumed that the relationship between a xi + e xi ] T and d i is represented by Expression 4.

【0033】[0033]

【数4】 [Equation 4]

【0034】CPU9は、補正の残差ei の2乗和が最
小になるような変換パラメータB,Θ,Sを、数式5と
して示されたときのVが最小になる条件の元に計算する
(ステップ205)。
The CPU 9 calculates the conversion parameters B, Θ and S such that the sum of squares of the correction residuals e i becomes the minimum under the condition that V shown in the equation 5 becomes the minimum. (Step 205).

【0035】[0035]

【数5】 [Equation 5]

【0036】数式4におけるB,Θ,Sは、数式6とし
て示される。
B, Θ, and S in the equation 4 are shown as the equation 6.

【0037】[0037]

【数6】 [Equation 6]

【0038】数式6において、βx ,βy は各々ウエハ
のx方向、y方向の伸びを表し、θ x ,θy は各々ショ
ット配列のx軸、y軸の回転成分を表している。また、
Sはウエハ全体としての並行ずれを表している。これら
の変換パラメータは、ウエハW1に形成されているパタ
ーンの、理想的な位置からのずれの誤差要因として、倍
率成分、回転成分、並行ずれ成分を表している。
In Equation 6, βx, Βy Each wafer
Represents the elongation in the x and y directions of x , Θy Each show
Represents the rotation components of the x-axis and the y-axis of the dot array. Also,
S represents the parallel displacement of the entire wafer. these
The conversion parameters of are the patterns formed on the wafer W1.
Error is the cause of deviation from the ideal position
It represents a rate component, a rotation component, and a parallel shift component.

【0039】次に、CPU9は求めた変換パラメータβ
x ,βy ,θx ,θy ,sx ,syに従った配列位置を
露光ショット毎に算出する。一方、記憶装置12には予
め記憶された露光ショット毎の非線形誤差が格納されて
いる。この予め記憶されている誤差を、Oi =[oxi
yiT としたときに、i番目の露光ショット(ES
i)の位置は数式7として示される。
Next, the CPU 9 calculates the conversion parameter β
The array position according to x , β y , θ x , θ y , s x , s y is calculated for each exposure shot. On the other hand, the storage device 12 stores a non-linear error stored in advance for each exposure shot. This pre-stored error is O i = [o xi ,
o yi ] T , the i-th exposure shot (ES
The position of i) is shown as Equation 7.

【0040】[0040]

【数7】 [Equation 7]

【0041】次に、CPU9は求めた変換パラメータに
より設計上のショット配列格子を変換した格子に従って
XYステージ11をステップ&リピート駆動し、ウエハ
W1の各ショットを順次露光し(ステップ206)、全
てのショットの露光が終了した時点でウエハW1をウエ
ハ搬送装置により排出し(ステップ207)、不図示の
ウエハ収納キャリアに収納する。ステップ208では最
終ウエハか否かを判断する。ステップ208でNoの場
合、つまりウエハW1と同様に次のウエハW2がXYス
テージ11に載置されると、CPU9はやはりウエハW
1と同様、各サンプルショットについて位置合わせマー
クを計測し、変換パラメータを算出する。
Next, the CPU 9 step-and-repeat-drives the XY stage 11 in accordance with the lattice obtained by converting the designed shot arrangement lattice according to the obtained conversion parameters, and sequentially exposes each shot of the wafer W1 (step 206). When the shot exposure is completed, the wafer W1 is discharged by the wafer transfer device (step 207) and stored in a wafer storage carrier (not shown). In step 208, it is determined whether or not it is the final wafer. In the case of No in step 208, that is, when the next wafer W2 is placed on the XY stage 11 similarly to the wafer W1, the CPU 9 still determines the wafer W.
Similar to 1, the alignment mark is measured for each sample shot and the conversion parameter is calculated.

【0042】図3(b)は、図1の記憶装置12に予め
記憶された露光ショット毎の補正値を示す図である。一
般に、非線形誤差はロットを通じて一定していると考え
られる。そのため、次のウエハW2についても同様に算
出された変換パラメータと図3(b)に示すように記憶
装置12に予め記憶された露光ショット毎の補正値O i
を用いて露光位置を上記した数式7に従って算出する。
FIG. 3B shows that the storage device 12 of FIG.
It is a figure which shows the stored correction value for every exposure shot. one
Generally, it is considered that the nonlinear error is constant throughout the lot.
To be Therefore, the same calculation is performed for the next wafer W2.
The conversion parameters issued and stored as shown in FIG.
Correction value O stored in advance in the apparatus 12 for each exposure shot i
The exposure position is calculated by using the above equation (7).

【0043】次に、CPU9は求めた変換パラメータに
より設計上のショット配列格子を変換した格子に従って
XYステージ11をステップ&リピート駆動し、ウエハ
W2の各ショットを順次露光し(ステップ206)、全
てのショットの露光が終了した時点で、ウエハW2をウ
エハ搬送装置により排出し(ステップ207)、不図示
のウエハ収納キャリアに収納する。以上のシーケンスを
ロットが終了(ステップ208でYes)するまで繰り
返す。
Next, the CPU 9 step-and-repeat-drives the XY stage 11 in accordance with the grid obtained by converting the shot array grid on the design by the obtained conversion parameter, and sequentially exposes each shot of the wafer W2 (step 206), and all the shots are formed. When the shot exposure is completed, the wafer W2 is discharged by the wafer transfer device (step 207) and is stored in a wafer storage carrier (not shown). The above sequence is repeated until the lot is completed (Yes in step 208).

【0044】ここで、補正テーブルの作成方法について
説明する。本実施例では、予め露光しようとする複数の
ウエハのうちの1ないし数枚を抜き取り、実際にアライ
メントして露光する。これを不図示のずれ量計測装置に
て計測する。この計測値にはアライメントと同様に、変
換パラメータB,Θ,Sで表される線形成分と線形補正
後の非線形成分がある。次に、CPU9は、ウエハアラ
イメントと同様のシーケンスにて線形成分と非線形成分
を分離し、その非線形成分をそのまま記憶装置12の補
正テーブルに格納する。
Here, a method of creating the correction table will be described. In the present embodiment, one or several wafers out of a plurality of wafers to be exposed in advance are extracted, and actually aligned and exposed. This is measured by a shift amount measuring device (not shown). Similar to alignment, this measured value has a linear component represented by conversion parameters B, Θ, S and a non-linear component after linear correction. Next, the CPU 9 separates the linear component and the nonlinear component in the same sequence as the wafer alignment, and stores the nonlinear component as it is in the correction table of the storage device 12.

【0045】補正テーブルは、ジョブが終了した時点で
削除してもよいし、不図示のオンラインホストコンピュ
ータに転送し、同様のロットを露光する際にオンライン
ホストコンピュータから転送し、記憶装置12の補正テ
ーブルを書換えてもよい。また、露光結果の非線形成分
のヒストグラムを作成し、平均値または中央値から所定
の異常値リミットを越える非線形データについてはリジ
ェクトし、そのショットの近傍の非線形データの平均値
または中央値を用いてもよい。これには、計測エラーや
計測ばらつきに起因する非線形成分を排除する効果があ
る。これらの判断基準は、オペレータ指定の異常リミッ
ト値であるが、CPU9は不図示のコンソール装置から
特定のショットの補正量をオペレータが指定する入力値
に書換え、記憶装置12に格納できるようにもなってい
る。
The correction table may be deleted at the end of the job, or may be transferred to an online host computer (not shown) and transferred from the online host computer when a similar lot is exposed to correct the storage device 12. You may rewrite the table. Also, create a histogram of the nonlinear component of the exposure result, reject non-linear data that exceeds a predetermined outlier limit from the average value or median value, and use the average value or median value of the non-linear data in the vicinity of the shot. Good. This has the effect of eliminating non-linear components due to measurement errors and measurement variations. Although these judgment criteria are abnormal limit values specified by the operator, the CPU 9 can also rewrite the correction amount of a specific shot into an input value specified by the operator from a console device (not shown) and store it in the storage device 12. ing.

【0046】本実施例においては、先行ウエハの露光結
果をフィードバックするかわりに、露光装置で予め数枚
のウエハについて全ショットまたは複数のショットにつ
いてアライメントのみを実施し、その線形補正後の非線
形残差を統計処理し、補正テーブルに格納してもよい。
図4は、この場合の露光シーケンスを示すフローチャー
トである。ステップ401では、先行ウエハを選別す
る。統計処理は、平均値、中央値、あるいは所定の指定
された異常値リミットを用いた平均値、中央値処理でも
よい。また、高次関数によるフィッティングを実施して
もよい。アライメントのみを実施することで、露光・現
像・ずれ量計測を省略することができ、スループットが
向上する。この際、先行ウエハをレジスト未塗布の状態
でアライメントしてもよい。こうすることで、レジスト
塗布むらの計測精度に及ぼす影響を排除することがで
き、より高精度の補正テーブルを作成することが可能と
なる。
In this embodiment, instead of feeding back the exposure result of the preceding wafer, the exposure apparatus preliminarily performs alignment for all shots or a plurality of shots for several wafers, and the nonlinear residual after linear correction is performed. May be statistically processed and stored in the correction table.
FIG. 4 is a flowchart showing the exposure sequence in this case. In step 401, the preceding wafer is selected. The statistical processing may be average value, median value, or average value, median value processing using a predetermined specified abnormal value limit. Moreover, you may implement fitting by a higher-order function. By performing only the alignment, it is possible to omit the exposure / development / deviation measurement and improve the throughput. At this time, the preceding wafer may be aligned without resist coating. By doing so, it is possible to eliminate the influence of the unevenness of resist coating on the measurement accuracy, and it is possible to create a correction table with higher accuracy.

【0047】また本実施例においては、同一の先行ウエ
ハを、レジスト未塗布の場合とレジストを塗布した場合
の二例について、CPU9にてアライメントのみを実施
してもよい。この二例から得られたそれぞれの変換パラ
メータと非線形成分は、記憶装置12にデータファイル
として格納される。次に、CPU9は、図4のフローチ
ャートに従ってウエハを順次アライメントする(ステッ
プ402)。この際、それぞれのウエハについて求めた
変換パラメータについて、さらにCPU9は記憶装置1
2に格納されたレジスト未塗布ウエハの補正パラメータ
からレジスト塗布ウエハの補正パラメータを減算したオ
フセットを加算し、これを新たな補正パラメータとし、
さらにレジスト未塗布ウエハの非線形成分を補正テーブ
ルに上書きし、露光位置を数式7に従って算出する。
In the present embodiment, the CPU 9 may perform only alignment for two cases, that is, the case where the resist is not applied and the case where the resist is applied to the same preceding wafer. The respective conversion parameters and non-linear components obtained from these two examples are stored in the storage device 12 as a data file. Next, the CPU 9 sequentially aligns the wafers according to the flowchart of FIG. 4 (step 402). At this time, regarding the conversion parameters obtained for each wafer, the CPU 9
The offset obtained by subtracting the correction parameter of the resist-coated wafer from the correction parameter of the resist-uncoated wafer stored in 2 is added, and this is set as a new correction parameter,
Further, the non-linear component of the resist-uncoated wafer is overwritten on the correction table, and the exposure position is calculated according to Equation 7.

【0048】次に、先行ウエハの露光結果または先行ウ
エハのアライメント結果に装置固有の方向オフセットが
発生している場合の補正テーブルの求め方を説明する。
装置固有の方向オフセットとは、ステージがステップす
る方向に依存してオフセットが発生するステップ方向オ
フセットや、スキャナにおけるスキャン方向に依存して
オフセットが発生するスキャン方向差オフセット等があ
る。このような系統的な非線形成分が発生している場
合、非線形成分の分布は正規分布に従わず、発生要因別
に極を持つ分布となる。よって、先行ウエハの露光結果
または先行ウエハのアライメント結果の計測系の計測ば
らつきを補正するために単純な統計処理(ステップ40
6)をした場合、これらの方向オフセットの分布が極を
持ち、なおかつ近傍ショットの方向オフセットが同系統
とは限らないため、むしろ補正精度を悪化させることに
なる。
Next, a method of obtaining the correction table when the directional offset peculiar to the apparatus is generated in the exposure result of the preceding wafer or the alignment result of the preceding wafer will be described.
The device-specific direction offset includes a step direction offset in which an offset occurs depending on the direction in which the stage is stepped, a scan direction difference offset in which an offset occurs depending on the scanning direction in the scanner, and the like. When such a systematic non-linear component is generated, the distribution of the non-linear component does not follow the normal distribution but has a pole for each generation factor. Therefore, in order to correct the measurement variation of the measurement system of the exposure result of the preceding wafer or the alignment result of the preceding wafer, simple statistical processing (step 40
In the case of 6), the distribution of these directional offsets has a pole, and the directional offsets of neighboring shots are not always in the same system, so the correction accuracy is rather deteriorated.

【0049】そこで、本実施例では、ステップ405に
てYesの場合、補正残差をクラスタリングし、発生要
因に応じた数のクラス、すなわち2ないし4程度に分類
している(ステップ407)。この分類のアルゴリズム
は、クラス間分散を最大にする判別分析法を用いてい
る。分類された各クラスに対して、それぞれ前記統計処
理を施し(ステップ408)、それぞれの位置合わせマ
ークの補正量を決定することにより、方向差オフセット
の影響を受けず、なおかつ計測系の計測ばらつきを低減
させることで高精度のアライメントが可能となってい
る。
Therefore, in this embodiment, in the case of Yes in step 405, the correction residuals are clustered and classified into a number of classes according to the factors of occurrence, that is, about 2 to 4 (step 407). This classification algorithm uses a discriminant analysis method that maximizes the interclass variance. By subjecting each classified class to the statistical processing (step 408) and determining the correction amount of each alignment mark, there is no influence of the direction difference offset and the measurement variation of the measurement system is reduced. Higher precision alignment is possible by reducing the number.

【0050】スキャン方向オフセットが発生している場
合の例として、単純な近傍平均化処理を施した例である
図5と、クラスタリングして近傍平均化した例である図
6を示す。ここで、図5(a)は図1の記憶装置12に
予め記憶された露光ショット毎の補正値を示す図であ
り、図5(b)は補正値のヒストグラムを示す図であ
る。また、図6(a)は図1の記憶装置12に予め記憶
された露光ショット毎の補正値を示す図であり、図6
(b)は補正値のヒストグラムを示す図である。クラス
タリングすることにより、スキャン方向別の統計処理が
可能となり、スキャン方向別に最適の平均化が可能とな
っている。
As an example of the case where the scanning direction offset occurs, FIG. 5 which is an example where a simple neighborhood averaging process is performed, and FIG. 6 which is an example where neighborhood averaging is performed by clustering are shown. Here, FIG. 5A is a diagram showing a correction value for each exposure shot stored in advance in the storage device 12 of FIG. 1, and FIG. 5B is a diagram showing a histogram of the correction value. Further, FIG. 6A is a diagram showing the correction value for each exposure shot stored in advance in the storage device 12 of FIG.
(B) is a diagram showing a histogram of correction values. By clustering, statistical processing can be performed for each scan direction, and optimal averaging can be performed for each scan direction.

【0051】図4においては、さらに上述した補正テー
ブルの登録を行ない(ステップ409)、ウエハ再生を
行ない(ステップ410)、補正テーブルを用いたアラ
イメントおよび露光を行なう(ステップ411)。
In FIG. 4, the correction table described above is further registered (step 409), the wafer is regenerated (step 410), and the alignment and exposure using the correction table are performed (step 411).

【0052】本方式では、露光結果または先行ウエハの
アライメント結果から自動的に方向オフセットを抽出で
きる効果もある。その場合は、補正テーブルにクラス毎
の統計結果(平均値、中央値等)を各クラスに属するシ
ョットの補正値に採用すればよい。
This method also has the effect of automatically extracting the directional offset from the exposure result or the alignment result of the preceding wafer. In that case, the statistical result (average value, median value, etc.) for each class may be adopted as the correction value for the shots belonging to each class in the correction table.

【0053】また本実施例においては、線形な変換パラ
メータに加え予め設定された非線形の変換パラメータ
(例えば2次の項)を加えてもよい。この場合は予め設
定されている非線形成分からのエラー成分が補正可能と
なる。
Further, in this embodiment, a preset non-linear conversion parameter (for example, a quadratic term) may be added in addition to the linear conversion parameter. In this case, the error component from the preset non-linear component can be corrected.

【0054】(第2の実施例)次に、本発明の第2の実
施例について説明する。第1の実施例では、補正テーブ
ルの補正量は露光ショットと対になって格納されていた
が、本実施例ではウエハ上の補正すべき位置座標と補正
量の対となって記憶装置(12)に保存されている。第
1の実施例では補正テーブルを作成する際に、ずれ量測
定装置から出力されるずれ量データとショットのデータ
を露光装置が持っているショットと対応づける必要があ
ったが、本実施例ではずれ量測定装置から出力されるデ
ータを計測点のウエハ上座標に変換し、そのまま補正テ
ーブルに格納することもできる。本方式は、座標と補正
量の組を格納することにより、ずれ量検定装置のショッ
ト情報と露光装置のショット情報の対応づけが不要にな
るメリットがある。また、特定ショットの近傍を検索す
る場合には、ショットとショットの座標を補正テーブル
のみの情報で比較することが可能となる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the correction amount in the correction table is stored as a pair with the exposure shot, but in the present embodiment, the correction amount is stored as a pair of the position coordinate to be corrected on the wafer and the correction amount. ) Is stored in. In the first embodiment, when creating the correction table, it was necessary to associate the deviation amount data output from the deviation amount measuring device and the shot data with the shot held by the exposure apparatus. It is also possible to convert the data output from the deviation amount measuring device into the on-wafer coordinates of the measurement point and store it in the correction table as it is. This method has a merit that it is not necessary to associate shot information of the deviation amount verification device with shot information of the exposure device by storing a set of coordinates and a correction amount. Further, when searching the vicinity of a specific shot, it becomes possible to compare the shot and the shot coordinate with information of only the correction table.

【0055】(半導体生産システムの実施例)次に、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
生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に
設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナン
ス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、
製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行う
ものである。
(Example of Semiconductor Production System) Next, an example of a production system of semiconductor devices (semiconductor chips such as IC and LSI, liquid crystal panels, CCDs, thin film magnetic heads, and micromachines) will be described. This is for maintenance services such as troubleshooting and regular maintenance of manufacturing equipment installed in semiconductor manufacturing plants, or software provision.
This is done using a computer network outside the manufacturing plant.

【0056】図7は全体システムをある角度から切り出
して表現したものである。図中、101は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダー(装置供給メーカー)
の事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器(露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等)や後工程用機器(組立て装置、検査
装置等)を想定している。事業所101内には、製造装
置の保守データベースを提供するホスト管理システム1
08、複数の操作端末コンピュータ110、これらを結
んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワ
ーク(LAN)109を備える。ホスト管理システム1
08は、LAN109を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット105に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。
FIG. 7 shows the entire system cut out from a certain angle. In the figure, 101 is a vendor (device supplier) that provides semiconductor device manufacturing equipment.
It is a business office of. As an example of the manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing apparatus for various processes used in a semiconductor manufacturing factory, for example, pre-process equipment (exposure apparatus, resist processing apparatus, lithography apparatus such as etching apparatus, heat treatment apparatus, film forming apparatus, planarization apparatus) Equipment) and post-process equipment (assembling equipment, inspection equipment, etc.). Within the business office 101, a host management system 1 that provides a maintenance database for manufacturing equipment
08, a plurality of operation terminal computers 110, and a local area network (LAN) 109 that connects these to construct an intranet. Host management system 1
08 is provided with a gateway for connecting the LAN 109 to the Internet 105, which is an external network of the office, and a security function for restricting access from the outside.

【0057】一方、102〜104は、製造装置のユー
ザーとしての半導体製造メーカーの製造工場である。製
造工場102〜104は、互いに異なるメーカーに属す
る工場であっても良いし、同一のメーカーに属する工場
(例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等)であっ
ても良い。各工場102〜104内には、夫々、複数の
製造装置106と、それらを結んでイントラネットを構
築するローカルエリアネットワーク(LAN)111
と、各製造装置106の稼動状況を監視する監視装置と
してホスト管理システム107とが設けられている。各
工場102〜104に設けられたホスト管理システム1
07は、各工場内のLAN111を工場の外部ネットワ
ークであるインターネット105に接続するためのゲー
トウェイを備える。これにより各工場のLAN111か
らインターネット105を介してベンダー101側のホ
スト管理システム108にアクセスが可能となり、ホス
ト管理システム108のセキュリティ機能によって限ら
れたユーザーだけがアクセスが許可となっている。具体
的には、インターネット105を介して、各製造装置1
06の稼動状況を示すステータス情報(例えば、トラブ
ルが発生した製造装置の症状)を工場側からベンダー側
に通知する他、その通知に対応する応答情報(例えば、
トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソ
フトウェアやデータ)や、最新のソフトウェア、ヘルプ
情報などの保守情報をベンダー側から受け取ることがで
きる。各工場102〜104とベンダー101との間の
データ通信および各工場内のLAN111でのデータ通
信には、インターネットで一般的に使用されている通信
プロトコル(TCP/IP)が使用される。なお、工場
外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する
代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリテ
ィの高い専用線ネットワーク(ISDNなど)を利用す
ることもできる。また、ホスト管理システムはベンダー
が提供するものに限らずユーザーがデータベースを構築
して外部ネットワーク上に置き、ユーザーの複数の工場
から該データベースへのアクセスを許可するようにして
もよい。
On the other hand, 102 to 104 are manufacturing factories of semiconductor manufacturing manufacturers who are users of manufacturing equipment. The manufacturing factories 102 to 104 may be factories belonging to different manufacturers or may be factories belonging to the same manufacturer (for example, a factory for a pre-process and a factory for a post-process). In each of the factories 102 to 104, a plurality of manufacturing apparatuses 106 and a local area network (LAN) 111 that connects them and constructs an intranet, respectively.
And a host management system 107 as a monitoring device for monitoring the operating status of each manufacturing device 106. Host management system 1 provided in each factory 102-104
07 includes a gateway for connecting the LAN 111 in each factory to the Internet 105, which is an external network of the factory. As a result, it becomes possible to access the host management system 108 on the vendor 101 side from the LAN 111 of each factory via the Internet 105, and only the limited user is permitted to access by the security function of the host management system 108. Specifically, each manufacturing apparatus 1 is connected via the Internet 105.
In addition to notifying the vendor of the status information indicating the operating status of 06 (for example, a symptom of a manufacturing apparatus in which a trouble has occurred) from the factory side, response information corresponding to the notification (for example,
It is possible to receive maintenance information such as information instructing how to deal with troubles, software and data for dealing with troubles, latest software, and help information from the vendor side. A communication protocol (TCP / IP) generally used on the Internet is used for data communication between the factories 102 to 104 and the vendor 101 and data communication on the LAN 111 in each factory. Instead of using the Internet as an external network outside the factory, it is also possible to use a leased line network (ISDN or the like) which is highly secure without being accessed by a third party. Further, the host management system is not limited to the one provided by the vendor, and a user may construct a database and place it on an external network so that the user can access the database from a plurality of factories.

【0058】図8は本実施形態の全体システムを図7と
は別の角度から切り出して表現した概念図である。先の
例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザー工場
と、該製造装置のベンダーの管理システムとを外部ネッ
トワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工
場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の情報をデー
タ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベ
ンダーの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置の
それぞれのベンダーの管理システムとを工場外の外部ネ
ットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ
通信するものである。図中、201は製造装置ユーザー
(半導体デバイス製造メーカー)の製造工場であり、工
場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここ
では例として露光装置202、レジスト処理装置20
3、成膜処理装置204が導入されている。なお図7で
は製造工場201は1つだけ描いているが、実際は複数
の工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各
装置はLAN206で接続されてイントラネットを構成
し、ホスト管理システム205で製造ラインの稼動管理
がされている。一方、露光装置メーカー210、レジス
ト処理装置メーカー220、成膜装置メーカー230な
どベンダー(装置供給メーカー)の各事業所には、それ
ぞれ供給した機器の遠隔保守を行なうためのホスト管理
システム211, 221, 231を備え、これらは上述
したように保守データベースと外部ネットワークのゲー
トウェイを備える。ユーザーの製造工場内の各装置を管
理するホスト管理システム205と、各装置のベンダー
の管理システム211, 221,231とは、外部ネッ
トワーク200であるインターネットもしくは専用線ネ
ットワークによって接続されている。このシステムにお
いて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラ
ブルが起きると、製造ラインの稼動が休止してしまう
が、トラブルが起きた機器のベンダーからインターネッ
ト200を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が
可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えることができ
る。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the entire system of this embodiment cut out from an angle different from that shown in FIG. In the above example, a plurality of user factories each provided with a manufacturing apparatus and a management system of the vendor of the manufacturing apparatus are connected by an external network, and production management of each factory or at least one unit of the factory is performed via the external network. The information of the manufacturing apparatus was data-communicated. On the other hand, in this example, a factory equipped with manufacturing apparatuses of a plurality of vendors and a management system of each vendor of the plurality of manufacturing apparatuses are connected by an external network outside the factory, and maintenance information of each manufacturing apparatus is displayed. It is for data communication. In the figure, reference numeral 201 denotes a manufacturing plant of a manufacturing device user (semiconductor device manufacturing maker), and a manufacturing device for performing various processes is installed on the manufacturing line of the factory.
3. The film forming processing device 204 is installed. Although only one manufacturing factory 201 is shown in FIG. 7, a plurality of factories are actually networked in the same manner. The respective devices in the factory are connected by a LAN 206 to form an intranet, and the host management system 205 manages the operation of the manufacturing line. On the other hand, host management systems 211, 221, for performing remote maintenance of the supplied equipments, are provided at the respective business establishments of the vendors (equipment supply manufacturers) such as the exposure equipment manufacturer 210, the resist processing equipment manufacturer 220, and the film formation equipment manufacturer 230. 231, which, as mentioned above, comprises a maintenance database and a gateway for external networks. The host management system 205 that manages each device in the user's manufacturing plant and the management systems 211, 221, and 231 of the vendor of each device are connected by the external network 200 such as the Internet or a dedicated line network. In this system, if a trouble occurs in any of the series of manufacturing equipment on the manufacturing line, the operation of the manufacturing line is suspended, but the vendor of the equipment in trouble receives remote maintenance via the Internet 200. This enables quick response and minimizes production line downtime.

【0059】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフ
トウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例
えば図9に一例を示す様な画面のユーザーインターフェ
ースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を
管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置
の機種(401)、シリアルナンバー(402)、トラ
ブルの件名(403)、発生日(404)、緊急度(4
05)、症状(406)、対処法(407)、経過(4
08)等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力さ
れた情報はインターネットを介して保守データベースに
送信され、その結果の適切な保守情報が保守データベー
スから返信されディスプレイ上に提示される。またウェ
ブブラウザが提供するユーザーインターフェースはさら
に図示のごとくハイパーリンク機能(410〜412)
を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報にアク
セスしたり、ベンダーが提供するソフトウェアライブラ
リから製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェ
アを引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作
ガイド(ヘルプ情報)を引出したりすることができる。
ここで、保守データベースが提供する保守情報には、上
記説明した本発明の特徴に関する情報も含まれ、また前
記ソフトウェアライブラリは本発明の特徴を実現するた
めの最新のソフトウェアも提供する。
Each manufacturing apparatus installed in the semiconductor manufacturing factory is provided with a display, a network interface, and a computer for executing network access software and apparatus operation software stored in a storage device. The storage device is a built-in memory, a hard disk, or a network file server. The network access software includes a dedicated or general-purpose web browser, and provides a user interface with a screen, an example of which is shown in FIG. 9, on the display. The operator who manages the manufacturing apparatus at each factory refers to the screen, and the manufacturing apparatus model (401), serial number (402), trouble subject (403), date of occurrence (404), urgency (4)
05), symptom (406), coping method (407), progress (4)
08) etc. is input to the input items on the screen. The input information is transmitted to the maintenance database via the Internet, and the appropriate maintenance information as a result is returned from the maintenance database and presented on the display. The user interface provided by the web browser is a hyperlink function (410-412) as shown in the figure.
The operator can access more detailed information on each item, pull out the latest version of software used in the manufacturing equipment from the software library provided by the vendor, and use the operation guide (help information for the factory operator's reference). ) Can be withdrawn.
Here, the maintenance information provided by the maintenance database also includes the information on the features of the present invention described above, and the software library also provides the latest software for implementing the features of the present invention.

【0060】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図10は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計
を行なう。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。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5(組み立て)は後工程と呼ばれ、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)等の組
立て工程を含む。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、これを出荷(ステップ7)する。前工程
と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工
場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
される。また前工程工場と後工程工場との間でも、イン
ターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理
や装置保守のための情報がデータ通信される。
Next, a semiconductor device manufacturing process using the above-described production system will be described. FIG. 10 shows a flow of the whole manufacturing process of the semiconductor device.
In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask manufacturing), a mask having the designed circuit pattern is manufactured. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique using the mask and the wafer prepared above.
The next step 5 (assembly) is called a post-process, which is a process of forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step 4, and includes an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), and the like. Including steps. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. A semiconductor device is completed through these processes and shipped (step 7). The front-end process and the back-end process are performed in separate dedicated factories, and maintenance is performed for each of these factories by the remote maintenance system described above. Information for production management and device maintenance is also data-communicated between the front-end factory and the back-end factory via the Internet or the leased line network.

【0061】図11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
縁膜を成膜する。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1
5(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。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を形成する。各工程で使用する製
造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守が
なされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もし
トラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べ
て半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
FIG. 11 shows a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted in the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by the exposure apparatus described above. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that is no longer needed after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. Since the manufacturing equipment used in each process is maintained by the remote maintenance system described above, troubles can be prevented in advance, and even if troubles occur, quick recovery is possible, and Productivity can be improved.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置合わ
せ方法によれば、複数のサンプルショットの位置から、
位置合わせしようとする基板の全体の位置ずれを算出す
る際の所定の変換式からの各々のショットのずれ量を予
め補正テーブルとして保持し、位置合わせ時に順次位置
合わせ位置に反映することにより、非線形の歪みによる
精度の低下を防ぎ、高精度の位置合わせを行うことが可
能である。
As described above, according to the alignment method of the present invention, from the positions of a plurality of sample shots,
The amount of deviation of each shot from a predetermined conversion formula when calculating the overall positional deviation of the substrate to be aligned is held as a correction table in advance, and is reflected in the alignment position in sequence during alignment, thereby providing a nonlinear It is possible to prevent the deterioration of accuracy due to the distortion of and to perform highly accurate alignment.

【0063】また本発明の位置合わせ装置によれば、上
記同様、各位置合わせ対象物の配列が非線形な誤差を含
む場合でも高精度に位置合わせすることが可能な位置合
わせ位置合わせ装置が得られる。
Further, according to the alignment apparatus of the present invention, similarly to the above, it is possible to obtain the alignment apparatus capable of performing the alignment with high accuracy even when the alignment of each alignment object includes a non-linear error. .

【0064】さらに本発明の露光装置によれば、露光し
ようとする基板の全体の位置ずれを算出する際の所定の
変換式からの各々のショットのずれ量を予め補正テーブ
ルとして保持し、露光時に順次位置合わせ位置に反映す
ることにより、非線形の歪みによる精度の低下を防ぎ、
高精度の露光を行うことが可能な露光装置が得られる。
Further, according to the exposure apparatus of the present invention, the deviation amount of each shot from the predetermined conversion formula when calculating the positional deviation of the entire substrate to be exposed is held in advance as a correction table, and at the time of exposure, By reflecting it on the alignment position sequentially, it is possible to prevent the accuracy from decreasing due to non-linear distortion.
An exposure apparatus that can perform highly accurate exposure can be obtained.

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

【図1】 本発明の第1の実施例に係る位置合わせ装置
を有する露光装置を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an exposure apparatus having an alignment device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の露光装置における露光シーケンスの一
例を示すフローチャートである。
2 is a flowchart showing an example of an exposure sequence in the exposure apparatus of FIG.

【図3】 (a)はウエハ上に位置する露光ショットと
サンプルショットの一例を示す図、(b)は図1の記憶
装置12に予め記憶された露光ショット毎の補正値を示
す図である。
3A is a diagram showing an example of an exposure shot and a sample shot positioned on a wafer, and FIG. 3B is a diagram showing a correction value for each exposure shot stored in advance in a storage device 12 of FIG. .

【図4】 本発明の一実施例に係る予め数枚のウエハに
ついて全ショットまたは複数のショットについてアライ
メントのみを実施し、その線形補正後の非線形残差を統
計処理し、補正テーブルに格納する場合の露光シーケン
スを示すフローチャートである。
FIG. 4 shows a case in which only a few wafers are aligned in advance for all shots or a plurality of shots according to an embodiment of the present invention, and nonlinear residuals after linear correction are statistically processed and stored in a correction table. 3 is a flowchart showing the exposure sequence of FIG.

【図5】 本発明の一実施例に係る単純な近傍平均化処
理を施した例であり、(a)は図1の記憶装置12に予
め記憶された露光ショット毎の補正値を示す図、(b)
は補正値のヒストグラムを示す図である。
5 is an example in which a simple neighborhood averaging process according to an embodiment of the present invention is performed, and FIG. 5A is a diagram showing a correction value for each exposure shot stored in advance in the storage device 12 of FIG. (B)
FIG. 6 is a diagram showing a histogram of correction values.

【図6】 本発明の一実施例に係るクラスタリングして
近傍平均化した例であり、(a)は図1の記憶装置12
に予め記憶された露光ショット毎の補正値を示す図、
(b)は補正値のヒストグラムを示す図である。
FIG. 6 is an example of clustering and neighborhood averaging according to an embodiment of the present invention, in which (a) is the storage device 12 of FIG.
A diagram showing a correction value for each exposure shot stored in advance in
(B) is a diagram showing a histogram of correction values.

【図7】 本発明の一実施例に係る半導体デバイスの生
産システムをある角度から見た概念図である。
FIG. 7 is a conceptual view of a semiconductor device production system according to an embodiment of the present invention viewed from an angle.

【図8】 本発明の一実施例に係る半導体デバイスの生
産システムを別の角度から見た概念図である。
FIG. 8 is a conceptual view of the semiconductor device production system according to the embodiment of the present invention seen from another angle.

【図9】 本発明の一実施例に係るユーザーインターフ
ェースの具体例を示す図である。
FIG. 9 illustrates a specific example of a user interface according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の一実施例に係るデバイスの製造プ
ロセスのフローを説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a flow of a device manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の一実施例に係るウエハプロセスを
説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a wafer process according to an embodiment of the present invention.

【図12】 従来例に係る露光装置の概略図および位置
合わせ用マークを示す図であり、(a)は従来例に係る
縮小投影型の半導体露光装置の一例を示す概略図、
(b)は位置合わせ用マークを示す図である。
FIG. 12 is a schematic view of an exposure apparatus according to a conventional example and a view showing alignment marks, and (a) is a schematic view showing an example of a reduction projection type semiconductor exposure apparatus according to the conventional example;
(B) is a figure which shows the mark for alignment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:投影光学系、2:位置合わせ用照明装置、3:ビー
ムスプリッタ、4:結像光学系、5:撮像装置、6:A
/D変換装置、7:積算装置、8:位置検出装置、9:
CPU、10:ステージ駆動装置、11:XYステー
ジ、12:記憶装置、S:位置合わせ光学系、R:レチ
クル、W:ウエハ。
1: Projection optical system, 2: Positioning illumination device, 3: Beam splitter, 4: Imaging optical system, 5: Imaging device, 6: A
/ D converter, 7: integrating device, 8: position detecting device, 9:
CPU, 10: stage driving device, 11: XY stage, 12: storage device, S: alignment optical system, R: reticle, W: wafer.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の基板のそれぞれに予め所定の配列
に従って複数の位置合わせ対象物が形成され、前記各位
置合わせ対象物を位置合わせすることにより前記基板を
それぞれ所定の基準位置に順次位置合わせする位置合わ
せ方法であって、 前記基板上にそれぞれ形成されている前記各位置合わせ
対象物の位置を順次計測する第1工程と、前記第1工程
により計測された位置とそれらの設計上の位置との関係
を所定の変換パラメータにより記述したときに各計測位
置について残差に基づく全計測位置の総体的な誤差を最
小とする前記変換パラメータを決定する第2工程と、前
記第2工程により決定された前記変換パラメータと予め
記憶された補正テーブルとを用いて前記各位置合わせ対
象物の設計上の位置を補正して前記各位置合わせ対象物
の位置を決定する第3工程と、前記第3工程により決定
された各位置合わせ対象物の位置を前記基準位置として
他の前記基板を順次位置合わせするために移動させる第
4工程とを有することを特徴とする位置合わせ方法。
1. A plurality of alignment objects are formed in advance on each of a plurality of substrates in accordance with a predetermined arrangement, and the substrates are sequentially aligned to predetermined reference positions by aligning the alignment objects. A first step of sequentially measuring the positions of the respective alignment objects formed on the substrate, the positions measured by the first step, and their designed positions. And a second conversion step for determining the conversion parameter that minimizes the overall error of all the measurement positions based on the residual error when each relationship is described by a predetermined conversion parameter, and is determined by the second step. Each of the alignment objects is corrected by correcting the design position of each of the alignment objects by using the converted conversion parameter and the correction table stored in advance. A third step of determining a position, and a fourth step of moving the position of each alignment object determined by the third step as the reference position to sequentially align the other substrates. A characteristic alignment method.
【請求項2】 前記第3工程は、前記複数の基板の幾つ
かを先行して位置合わせし、位置合わせ対象物のずれ量
計測結果を所定の変換パラメータにより記述したときの
残差の総体的な誤差が最小になるように前記変換パラメ
ータを決定し、その変換パラメータから決定された各計
測値毎の残差をクラスタリングし、それぞれのクラス毎
に前記残差を統計処理し、それぞれの前記位置合わせ対
象物の補正量を決定するものであることを特徴とする請
求項1に記載の位置合わせ方法。
2. The third step is an overall residual error when some of the plurality of substrates are aligned in advance and the displacement amount measurement result of the alignment object is described by a predetermined conversion parameter. The conversion parameter is determined so that the error is minimized, the residuals for each measurement value determined from the conversion parameter are clustered, the residuals are statistically processed for each class, and the respective positions are determined. The alignment method according to claim 1, wherein a correction amount of the alignment object is determined.
【請求項3】 前記第3工程は、予め前記複数の基板の
うちの幾つかについて前記各位置合わせ対象物の位置を
順次計測し、その計測値とそれらの設計上の位置との関
係を、所定の変換パラメータにより記述したときの残差
の総体的な誤差が最小になるように前記変換パラメータ
を決定し、その決定された変換パラメータに従って各位
置合わせ対象物の設計上の位置を変換して求めた前記各
位置合わせ対象物の位置と計測された位置との残差を統
計処理することにより、それぞれの位置合わせ対象物の
補正量を決定するものであることを特徴とする請求項1
に記載の位置合わせ方法。
3. The third step sequentially measures the positions of the respective alignment targets on some of the plurality of substrates in advance, and the relationship between the measured values and their designed positions is calculated. The conversion parameter is determined so that the overall error of the residual when described by the predetermined conversion parameter is minimized, and the design position of each alignment object is converted according to the determined conversion parameter. The correction amount of each alignment object is determined by statistically processing the residual difference between the obtained position of each alignment object and the measured position.
Positioning method described in.
【請求項4】 前記統計処理は、残差の平均値もしくは
中央値、または、求めようとする位置合わせ対象物の近
傍の残差の平均値もしくは中央値であることを特徴とす
る請求項2または3のいずれか1項に記載の位置合わせ
方法。
4. The statistical processing is a mean or median of residuals, or a mean or median of residuals in the vicinity of an alignment object to be obtained. Alternatively, the alignment method according to any one of 3 above.
【請求項5】 前記補正テーブルは、前記各位置合わせ
対象物に対応した補正量であることを特徴とする請求項
1に記載の位置合わせ方法。
5. The alignment method according to claim 1, wherein the correction table is a correction amount corresponding to each of the alignment objects.
【請求項6】 前記補正テーブルは、前記基板の座標に
対応した補正量であることを特徴とする請求項1に記載
の位置合わせ方法。
6. The alignment method according to claim 1, wherein the correction table is a correction amount corresponding to coordinates of the substrate.
【請求項7】 前記補正テーブルは、重ね合わせ対象物
が生成される際に参照した補正テーブルと同一、複製さ
れたテーブル、および外部から書換えられたテーブルの
うちのいずれかであることを特徴とする請求項5または
6に記載の位置合わせ方法。
7. The correction table is one of the same as the correction table referred to when the overlay object is generated, a duplicated table, and a table rewritten from the outside. The alignment method according to claim 5 or 6, wherein.
【請求項8】 複数の基板のそれぞれに予め所定の配列
に従って複数の位置合わせ対象物が形成され、前記各位
置合わせ対象物を位置合わせすることにより前記基板を
所定の基準位置に位置合わせする位置合わせ装置であっ
て、 前記基板上にそれぞれ形成されている各位置合わせ対象
物の位置を順次計測する第1の位置計測手段と、前記第
1の位置計測手段により計測された前記各位置合わせ対
象物の位置とそれらの設計上の位置との関係を所定の変
換パラメータにより記述したときの各計測位置について
の残差に基づく全計測位置の総体的な誤差が最小になる
ように前記変換パラメータを決定する第1のパラメータ
決定手段と、前記第1のパラメータ決定手段により決定
された前記変換パラメータと予め記憶手段に記憶された
補正テーブルとを用いて前記各位置合わせ対象物の設計
上の位置を補正することにより前記各位置合わせ対象物
の位置を決定する位置決定手段と、前記位置決定手段に
より決定された前記各位置合わせ対象物の位置を前記基
準位置として他の前記基板を順次位置合わせするために
移動させる基板移動手段とを有することを特徴とする位
置合わせ装置。
8. A position at which a plurality of alignment objects are formed in advance on each of a plurality of substrates according to a predetermined arrangement, and the substrates are aligned at a predetermined reference position by aligning each of the alignment objects. A positioning device, comprising: first position measuring means for sequentially measuring the position of each of the positioning objects formed on the substrate; and each of the positioning objects measured by the first position measuring means. When the relationship between the positions of objects and their design positions is described by the predetermined conversion parameters, the conversion parameters are set so that the total error of all the measurement positions based on the residual for each measurement position is minimized. First parameter determining means for determining, the conversion parameter determined by the first parameter determining means, and a correction table stored in advance in the storage means Position determining means for determining the position of each of the alignment objects by correcting the design position of each of the alignment objects using, and the alignment object of each of the alignment objects determined by the position determining means. And a substrate moving unit that moves the other substrates in order to sequentially align the substrates with the position as the reference position.
【請求項9】 原版のパターンを基板に露光する露光装
置において、 前記基板を位置合わせする手段に請求項8に記載の位置
合わせ装置を備えることを特徴とする露光装置。
9. An exposure apparatus for exposing a substrate with a pattern of an original plate, wherein the means for aligning the substrate is provided with the alignment apparatus according to claim 8.
【請求項10】 請求項9に記載の露光装置において、
ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、ネッ
トワーク用ソフトウェアを実行するコンピュータとをさ
らに有し、露光装置の保守情報をコンピュータネットワ
ークを介してデータ通信することを可能にした露光装
置。
10. The exposure apparatus according to claim 9,
An exposure apparatus that further includes a display, a network interface, and a computer that executes network software, and that enables maintenance apparatus information to be communicated via a computer network.
【請求項11】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダ若しくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にする請求項10に記載の露光装置。
11. The network software comprises:
A user interface for accessing a maintenance database provided by a vendor or a user of the exposure apparatus, which is connected to an external network of a factory in which the exposure apparatus is installed, is provided on the display, and from the database via the external network. The exposure apparatus according to claim 10, which makes it possible to obtain information.
【請求項12】 請求項9〜11のいずれか1項に記載
の露光装置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体
製造工場に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数
のプロセスによって半導体デバイスを製造する工程とを
有することを特徴とする半導体デバイス製造方法。
12. A step of installing a manufacturing apparatus group for various processes including the exposure apparatus according to claim 9 in a semiconductor manufacturing factory, and a plurality of processes using the manufacturing apparatus group. And a step of manufacturing a semiconductor device.
【請求項13】 前記製造装置群をローカルエリアネッ
トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
間で、前記製造装置群の少なくとも1台に関する情報を
データ通信する工程とをさらに有する請求項12に記載
の半導体デバイス製造方法。
13. Data communication of information relating to at least one of the manufacturing apparatus group between the step of connecting the manufacturing apparatus group by a local area network, and between the local area network and an external network outside the semiconductor manufacturing factory. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, further comprising:
【請求項14】 前記露光装置のベンダ若しくはユーザ
が提供するデータベースに前記外部ネットワークを介し
てアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守
情報を得る、若しくは前記半導体製造工場とは別の半導
体製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデー
タ通信して生産管理を行う請求項13に記載の半導体デ
バイス製造方法。
14. A database provided by a vendor or a user of the exposure apparatus is accessed through the external network to obtain maintenance information of the manufacturing apparatus by data communication, or a semiconductor manufacturing factory different from the semiconductor manufacturing factory. 14. The semiconductor device manufacturing method according to claim 13, wherein production control is performed by performing data communication with the device via the external network.
【請求項15】 請求項9〜11のいずれか1項に記載
の露光装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製
造装置群を接続するローカルエリアネットワークと、該
ローカルエリアネットワークから工場外の外部ネットワ
ークにアクセス可能にするゲートウェイを有し、前記製
造装置群の少なくとも1台に関する情報をデータ通信す
ることを可能にしたことを特徴とする半導体製造工場。
15. A group of manufacturing apparatuses for various processes including the exposure apparatus according to claim 9, a local area network for connecting the group of manufacturing apparatuses, and a local area network connected to the outside of the factory. A semiconductor manufacturing factory, having a gateway that enables access to the external network, and enabling data communication of information relating to at least one of the manufacturing apparatus groups.
【請求項16】 半導体製造工場に設置された請求項9
〜11のいずれか1項に記載の露光装置の保守方法であ
って、前記露光装置のベンダ若しくはユーザが、半導体
製造工場の外部ネットワークに接続された保守データベ
ースを提供する工程と、前記半導体製造工場内から前記
外部ネットワークを介して前記保守データベースへのア
クセスを許可する工程と、前記保守データベースに蓄積
される保守情報を前記外部ネットワークを介して半導体
製造工場側に送信する工程とを有することを特徴とする
露光装置の保守方法。
16. The method according to claim 9, which is installed in a semiconductor manufacturing factory.
12. The exposure apparatus maintenance method according to any one of claims 1 to 11, wherein a vendor or a user of the exposure apparatus provides a maintenance database connected to an external network of the semiconductor manufacturing factory, and the semiconductor manufacturing factory. A step of permitting access to the maintenance database from the inside via the external network; and a step of transmitting the maintenance information accumulated in the maintenance database to the semiconductor manufacturing factory side via the external network. Maintenance method for exposure equipment.
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