JP2003151887A - 位置合わせ方法および装置ならびにそれらを用いた露光装置 - Google Patents
位置合わせ方法および装置ならびにそれらを用いた露光装置Info
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の各計測対象マークの計測精度に応じて
高精度で装置のスループットを低下させない位置合わせ
を可能にする。 【解決手段】 複数のサンプルショットを計測するステ
ップ２０４と、全計測位置の総体的な誤差を最小とする
ようにサンプルショットの計測位置と設計上の位置との
間の変換パラメータを算出するステップ２０６と、複数
のサンプルショットの内の幾つかを選択するステップ２
０２、ステップ２０５、およびステップ２０８と、サン
プルショットの組み合わせに対応した変換パラメータを
記憶する工程と、サンプルショットの組み合わせに応じ
た変換パラメータから位置合わせ計測の終了を判断する
ステップ２０９とを具備する。
高精度で装置のスループットを低下させない位置合わせ
を可能にする。 【解決手段】 複数のサンプルショットを計測するステ
ップ２０４と、全計測位置の総体的な誤差を最小とする
ようにサンプルショットの計測位置と設計上の位置との
間の変換パラメータを算出するステップ２０６と、複数
のサンプルショットの内の幾つかを選択するステップ２
０２、ステップ２０５、およびステップ２０８と、サン
プルショットの組み合わせに対応した変換パラメータを
記憶する工程と、サンプルショットの組み合わせに応じ
た変換パラメータから位置合わせ計測の終了を判断する
ステップ２０９とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密な位置合わせ
手段を必要とする装置、例えばマスク等の原版の電子回
路パターンを半導体ウエハ等の基板上に露光する露光装
置において、基板上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正確に位置合わせする方法
および装置ならびにそれらを用いた露光装置に関する。
手段を必要とする装置、例えばマスク等の原版の電子回
路パターンを半導体ウエハ等の基板上に露光する露光装
置において、基板上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正確に位置合わせする方法
および装置ならびにそれらを用いた露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体露光装置においては、マスクとウ
エハの位置合わせ精度を向上させるために、所謂ステッ
パが広く用いられている。図４は、従来例に係る半導体
露光装置を示す概略図である。同図に示すように、露光
照明光９は、マスク６上に形成された電子回路パターン
を二次元に移動可能なＸＹステージ８上に載置されたウ
エハ７に照射され、露光が行われる。図４中、１は位置
合わせ用照明装置、２は撮像装置、３は位置検出装置を
それぞれ示し、これらの構成要素から位置合わせ用光学
系が構成される。この位置合わせ用光学系は、マスク６
とウエハ７の相対的な位置ずれを検出することができる
装置である。また、４は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、
５はＸＹステージ８を駆動するステージ駆動装置をそれ
ぞれ示す。
エハの位置合わせ精度を向上させるために、所謂ステッ
パが広く用いられている。図４は、従来例に係る半導体
露光装置を示す概略図である。同図に示すように、露光
照明光９は、マスク６上に形成された電子回路パターン
を二次元に移動可能なＸＹステージ８上に載置されたウ
エハ７に照射され、露光が行われる。図４中、１は位置
合わせ用照明装置、２は撮像装置、３は位置検出装置を
それぞれ示し、これらの構成要素から位置合わせ用光学
系が構成される。この位置合わせ用光学系は、マスク６
とウエハ７の相対的な位置ずれを検出することができる
装置である。また、４は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、
５はＸＹステージ８を駆動するステージ駆動装置をそれ
ぞれ示す。
【０００３】ウエハ７上には、図５に示すように、露光
の対象となるショットに予めＸ方向もしくはＹ方向に検
出可能なアライメントマーク（Ｍ１ｘ，Ｍ１ｙ、Ｍ２
ｘ，Ｍ２ｙ、…）を設けてある。マスク６上にもまた、
ウエハ７上のアライメントマークと対になるマークが形
成されており、上記した位置合わせ用光学系によってマ
スク６とウエハ７の相対的な位置ずれを計測することが
できる。
の対象となるショットに予めＸ方向もしくはＹ方向に検
出可能なアライメントマーク（Ｍ１ｘ，Ｍ１ｙ、Ｍ２
ｘ，Ｍ２ｙ、…）を設けてある。マスク６上にもまた、
ウエハ７上のアライメントマークと対になるマークが形
成されており、上記した位置合わせ用光学系によってマ
スク６とウエハ７の相対的な位置ずれを計測することが
できる。
【０００４】図６は、図４の半導体露光装置における露
光手順を示すフローチャートである。同図に示すよう
に、図４のＣＰＵ４は、不図示のウエハ搬送装置により
ウエハ７がＸＹステージ８に載置される（ステップ６０
１）と、ウエハ７上の各ショットのアライメントマーク
を順次選択し（ステップ６０２）、マスク６上のマーク
の下にＸＹステージ８を使って移動させ（ステップ６０
３）、計測ショットが所定の値に到達するまで（ステッ
プ６０５）、各ショットの位置ずれ量を計測する（ステ
ップ６０４）。図６では、サンプルショット数を８に固
定した例を示した。
光手順を示すフローチャートである。同図に示すよう
に、図４のＣＰＵ４は、不図示のウエハ搬送装置により
ウエハ７がＸＹステージ８に載置される（ステップ６０
１）と、ウエハ７上の各ショットのアライメントマーク
を順次選択し（ステップ６０２）、マスク６上のマーク
の下にＸＹステージ８を使って移動させ（ステップ６０
３）、計測ショットが所定の値に到達するまで（ステッ
プ６０５）、各ショットの位置ずれ量を計測する（ステ
ップ６０４）。図６では、サンプルショット数を８に固
定した例を示した。
【０００５】図７は、図４の半導体露光装置および後述
する本発明の一実施例に係る露光装置に係るウエハ７の
ショットの設計上のマーク位置、実際のマーク位置、変
換パラメータにより変換されたマーク位置、変換パラメ
ータにより変換されたマーク位置から実際のマーク位置
への残差をそれぞれ示す図である。同図に示すように、
各計測ショットでの設計上のマーク位置ｄｉ＝［ｄｘ
ｉ，ｄｙｉ］を、計測によって得られた実際のマーク位
置ａｉ＝［ａｘｉ，ａｙｉ］に対して補正変換により重
ね合わせようとしたときに、補正の残差ｅｉ＝［ｅｘ
ｉ，ｅｙｉ］を含んだ補正位置ｇｉ＝［ｇｘｉ，ｇｙ
ｉ］が下記の数式によって表されたとする。 ｇｉ＝Ａｄｉ＋Ｓ …（１）
する本発明の一実施例に係る露光装置に係るウエハ７の
ショットの設計上のマーク位置、実際のマーク位置、変
換パラメータにより変換されたマーク位置、変換パラメ
ータにより変換されたマーク位置から実際のマーク位置
への残差をそれぞれ示す図である。同図に示すように、
各計測ショットでの設計上のマーク位置ｄｉ＝［ｄｘ
ｉ，ｄｙｉ］を、計測によって得られた実際のマーク位
置ａｉ＝［ａｘｉ，ａｙｉ］に対して補正変換により重
ね合わせようとしたときに、補正の残差ｅｉ＝［ｅｘ
ｉ，ｅｙｉ］を含んだ補正位置ｇｉ＝［ｇｘｉ，ｇｙ
ｉ］が下記の数式によって表されたとする。 ｇｉ＝Ａｄｉ＋Ｓ …（１）
【０００６】補正の残差は、下記の数式で表される。
ｅｉ＝ａｉ−ｇｉ …（２）
【０００７】図４のＣＰＵ４は、図６のステップ６０６
において、上記した式（２）の二乗和（Σ｜ｅｉ｜2 ）
が最小になるような変換パラメータＡおよびＳを決定す
る。
において、上記した式（２）の二乗和（Σ｜ｅｉ｜2 ）
が最小になるような変換パラメータＡおよびＳを決定す
る。
【０００８】次に、図４のＣＰＵ４は、ＡおよびＳとし
て定められた所定の変換パラメータを元にＸＹステージ
８を駆動し、ウエハ７上に形成された全てのショットの
露光を行う（ステップ６０７）。本シーケンスでは、最
後にウエハ７の搬出が行われる（ステップ６０８）。こ
こで、上記した式（１）におけるＡおよびＳは、下記の
数式で表される。
て定められた所定の変換パラメータを元にＸＹステージ
８を駆動し、ウエハ７上に形成された全てのショットの
露光を行う（ステップ６０７）。本シーケンスでは、最
後にウエハ７の搬出が行われる（ステップ６０８）。こ
こで、上記した式（１）におけるＡおよびＳは、下記の
数式で表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】上記した式（３）において、αｘおよびα
ｙは各ウエハのＸおよびＹ方向の伸び、θｘおよびθｙ
は各ショット配列のＸ軸回りおよびＹ軸回りの回転成分
をそれぞれ表している。また、Ｓはウエハ全体としての
並行ずれを表している。
ｙは各ウエハのＸおよびＹ方向の伸び、θｘおよびθｙ
は各ショット配列のＸ軸回りおよびＹ軸回りの回転成分
をそれぞれ表している。また、Ｓはウエハ全体としての
並行ずれを表している。
【００１１】この方法によれば、全ショットでの位置ず
れ計測を行うことなく、限られたショット（サンプルシ
ョット）で計測を行うために、装置のスループットが向
上するというメリットがある。
れ計測を行うことなく、限られたショット（サンプルシ
ョット）で計測を行うために、装置のスループットが向
上するというメリットがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例において、予め固定されたサンプルショットを
用いた場合、ショットの配列誤差の大きいウエハの位置
合わせにおいては、サンプルショットの不足による補正
誤差の増大を生じる。また、配列誤差の小さなウエハに
おいては、必要な精度を満たすためのサンプルショット
数に比べてサンプルショット数が多すぎるために、スル
ープットの低下を招くという欠点がある。
た従来例において、予め固定されたサンプルショットを
用いた場合、ショットの配列誤差の大きいウエハの位置
合わせにおいては、サンプルショットの不足による補正
誤差の増大を生じる。また、配列誤差の小さなウエハに
おいては、必要な精度を満たすためのサンプルショット
数に比べてサンプルショット数が多すぎるために、スル
ープットの低下を招くという欠点がある。
【００１３】図８および図９は、従来例に係るショット
数と変換パラメータの推移を示す図であり、縦軸は変換
パラメータ、横軸はショット数をそれぞれ示す。図８お
よび図９に示す例では、両者ともサンプルショット数を
８に固定した場合を示している。この場合、図８では、
十分な収束が得られていないにも係らず計測が終了し、
アライメント精度の低下を招いている。また、図９で
は、途中から補正パラメータが収束し、値は十分正しい
と考えられるのに無駄に計測を行っている。
数と変換パラメータの推移を示す図であり、縦軸は変換
パラメータ、横軸はショット数をそれぞれ示す。図８お
よび図９に示す例では、両者ともサンプルショット数を
８に固定した場合を示している。この場合、図８では、
十分な収束が得られていないにも係らず計測が終了し、
アライメント精度の低下を招いている。また、図９で
は、途中から補正パラメータが収束し、値は十分正しい
と考えられるのに無駄に計測を行っている。
【００１４】本発明は、基板の各計測対象マークの配列
精度に応じて高精度で装置のスループットを低下させな
い位置合わせを行う位置合わせ方法および装置ならびに
それらを用いた露光装置を提供することを目的とする。
精度に応じて高精度で装置のスループットを低下させな
い位置合わせを行う位置合わせ方法および装置ならびに
それらを用いた露光装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の位置合わせ方法は、基板上に予め所定の配
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方法であっ
て、前記複数の位置合わせ対象物の内から選択された複
数個のサンプル対象物の位置を順次計測する第一工程
と、全計測位置とそれらの設計上の位置との総体的な誤
差を最小とする各サンプル対象物の位置補正量を示す変
換パラメータを算出する第二工程と、前記複数の位置合
わせ対象物の内から追加の単数または複数個のサンプル
対象物を選択してそれらの位置を計測する第三工程と、
前記第一工程で計測されたものを含む全計測位置とそれ
らの設計上の位置との総体的な誤差を最小とする各サン
プル対象物の位置補正量を示す変換パラメータを算出す
る第四工程と、算出された複数個の変換パラメータから
位置合わせ計測の終了を判断する第五工程とを具備する
ことを特徴とする。
に、本発明の位置合わせ方法は、基板上に予め所定の配
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方法であっ
て、前記複数の位置合わせ対象物の内から選択された複
数個のサンプル対象物の位置を順次計測する第一工程
と、全計測位置とそれらの設計上の位置との総体的な誤
差を最小とする各サンプル対象物の位置補正量を示す変
換パラメータを算出する第二工程と、前記複数の位置合
わせ対象物の内から追加の単数または複数個のサンプル
対象物を選択してそれらの位置を計測する第三工程と、
前記第一工程で計測されたものを含む全計測位置とそれ
らの設計上の位置との総体的な誤差を最小とする各サン
プル対象物の位置補正量を示す変換パラメータを算出す
る第四工程と、算出された複数個の変換パラメータから
位置合わせ計測の終了を判断する第五工程とを具備する
ことを特徴とする。
【００１６】本発明の一態様において、前記第二および
第四工程は、それぞれ、先行工程により計測された前記
サンプル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該変換パラメータ
に基づいて各サンプル対象物の位置を補正した時の補正
後の位置と前記計測された位置と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
ータを決定する工程である。
第四工程は、それぞれ、先行工程により計測された前記
サンプル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該変換パラメータ
に基づいて各サンプル対象物の位置を補正した時の補正
後の位置と前記計測された位置と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
ータを決定する工程である。
【００１７】また本発明の一態様において、前記第五工
程において位置合わせ計測の終了を判断しないときは前
記第三および第四工程を繰り返す第六工程を備え、前記
第五工程は、前回までに選択された全サンプル対象物の
計測位置から算出された変換パラメータと今回までに選
択された全サンプル対象物の計測位置から算出された変
換パラメータとの差が所定の値より小さいか否かで位置
合わせ計測の終了を判断する。
程において位置合わせ計測の終了を判断しないときは前
記第三および第四工程を繰り返す第六工程を備え、前記
第五工程は、前回までに選択された全サンプル対象物の
計測位置から算出された変換パラメータと今回までに選
択された全サンプル対象物の計測位置から算出された変
換パラメータとの差が所定の値より小さいか否かで位置
合わせ計測の終了を判断する。
【００１８】本発明の位置合わせ方法の別の態様におい
ては、基板上に予め形成された複数のサンプルショット
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、前記サンプルショット数を増やしながら前記
各サンプルショットで位置合わせ補正残差が最小となる
設計値と実測値との間の変換パラメータを求めていき、
該変換パラメータを元に前記サンプルショット数を決定
することを特徴とする。
ては、基板上に予め形成された複数のサンプルショット
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、前記サンプルショット数を増やしながら前記
各サンプルショットで位置合わせ補正残差が最小となる
設計値と実測値との間の変換パラメータを求めていき、
該変換パラメータを元に前記サンプルショット数を決定
することを特徴とする。
【００１９】上記課題を解決するために、本発明の位置
合わせ装置は、基板上に予め形成された複数のサンプル
ショット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、前記サンプルショット数を増やしな
がら前記各サンプルショットで位置合わせ補正残差が最
小となる設計値と実測値との間の変換パラメータを求め
ていき、該変換パラメータを元に前記サンプルショット
数を決定することを特徴とする。
合わせ装置は、基板上に予め形成された複数のサンプル
ショット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、前記サンプルショット数を増やしな
がら前記各サンプルショットで位置合わせ補正残差が最
小となる設計値と実測値との間の変換パラメータを求め
ていき、該変換パラメータを元に前記サンプルショット
数を決定することを特徴とする。
【００２０】上記課題を解決するために、本発明の露光
装置は、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際に前記位置合わせ方
法のいずれか、または、前記位置合わせ装置を用いるこ
とを特徴とする。
装置は、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際に前記位置合わせ方
法のいずれか、または、前記位置合わせ装置を用いるこ
とを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態にお
いては、基板上に予め所定の配列に従って形成された複
数のサンプルショット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、基板上に形成されてい
る各サンプルショットの位置を順次計測する第一工程
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って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
誤差が最小になるように該変換パラメータ（Ｓβθ）を
決定する第二工程と、前記サンプルショットを選択する
第三工程と、サンプルショットの組み合わせに対応した
該変換パラメータを記憶する第四工程と、前記サンプル
ショットの組み合わせに応じた該変換パラメータから位
置合わせ計測の終了を判断する第五工程とを具備する。
いては、基板上に予め所定の配列に従って形成された複
数のサンプルショット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、基板上に形成されてい
る各サンプルショットの位置を順次計測する第一工程
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って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
誤差が最小になるように該変換パラメータ（Ｓβθ）を
決定する第二工程と、前記サンプルショットを選択する
第三工程と、サンプルショットの組み合わせに対応した
該変換パラメータを記憶する第四工程と、前記サンプル
ショットの組み合わせに応じた該変換パラメータから位
置合わせ計測の終了を判断する第五工程とを具備する。
【００２２】本実施形態では、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。また本実施形態では、処理
対象となる基板上に形成された複数の位置合わせマーク
の中から複数の計測対象マークを選んで、それらの位置
を計測することにより、基板全体の位置合わせを行う位
置合わせ方法において、基板の各計測対象マークの計測
精度に応じて、高精度で装置のスループットを低下させ
ない位置合わせを行うことができる。例えば、本実施形
態では、位置合わせ（グローバルアライメント）を、計
測精度の悪い基板はサンプルショットを増やして精度良
く、計測精度の良い基板は少ないサンプルショットでス
ループットを稼ぐように行う。次に、本発明の実施形態
を実施例を通じて、より具体的に説明する。
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。また本実施形態では、処理
対象となる基板上に形成された複数の位置合わせマーク
の中から複数の計測対象マークを選んで、それらの位置
を計測することにより、基板全体の位置合わせを行う位
置合わせ方法において、基板の各計測対象マークの計測
精度に応じて、高精度で装置のスループットを低下させ
ない位置合わせを行うことができる。例えば、本実施形
態では、位置合わせ（グローバルアライメント）を、計
測精度の悪い基板はサンプルショットを増やして精度良
く、計測精度の良い基板は少ないサンプルショットでス
ループットを稼ぐように行う。次に、本発明の実施形態
を実施例を通じて、より具体的に説明する。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明の一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
ては、上記した図４の従来例の構成に加えて、記憶装置
１０が追加されている。
装置を有する露光装置を示す概略図である。同図におい
ては、上記した図４の従来例の構成に加えて、記憶装置
１０が追加されている。
【００２４】図２は、図１の露光装置における露光手順
を示すフローチャートである。図１の露光装置におい
て、ステップ２０１で、不図示のウエハ搬送装置によ
り、ウエハ７がＸＹステージ８に載置されると、ＣＰＵ
４は、ステップ２０２で、ウエハ７上のサンプルショッ
トを選択する。先ず、上記した図５における各サンプル
ショットＳ１〜Ｓ６の内のショットＳ１を選択する。ス
テップ２０３では、上記した図５で示す１番目の計測シ
ョットＳ１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の視野範囲内に位置するように、ス
テージ駆動装置５に対してコマンドを送り、ＸＹステー
ジ８を駆動する。
を示すフローチャートである。図１の露光装置におい
て、ステップ２０１で、不図示のウエハ搬送装置によ
り、ウエハ７がＸＹステージ８に載置されると、ＣＰＵ
４は、ステップ２０２で、ウエハ７上のサンプルショッ
トを選択する。先ず、上記した図５における各サンプル
ショットＳ１〜Ｓ６の内のショットＳ１を選択する。ス
テップ２０３では、上記した図５で示す１番目の計測シ
ョットＳ１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の視野範囲内に位置するように、ス
テージ駆動装置５に対してコマンドを送り、ＸＹステー
ジ８を駆動する。
【００２５】このとき位置合わせ用照明手段１より照射
されたアライメント光は、マスク６を透過し、ウエハ７
側で反射して撮像装置２を照明する。撮像装置２に入っ
た照明光は、位置検出装置（位置変換装置）３に送ら
れ、そこで位置ずれ量に変換され、ステップ２０４のシ
ョット計測が行われる。
されたアライメント光は、マスク６を透過し、ウエハ７
側で反射して撮像装置２を照明する。撮像装置２に入っ
た照明光は、位置検出装置（位置変換装置）３に送ら
れ、そこで位置ずれ量に変換され、ステップ２０４のシ
ョット計測が行われる。
【００２６】ＣＰＵ４は、ステップ２０５で、ショット
数が３以上か否かを判断し、ショット数が３未満の場合
（Ｎの場合）は、位置ずれ量を記憶装置１０に格納し、
さらに第２ショットＳ２および第３ショットＳ３を順次
計測する（ステップ２０２〜ステップ２０４）。
数が３以上か否かを判断し、ショット数が３未満の場合
（Ｎの場合）は、位置ずれ量を記憶装置１０に格納し、
さらに第２ショットＳ２および第３ショットＳ３を順次
計測する（ステップ２０２〜ステップ２０４）。
【００２７】ステップ２０５でショット数が３以上とな
った場合（Ｙの場合）、第３ショットを計測した段階で
は、３ショット分のデータを利用し、変換パラメータ
（Ｓβθ）が算出される（ステップ２０６）。この変換
パラメータは、図７を用い説明した方法で算出すること
ができる。この値をＲｅｆ３とする。Ｒｅｆ３は、変換
パラメータのセットを示していて、（αｘ３、αｙ３、
θｘ３、θｙ３、Ｓｘ３、Ｓｙ３）のそれぞれの値を示
す。ステップ２０７では、ステップ２０６で算出された
変換パラメータをレジスタＮｏｗに格納する。
った場合（Ｙの場合）、第３ショットを計測した段階で
は、３ショット分のデータを利用し、変換パラメータ
（Ｓβθ）が算出される（ステップ２０６）。この変換
パラメータは、図７を用い説明した方法で算出すること
ができる。この値をＲｅｆ３とする。Ｒｅｆ３は、変換
パラメータのセットを示していて、（αｘ３、αｙ３、
θｘ３、θｙ３、Ｓｘ３、Ｓｙ３）のそれぞれの値を示
す。ステップ２０７では、ステップ２０６で算出された
変換パラメータをレジスタＮｏｗに格納する。
【００２８】ステップ２０８では、ショット数が４以上
か否かを判断し、ショット数が４未満の場合（Ｎの場
合）は、ステップ２１０でレジスタＮｏｗの内容（Ｒｅ
ｆ３）をレジスタＲｅｆに格納する。レジスタＮｏｗお
よびＲｅｆは、記憶装置１０内に設けられている。続い
て、第４ショットの計測が行われる（ステップ２０２〜
ステップ２０４）。ステップ２０５では、ショット数＝
４のためＹとなり、ステップ２０６に移行する。第４シ
ョットを計測した段階では、４ショット分のデータを利
用し、変換パラメータ（Ｓβθ）が算出される（ステッ
プ２０６）。この値をＲｅｆ４とする。ステップ２０７
では、このＲｅｆ４をレジスタＮｏｗに格納する。
か否かを判断し、ショット数が４未満の場合（Ｎの場
合）は、ステップ２１０でレジスタＮｏｗの内容（Ｒｅ
ｆ３）をレジスタＲｅｆに格納する。レジスタＮｏｗお
よびＲｅｆは、記憶装置１０内に設けられている。続い
て、第４ショットの計測が行われる（ステップ２０２〜
ステップ２０４）。ステップ２０５では、ショット数＝
４のためＹとなり、ステップ２０６に移行する。第４シ
ョットを計測した段階では、４ショット分のデータを利
用し、変換パラメータ（Ｓβθ）が算出される（ステッ
プ２０６）。この値をＲｅｆ４とする。ステップ２０７
では、このＲｅｆ４をレジスタＮｏｗに格納する。
【００２９】ステップ２０８では、ショット数＝４のた
めＹとなり、ステップ２０９に移行する。ステップ２０
９では、レジスタＲｅｆに格納されているＲｅｆ３と、
レジスタＮｏｗに格納されているＲｅｆ４の変換パラメ
ータ同士の差を求め、それが予め決められたトレランス
（Ｔｒｃ）未満か否かを判断する。ステップ２０９でＲ
ｅｆ３とＲｅｆ４の差が予め決められたトレランス（Ｔ
ｒｃ）を下回っていれば（Ｙの場合）、変換パラメータ
は既に精度よく求まったと判断し、アライメント（位置
合わせ）シーケンスを終了する。
めＹとなり、ステップ２０９に移行する。ステップ２０
９では、レジスタＲｅｆに格納されているＲｅｆ３と、
レジスタＮｏｗに格納されているＲｅｆ４の変換パラメ
ータ同士の差を求め、それが予め決められたトレランス
（Ｔｒｃ）未満か否かを判断する。ステップ２０９でＲ
ｅｆ３とＲｅｆ４の差が予め決められたトレランス（Ｔ
ｒｃ）を下回っていれば（Ｙの場合）、変換パラメータ
は既に精度よく求まったと判断し、アライメント（位置
合わせ）シーケンスを終了する。
【００３０】本実施例において、上記したトレランスは
各項に分解され、（αｘｔｒｃ、αｙｔｒｃ、θｘｔｒ
ｃ、θｙｔｒｃ、Ｓｘｔｒｃ、Ｓｙｔｒｃ）で表現され
る。そして、例えば、｜αｘ４−αｘ３｜＜αｘｔｒｃ
かつ ｜αｙ４−αｙ３｜＜αｙｔｒｃ かつ ｜θ
ｘ４−θｘ３｜＜θｘｔｒｃ かつ ｜θｙ４−θｙ３
｜＜θｙｔｒｃ かつ ｜Ｓｘ４−Ｓｘ３｜＜Ｓｘｔｒ
ｃ かつ ｜Ｓｙ４−Ｓｙ３｜＜Ｓｙｔｒｃ がすべて
満足された状態で、位置合わせシーケンスを終了させる
（ステップ２０９）。
各項に分解され、（αｘｔｒｃ、αｙｔｒｃ、θｘｔｒ
ｃ、θｙｔｒｃ、Ｓｘｔｒｃ、Ｓｙｔｒｃ）で表現され
る。そして、例えば、｜αｘ４−αｘ３｜＜αｘｔｒｃ
かつ ｜αｙ４−αｙ３｜＜αｙｔｒｃ かつ ｜θ
ｘ４−θｘ３｜＜θｘｔｒｃ かつ ｜θｙ４−θｙ３
｜＜θｙｔｒｃ かつ ｜Ｓｘ４−Ｓｘ３｜＜Ｓｘｔｒ
ｃ かつ ｜Ｓｙ４−Ｓｙ３｜＜Ｓｙｔｒｃ がすべて
満足された状態で、位置合わせシーケンスを終了させる
（ステップ２０９）。
【００３１】ここで、Ｒｅｆ３とＲｅｆ４の差がトレラ
ンスを上回っていれば（ステップ２０９でＮの場合）、
変換パラメータはまだ精度よく求まっていないと判断
し、現在の変換パラメータＮｏｗをＲｅｆに置き換え
（ステップ２１０）、次ショット（第５ショット）の計
測に移る（ステップ２０２以下）。
ンスを上回っていれば（ステップ２０９でＮの場合）、
変換パラメータはまだ精度よく求まっていないと判断
し、現在の変換パラメータＮｏｗをＲｅｆに置き換え
（ステップ２１０）、次ショット（第５ショット）の計
測に移る（ステップ２０２以下）。
【００３２】第５ショット計測終了時点においてＲｅｆ
５が生成され、ステップ２０９でＲｅｆ４との差を求
め、それがトレランスを下回っているか否かを判断す
る。図３は、図２のフローを行った結果、ショット数が
少なく、かつ精度よく変換パラメータが求められる例を
示した図であり、縦軸は変換パラメータ、横軸はショッ
ト数をそれぞれ示す。図３では、簡単のため、Ｒｅｆ５
とＲｅｆ４との差がトレランス（Ｔｒｃ）を下回った例
を示している。
５が生成され、ステップ２０９でＲｅｆ４との差を求
め、それがトレランスを下回っているか否かを判断す
る。図３は、図２のフローを行った結果、ショット数が
少なく、かつ精度よく変換パラメータが求められる例を
示した図であり、縦軸は変換パラメータ、横軸はショッ
ト数をそれぞれ示す。図３では、簡単のため、Ｒｅｆ５
とＲｅｆ４との差がトレランス（Ｔｒｃ）を下回った例
を示している。
【００３３】図２のステップ２０９でアライメントシー
ケンスが終了した場合（Ｙの場合）、ステップ２１１で
ステップ・アンド・リピート露光を行い、かつステップ
２１２でウエハの搬出を行った後、本露光シーケンスを
終了する。
ケンスが終了した場合（Ｙの場合）、ステップ２１１で
ステップ・アンド・リピート露光を行い、かつステップ
２１２でウエハの搬出を行った後、本露光シーケンスを
終了する。
【００３４】図２のフローチャート中では、Ｒｅｆ４，
Ｒｅｆ５といった記述ではなく、単にＲｅｆと記述して
いる。本実施例においては、Ｒｅｆの後に続く数字は、
その時点でのサンプルショット数を表す。
Ｒｅｆ５といった記述ではなく、単にＲｅｆと記述して
いる。本実施例においては、Ｒｅｆの後に続く数字は、
その時点でのサンプルショット数を表す。
【００３５】上記したように、本実施例では、順次計測
ショットを増やしながら、その都度変換パラメータを求
め、その値が収束するまでアライメントシーケンスを続
行する。
ショットを増やしながら、その都度変換パラメータを求
め、その値が収束するまでアライメントシーケンスを続
行する。
【００３６】本実施例によれば、計測誤差の大きいウエ
ハも小さいウエハも同じ精度で変換パラメータを求める
ことができ、アライメント精度の向上を図ることができ
る。また、計測誤差の小さなウエハでは、サンプルショ
ットの数を少なくすることができるため、スループット
の向上も図ることができる。
ハも小さいウエハも同じ精度で変換パラメータを求める
ことができ、アライメント精度の向上を図ることができ
る。また、計測誤差の小さなウエハでは、サンプルショ
ットの数を少なくすることができるため、スループット
の向上も図ることができる。
【００３７】
【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、計測誤差の大きい基板も小さい基板も
同じ精度で変換パラメータを求めることができ、アライ
メント精度の向上を図ることができる。また、計測誤差
の小さな基板では、位置合わせ対象物の数を少なくする
ことができるため、スループットの向上も図ることがで
きる。
せ方法によれば、計測誤差の大きい基板も小さい基板も
同じ精度で変換パラメータを求めることができ、アライ
メント精度の向上を図ることができる。また、計測誤差
の小さな基板では、位置合わせ対象物の数を少なくする
ことができるため、スループットの向上も図ることがで
きる。
【００３８】また、本発明の位置合わせ装置によれば、
上記した本発明の位置合わせ方法と同様の効果が得られ
る。
上記した本発明の位置合わせ方法と同様の効果が得られ
る。
【００３９】さらに、本発明の露光装置によれば、基板
の各計測対象マークの配列精度に応じて高精度で装置の
スループットを低下させない位置合わせを行うことが可
能となる。
の各計測対象マークの配列精度に応じて高精度で装置の
スループットを低下させない位置合わせを行うことが可
能となる。
【図１】 本発明の一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。
する露光装置を示す概略図である。
【図２】 図１の露光装置における露光手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図３】 図２による処理の結果、ショット数が少な
く、かつ精度よく変換パラメータが求められる例を示し
た図である。
く、かつ精度よく変換パラメータが求められる例を示し
た図である。
【図４】 従来例に係る半導体露光装置を示す概略図で
ある。
ある。
【図５】 図１および図４の半導体露光装置に係るウエ
ハのショット位置とマーク位置を示す図である。
ハのショット位置とマーク位置を示す図である。
【図６】 図４の半導体露光装置における露光手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図７】 図１および図４の半導体露光装置に係るウエ
ハのショットの設計上のマーク位置、実際のマーク位
置、変換パラメータにより変換されたマーク位置、変換
パラメータにより変換されたマーク位置から実際のマー
ク位置への残差をそれぞれ示す図である。
ハのショットの設計上のマーク位置、実際のマーク位
置、変換パラメータにより変換されたマーク位置、変換
パラメータにより変換されたマーク位置から実際のマー
ク位置への残差をそれぞれ示す図である。
【図８】 従来例に係るショット数と変換パラメータの
推移を示す図である。
推移を示す図である。
【図９】 従来例に係るショット数と変換パラメータの
推移の一例を示す図である。
推移の一例を示す図である。
１：位置合わせ用照明装置、２：撮像装置、３：位置検
出装置、４：ＣＰＵ、５：ステージ駆動装置、６：マス
ク、７：ウエハ、８：ＸＹステージ、９：露光照明光、
１０：記憶装置。
出装置、４：ＣＰＵ、５：ステージ駆動装置、６：マス
ク、７：ウエハ、８：ＸＹステージ、９：露光照明光、
１０：記憶装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F065 AA20 BB01 BB27 CC20 DD00
EE00 FF42 JJ03 JJ19 JJ26
NN20 PP12 QQ00 QQ23 QQ25
QQ28 RR06 TT02
2F069 AA03 AA17 BB15 BB40 CC06
EE23 GG04 GG07 GG11 GG45
MM24 NN00
5F046 EB06 ED01 FC04 FC06
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上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方法であって、 前記複数の位置合わせ対象物の内から選択された複数個
のサンプル対象物の位置を順次計測する第一工程と、全
計測位置とそれらの設計上の位置との総体的な誤差を最
小とする各サンプル対象物の位置補正量を示す変換パラ
メータを算出する第二工程と、前記複数の位置合わせ対
象物の内から追加の単数または複数個のサンプル対象物
を選択してそれらの位置を計測する第三工程と、前記第
一工程で計測されたものを含む全計測位置とそれらの設
計上の位置との総体的な誤差を最小とする各サンプル対
象物の位置補正量を示す変換パラメータを算出する第四
工程と、算出された複数個の変換パラメータから位置合
わせ計測の終了を判断する第五工程と、を具備すること
を特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項２】 前記第二および第四工程は、それぞれ、
先行工程により計測された前記サンプル対象物の位置と
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
により記述し該変換パラメータに基づいて各サンプル対
象物の位置を補正した時の補正後の位置と前記計測され
た位置と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工程であ
ることを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ方法。 - 【請求項３】 前記第五工程において位置合わせ計測の
終了を判断しないときは前記第三および第四工程を繰り
返す第六工程を備え、前記第五工程は、前回までに選択
された全サンプル対象物の計測位置から算出された変換
パラメータと今回までに選択された全サンプル対象物の
計測位置から算出された変換パラメータとの差が所定の
値より小さいか否かで位置合わせ計測の終了を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ方法。 - 【請求項４】 基板上に予め形成された複数のサンプル
ショット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、 前記サンプルショット数を増やしながら前記各サンプル
ショットで位置合わせ補正残差が最小となる設計値と実
測値との間の変換パラメータを求めていき、該変換パラ
メータを元に前記サンプルショット数を決定することを
特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項５】 基板上に予め形成された複数のサンプル
ショット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、 前記サンプルショット数を増やしながら前記各サンプル
ショットで位置合わせ補正残差が最小となる設計値と実
測値との間の変換パラメータを求めていき、該変換パラ
メータを元に前記サンプルショット数を決定することを
特徴とする位置合わせ装置。 - 【請求項６】 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際、請求項１〜
４のいずれか１項に記載の位置合わせ方法、または、請
求項５に記載の位置合わせ装置を用いることを特徴とす
る露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001350106A JP2003151887A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 位置合わせ方法および装置ならびにそれらを用いた露光装置 |
| US10/290,495 US7006226B2 (en) | 2001-11-15 | 2002-11-08 | Alignment method, alignment apparatus, exposure apparatus using the same, and device manufactured by using the same |
| US11/304,813 US7190456B2 (en) | 2001-11-15 | 2005-12-16 | Alignment method, alignment apparatus, exposure apparatus using the same, and device manufactured by using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001350106A JP2003151887A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 位置合わせ方法および装置ならびにそれらを用いた露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003151887A true JP2003151887A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19162680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001350106A Withdrawn JP2003151887A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 位置合わせ方法および装置ならびにそれらを用いた露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7006226B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003151887A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013174684A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Nec Toppan Circuit Solutions Inc | レーザダイレクト露光システム及びｃａｍデータの区分管理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004061177A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Canon Inc | 光学装置及び測定方法、半導体デバイスの製造方法 |
| US7191535B2 (en) * | 2005-02-28 | 2007-03-20 | United Technologies Corporation | On-machine automatic inspection of workpiece features using a lathe rotary table |
| JP5264406B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2013-08-14 | キヤノン株式会社 | 露光装置、露光方法およびデバイスの製造方法 |
| JP5893461B2 (ja) * | 2011-04-07 | 2016-03-23 | 日産自動車株式会社 | 位置検出装置および位置検出方法 |
| NL2009345A (en) | 2011-09-28 | 2013-04-02 | Asml Netherlands Bv | Method of applying a pattern to a substrate, device manufacturing method and lithographic apparatus for use in such methods. |
| KR101752761B1 (ko) * | 2016-12-14 | 2017-06-30 | (주)이즈미디어 | 테이블 틸팅 확인 장치 및 확인 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2897276B2 (ja) * | 1989-09-04 | 1999-05-31 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法及び露光装置 |
| KR100377887B1 (ko) * | 1994-02-10 | 2003-06-18 | 가부시키가이샤 니콘 | 정렬방법 |
| US6481003B1 (en) * | 1998-09-30 | 2002-11-12 | Nikon Corporation | Alignment method and method for producing device using the alignment method |
| JP3913079B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2007-05-09 | キヤノン株式会社 | 面位置検出装置及び方法並びに露光装置と該露光装置を用いたデバイスの製造方法 |
| JP2003324055A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Canon Inc | 管理システム及び装置及び方法並びに露光装置及びその制御方法 |
-
2001
- 2001-11-15 JP JP2001350106A patent/JP2003151887A/ja not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-11-08 US US10/290,495 patent/US7006226B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-12-16 US US11/304,813 patent/US7190456B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013174684A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Nec Toppan Circuit Solutions Inc | レーザダイレクト露光システム及びｃａｍデータの区分管理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7190456B2 (en) | 2007-03-13 |
| US20060095227A1 (en) | 2006-05-04 |
| US7006226B2 (en) | 2006-02-28 |
| US20030090662A1 (en) | 2003-05-15 |
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