JP2006278799A - Positioning method and device manufacturing method employing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計測精度向上、スループット性の向上を図った位置計測方法及びこの位置計測方法を利用したデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to a position measurement method for improving measurement accuracy and throughput, and a device manufacturing method using this position measurement method.
一般に、半導体素子製造のための製造工程においては、マスク(レチクル)上に形成された回路パターンを基板としてのウエハ上に転写する装置であるステップ・アンド・リピート方式、又は、ステップ・アンド・スキャン方式等の露光装置、ウエハプローバ、レーザリペア装置などが用いられている。これら装置を使用する半導体素子の露光工程では、ウエハ上に10層以上の回路パターンを順次重ね合わせて露光転写しており、各層間での重ね合わせ精度が低いと、形成した回路が所望の特性を発揮せず、最悪の場合には不良品となって全体として歩留まりを低下させてしまう。これを避けるため、回路パターンをウエハ上に露光転写する際には、これから露光しようとする新たな回路パターンが形成されたレチクルの該回路パターンと、既に回路パターンが形成されたウエハ上の各ショット領域との位置合わせ(アライメント)を高精度に行う。このアライメントには、レチクルのウエハに対する位置合わせを行うレチクルアライメントと、ウエハ上の各ショット領域の位置情報を検出するウエハアライメントとがある。 In general, in a manufacturing process for manufacturing a semiconductor element, a step-and-repeat method or a step-and-scan is an apparatus for transferring a circuit pattern formed on a mask (reticle) onto a wafer as a substrate. An exposure apparatus such as a system, a wafer prober, a laser repair apparatus or the like is used. In the exposure process of semiconductor devices using these devices, circuit patterns of 10 layers or more are sequentially superimposed and transferred on the wafer, and if the overlay accuracy between each layer is low, the formed circuit has the desired characteristics. In the worst case, it becomes a defective product and the yield is lowered as a whole. To avoid this, when a circuit pattern is exposed and transferred onto the wafer, the circuit pattern on the reticle on which a new circuit pattern to be exposed is formed and each shot on the wafer on which the circuit pattern has already been formed. Alignment with the region is performed with high accuracy. This alignment includes a reticle alignment for aligning the reticle with respect to the wafer and a wafer alignment for detecting positional information of each shot area on the wafer.
レチクルアライメントでは、VRA(Video Reticule Alignment)センサを利用したアライメント方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。これによれば、露光光を利用してレチクル上に形成されたアライメントマーク及びウエハステージ上に配置された基準マーク板上の所定の基準マークを照明し、これらアライメントマークからの反射像と基準マークからの反射像とをCCDカメラで撮像し、アライメントマークの基準マークに対する位置ズレ量を検出してアライメントを行っている。 In reticle alignment, an alignment method using a VRA (Video Reticule Alignment) sensor is known (see, for example, Patent Document 1). According to this, the alignment mark formed on the reticle using the exposure light and the predetermined reference mark on the reference mark plate arranged on the wafer stage are illuminated, and the reflected image from the alignment mark and the reference mark are illuminated. The image is reflected with a CCD camera, and the alignment is performed by detecting the amount of positional deviation of the alignment mark with respect to the reference mark.
また、AIS(Aerial Image Sensor)センサを利用した別のアライメント方法も知られている(例えば、特許文献2、3参照)。これによれば、露光光をレチクル上に形成されたアライメントマークの部分に照射し、このアライメントマークの像を、投影光学系を介してウエハステージ上の基準マーク板に形成した基準開口マーク(スリット)に投影する一方、レチクルステージ又はウエハステージを相対的に移動しながら、アライメントマークの投影像を基準開口マークを介して光電センサにより受光し、アライメントマークの基準開口マークに対する位置を検出してアライメントを行っている。
Another alignment method using an AIS (Aerial Image Sensor) sensor is also known (see, for example,
前者の方法では、アライメント時に照明光学系とレチクルステージとの間の光路に露光量制御ミラー(NDフィルタ)、レチクルアライメント顕微鏡ミラー等を配置し、アライメント終了時に露光量制御ミラーは透過率が異なるものに切り換える必要があり、またレチクルアライメント顕微鏡は光路から退避させる必要があり、アライメントのスループット性の点で課題がある。 In the former method, an exposure amount control mirror (ND filter), a reticle alignment microscope mirror, etc. are arranged in the optical path between the illumination optical system and the reticle stage during alignment, and the exposure amount control mirror has different transmittance at the end of alignment. In addition, the reticle alignment microscope needs to be retracted from the optical path, and there is a problem in terms of alignment throughput.
一方、後者の方法では、前者の方法に比して、アライメントマークがレチクル上の回路パターンの近傍に配置されていて、テレセントリシティ性が良く、またアライメント時に光路中にミラーなどを進入・退避させる必要がなく、スループット性が優れているが、計測中に計測エラーが生じた場合にその回復に長時間を要する点で課題がある。 On the other hand, in the latter method, the alignment mark is arranged in the vicinity of the circuit pattern on the reticle as compared with the former method, and the telecentricity is good, and a mirror or the like enters and retracts in the optical path during alignment. However, there is a problem in that it takes a long time to recover when a measurement error occurs during measurement.
そこで、VRAセンサとAISセンサとを装備して、レチクルアライメント時に前者と後者の何れかのセンサを選択し、両者の長所を生かすことが出来るようにすることが検討されている。 Therefore, it has been studied to equip a VRA sensor and an AIS sensor and select either the former or the latter sensor at the time of reticle alignment so that the advantages of both can be utilized.
しかし、上述した何れのセンサを使用するアライメント方法でも、所定の計測倍率で位置計測を行って大まかな位置計測及び位置合わせをするサーチアライメントと、サーチアライメントよりも精密な(例えば所定の計測倍率よりも高倍率で高精度の)位置計測を行うファインアライメントとを実行する必要があり、サーチアライメントでどのセンサを選択し、ファインアライメントどのセンサを選択するかで、アライメントの計測精度やスループット性が異なる課題を有している。 However, in any of the alignment methods using any of the above-described sensors, position measurement is performed at a predetermined measurement magnification to perform rough position measurement and alignment, and more precise than search alignment (for example, from a predetermined measurement magnification) (Fine Magnification and High Accuracy) must be executed, and the alignment measurement accuracy and throughput differ depending on which sensor is selected for search alignment and which sensor is selected for fine alignment. Has a problem.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、アライメントの計測精度やスループット性を向上させることが可能な位置計測方法及びこの位置計測方法を利用したデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a position measurement method capable of improving alignment measurement accuracy and throughput and a device manufacturing method using the position measurement method. And
上記目的を達成する本発明の請求項1に記載の位置計測方法は、第1物体(例えばマスクとしてのレチクル)上のパターンを第2物体(例えば基板としてのウエハ)上に転写する前に、該第2物体が載置されているステージ上に設けられている基準部材(例えば基準マーク板)と、該第1物体との相対的な位置関係を計測する計測方法であって、前記第1物体上の所定領域(例えば図4等のサーチ計測用のアライメントマークFM2を参照)を所定の精密さで計測して、該物体の位置情報を得る第1位置計測工程(例えば図1中のステップS103のAIS−RAサーチ計測工程を参照)と、前記第1物体上の所定領域(例えば図4等のファイン計測用のアライメントマークFM3を参照)を、前記精密さよりも更なる精密さで計測して、該物体の位置情報を得る第2計測工程(例えば図1中のステップS107のAIS−RAファイン計測工程を参照)と、を有し、互いに計測原理の異なる複数の計測センサ(図2中のVRAセンサ50と図3中のAISセンサ60を参照)の中から選択され、且つ前記第1及び第2位置計測工程のうちの何れか一方の位置計測工程において使用された計測センサと同じ計測センサを用いて、前記何れか他方の位置計測工程での位置計測を行うことを特徴とする。
The position measuring method according to
前記複数の計測センサは、例えば、前記第1物体上の所定領域上に形成されたマーク(図4中のアライメントマークAM2を参照)の、前記基準部材上に投影された投影像を、該基準部材上に設けられたスリット(図3の基準開口マーク61を参照)を介して光電検出する第1センサ(AISセンサ60:図3中の基準開口マーク61、送光系62、光電子倍増管63等から構成)と、前記第1物体上の所定領域上に形成されたマーク(図4中のアライメントマークAM1を参照)の反射像と、前記基準部材上に形成されたマーク(図5中の基準マークFM1を参照)の反射像とを同時に撮像する第2センサ(図2中のVRAセンサ50を参照)と、を含み、前記第1物体上の所定領域上に形成されたマークの投影像を前記第1センサで検出できなかった場合には、前記第2センサによる前記基準部材上の所定箇所の撮像結果に基づいて前記第1物体と前記基準部材との相対位置関係を調整し、その後前記第1センサを用いて前記投影像の再検出動作を行うことが好ましい(請求項2)。
The plurality of measurement sensors, for example, use a projected image projected on the reference member of a mark (see an alignment mark AM2 in FIG. 4) formed on a predetermined region on the first object. First sensor (AIS sensor 60:
また、前記所定箇所には、例えば、前記スリットとの位置関係が既知であり且つ前記第1センサで前記投影像が検出できなかった時のみに計測対象となるアシスト用マーク(図5中のアシスト操作用の基準マークFM2を参照)が形成されていることが好ましい(請求項3)。 Further, at the predetermined location, for example, an assist mark (assist in FIG. 5) that is a measurement target only when the positional relationship with the slit is known and the projection image cannot be detected by the first sensor. Preferably, an operation reference mark FM2 is formed (claim 3).
また、前記第1位置計測工程において計測される第1マークと、前記第2計測工程において計測される第2マークとは、例えば、互いに形状の異なるマークであり且つ互いの位置関係が既知であるマークであることが好ましい(図4のサーチアライメント用のアライメントマークAM2とファインアライメント用のアライメントマークAM3を参照:請求項4)。 In addition, the first mark measured in the first position measuring step and the second mark measured in the second measuring step are, for example, marks having different shapes and the mutual positional relationship is known. Preferably, the mark is a mark (see the alignment mark AM2 for search alignment and the alignment mark AM3 for fine alignment in FIG. 4).
また、前記第1位置計測工程で、前記第1物体上の所定領域上に形成されたマークの、前記基準部材上に投影された投影像を、前記基準部材上に設けられたスリットを介して、且つ該投影像と該スリットとを相対的に走査しながら光電検出する第1センサを使用する場合において、前記第1マークは、例えば、前記第1物体上の前記パターンの形成面に平行な面内において第1方向に延びる第1線状パターンと、該第1線状パターンと該面内において斜めに交差する第2線状パターンとを含み(例えば図6(A)中のアライメントマークAM2を参照)、前記第1位置計測工程では、前記面内において前記第1方向と直交する方向に、前記第1マークの投影像と前記スリットとを相対的に走査することが好ましい(例えば図7を参照:請求項5)。 Further, in the first position measurement step, a projection image of the mark formed on the predetermined area on the first object and projected on the reference member is passed through a slit provided on the reference member. In the case of using a first sensor that performs photoelectric detection while relatively scanning the projection image and the slit, the first mark is, for example, parallel to the pattern formation surface on the first object. A first linear pattern extending in the first direction in the plane, and a second linear pattern that obliquely intersects the first linear pattern in the plane (for example, alignment mark AM2 in FIG. 6A) In the first position measurement step, it is preferable to relatively scan the projected image of the first mark and the slit in a direction perpendicular to the first direction in the plane (for example, FIG. 7). See: Claims ).
また、前記第1位置計測工程で、前記第1物体上の所定領域上に形成されたマークの、前記基準部材上に投影された投影像を、前記基準部材上に設けられたスリットを介して、且つ該投影像と該スリットとを相対的に走査しながら光電検出する第1センサを使用する場合において、前記第1マークは、例えば、前記第1物体上の前記パターンの形成面に平行な面内において互いに直交する第1方向及び第2方向にそれぞれ延びる第1線状パターンと第2線状パターンとを含み(例えば図9中のアライメントマークAM2′を参照)、前記第1位置計測工程では、前記面内において前記第1及び第2方向と互いに交差する方向に、前記第1マークの投影像と前記スリットとを相対的に走査することが好ましい(例えば図10の矢印Pを参照:請求項6)。 Further, in the first position measurement step, a projection image of the mark formed on the predetermined area on the first object and projected on the reference member is passed through a slit provided on the reference member. In the case of using a first sensor that performs photoelectric detection while relatively scanning the projection image and the slit, the first mark is, for example, parallel to the pattern formation surface on the first object. Including a first linear pattern and a second linear pattern extending in a first direction and a second direction orthogonal to each other in a plane (see, for example, the alignment mark AM2 ′ in FIG. 9), and the first position measuring step Then, it is preferable to relatively scan the projected image of the first mark and the slit in a direction intersecting the first and second directions in the plane (see, for example, an arrow P in FIG. 10: Contract Section 6).
前記第2線状パターンは、例えば、前記第1方向における線幅が互いに異なると共に、該第1方向に互いに離間した複数の線状パターンを含むことが好ましい(例えば図12中のアライメントマークAM2″を参照:請求項7)。 The second linear pattern preferably includes, for example, a plurality of linear patterns having different line widths in the first direction and spaced apart from each other in the first direction (for example, the alignment mark AM2 ″ in FIG. 12). See claim 7).
前記第2位置計測工程で、前記第1物体上の所定領域上に形成されたマークの、前記基準部材上に投影される投影像を、前記基準部材上に設けられたスリット(例えば図15(B)の基準開口マーク61を参照)を介して、且つ該投影像と該スリットとを相対的に走査しながら光電検出する第1センサを使用する場合において、前記第2マークは、例えば、前記第1物体上の前記パターンの形成面に平行な面内において、互いに直交する第1及び第2方向に対して互いに交差する第3方向にその始点をずらしつつ互いに該第1方向に延びる複数の第1線状パターンと、その始点を該第3方向にずらしつつ互いに該第2方向に延びる複数の第2線状パターンと、を含み、該複数の第1線状パターンの各始点と該複数の第2線状パターンの各始点とは該第3方向において順繰りに配置されており(例えば図15(A)、図18のアライメントマークAM3を参照)、前記第2位置計測工程では、前記面内において前記第3方向に、前記第2マークの投影像と前記スリットとを相対的に走査することが好ましい(例えば図16の矢印Pを参照:請求項8)。
In the second position measurement step, a projection image of a mark formed on a predetermined region on the first object and projected onto the reference member is converted into a slit (for example, FIG. In the case of using a first sensor that performs photoelectric detection while relatively scanning the projection image and the slit via the
上記目的を達成する本発明の請求項9に記載のデバイス製造方法は、デバイスパターンが形成されているマスクと、該デバイスパターンが転写されるべき複数の区画領域を備えた基板とを用意する工程と、請求項1乃至8の何れか一項に記載の位置計測方法を用いて計測された位置情報に基づいて、前記マスクのパターン像の投影位置と前記基板上の前記複数の区画領域の各々とを順次位置合わせする工程と、前記位置合わせされた前記各区画領域上に、前記デバイスパターンを順次転写する工程と、を含むことを特徴とする(例えば図23を参照)。
The device manufacturing method according to claim 9 of the present invention that achieves the above object is a process of preparing a mask on which a device pattern is formed and a substrate having a plurality of partition regions to which the device pattern is to be transferred. And a projection position of the pattern image of the mask and each of the plurality of partitioned areas on the substrate based on position information measured using the position measurement method according to any one of
本発明の位置計測方法によれば、第1位置計測工程とそれに続いて行われる第2位置計測工程は同じ計測原理の計測センサを使用して実行されるので、アライメント精度やスループット性を向上させることが可能となる。 According to the position measurement method of the present invention, the first position measurement step and the subsequent second position measurement step are performed using measurement sensors having the same measurement principle, so that alignment accuracy and throughput are improved. It becomes possible.
また、第1センサ(AISセンサ)を使用してマークの投影像を検出できなかったときに、第2センサ(VRAセンサ)を使用して第1物体と基準部材との相対位置関係を調整するようにした場合には、第1センサでの計測エラーの回復が短時間で済む。 Further, when the projected image of the mark cannot be detected using the first sensor (AIS sensor), the relative positional relationship between the first object and the reference member is adjusted using the second sensor (VRA sensor). In such a case, the measurement error recovery by the first sensor can be completed in a short time.
本発明をデバイス製造方法に適用すれば、位置合わせが高精度に行え、例えば各区画領域にデバイスパターンを複数層重ねて転写する際、重ね合わせ誤差が少なく、その結果製品の歩留まりを改善することが可能となる。 If the present invention is applied to a device manufacturing method, alignment can be performed with high accuracy. For example, when transferring a plurality of device patterns on each partition area, there are few overlay errors, resulting in improved product yield. Is possible.
以下本発明の位置計測方法及びこの位置計測方法を使用したデバイス製造方法の実施形態について図1乃至図23を参照して説明する。 Embodiments of a position measuring method and a device manufacturing method using the position measuring method of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図2は本発明の位置計測方法及びデバイス製造方法を実施する露光装置の概略を示す全体構成図である。 FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an outline of an exposure apparatus for carrying out the position measuring method and the device manufacturing method of the present invention.
先ず、図2を参照して露光装置の全体の概略について説明する。露光装置10は、例えば、第1物体としてのマスク(レチクルR)上に形成された回路パターン等を、ステップ・アンド・スキャン方式により、投影光学系PLを介して第2物体としての基板(ウエハW)の各ショット領域上に露光転写する、走査型の露光装置である。
First, an outline of the entire exposure apparatus will be described with reference to FIG. The
露光装置10には、照明光学系11と、レチクルRをXY軸平面(水平面)内で移動可能に保持するレチクルステージRSTと、投影光学系PLと、ウエハWをXY軸平面(水平面)内及びZ軸方向(XY軸平面である水平面と直交する垂直方向)に移動可能に搭載するウエハステージWSTと、ウエハアライメント系ASと、VRAセンサ50,AISセンサ60及び装置全体を統括制御する主制御系40とが装備される。
The
照明系11は、例えば特開平10−112433号公報、特開平6−349701号公報等に開示されるように、光源、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ又はロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)等を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変NDフィルタ、レチクルブラインド及びダイクロックミラー等(いずれも不図示)を有する。この照明系11は、回路パターン等が描かれたレチクルR上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域部分を照明光ILによりほぼ均一な照度で照明する。
The
照明光ILとして、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(g線、i線等)等が使用される。 As illumination light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), vacuum ultraviolet light such as ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 laser light (wavelength 157 nm), or ultraviolet region from an ultrahigh pressure mercury lamp Bright lines (g-line, i-line, etc.) are used.
レチクルステージRST上には、レチクルRが例えば真空吸着により固定されている。このレチクルステージRSTは、例えば磁気浮上型の2次元リニアアクチュエータからなるレチクルステージ駆動部12によって、レチクルRの位置決めのため、照明系11の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AXと一致)に垂直なXY平面内で微小駆動可能であると共に、所定のスキャン(走査)方向(例えばY軸方向)に設定された走査速度で駆動可能になっている。2次元リニアアクチュエータは、X軸駆動コイル、Y軸駆動コイルに加え、Z軸駆動コイルを備え、レチクルステージRSTをZ軸方向にも微小駆動可能になっている。
On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. This reticle stage RST coincides with the optical axis of the illumination system 11 (to be described later, the optical axis AX of the projection optical system PL) for positioning the reticle R by the reticle
レチクルステージRSTのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計(以下、レチクル干渉計という)16により、移動鏡15を介して例えば0.5nm〜1nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報は、位置演算部41、ステージ制御系42を介して制御部43に供給される。位置演算部41ではレチクル干渉計16からの位置情報に基づいて演算処理を行い、演算結果を制御部43に送る。ステージ制御系42では、制御部43からの指示に応じ、レチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部12を介してレチクルステージRSTを駆動制御する。
The position of the reticle stage RST in the stage moving surface is always detected by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as a reticle interferometer) 16 via a moving
レチクルRには、図4に示すように、その中央部分に回路パターン等が形成されるパターン形成面PA(図4に示す斜線部分であって、X軸方向に延びる辺とY軸方向(スキャン方向)に延びる辺とによって囲まれた面)が配置され、パターン形成面PAの周辺部であって、そこからから離れた複数箇所(図4では合計6箇所)にはVRAセンサ50のためのアライメントマークAM1がそれぞれ形成され、またパターン形成面PAに隣接して位置するパターン形成面PAと平行な面内の複数箇所(図4では合計8箇所)にはAISセンサ60のための、互いに形状が異なり且つ位置関係が既知のアライメントマークAM2,AM3が形成される。
As shown in FIG. 4, the reticle R has a pattern formation surface PA (a hatched portion shown in FIG. 4 and a side extending in the X-axis direction and a Y-axis direction (scanning) as shown in FIG. A surface surrounded by a side extending in the direction), and a peripheral portion of the pattern formation surface PA, and a plurality of locations (a total of six locations in FIG. 4) away from the pattern formation surface PA. Each of the alignment marks AM1 is formed, and a plurality of locations (a total of 8 locations in FIG. 4) parallel to the pattern formation surface PA located adjacent to the pattern formation surface PA are mutually shaped for the
投影光学系PLは、レチクルステージRSTの下方に配置され、その光軸AXの方向がZ軸方向に沿っている。投影光学系PLとしては、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられる。投影光学系PLの投影倍率は例えば1/4、1/5あるいは1/6等である。照明系110からの照明光ILによってレチクルRの照明領域が照明されると、このレチクルRを通過した照明光により投影光学系PLを介して照明領域内のレチクルR上の回路パターンの縮小像が表面にフォトレジストを塗布したウエハW上に形成される。 Projection optical system PL is arranged below reticle stage RST, and the direction of optical axis AX is along the Z-axis direction. As the projection optical system PL, for example, a double-sided telecentric reduction system is used. The projection magnification of the projection optical system PL is, for example, 1/4, 1/5, or 1/6. When the illumination area of the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 110, a reduced image of the circuit pattern on the reticle R in the illumination area is projected via the projection optical system PL by the illumination light that has passed through the reticle R. It is formed on a wafer W whose surface is coated with a photoresist.
投影光学系PLの側面には、オフアクシス方式のウエハアライメント系ASが設けられる。このアライメント系ASとしては、FIA(Field Image Alignment)センサが使用され、所定の波長幅を有する照明光(例えば白色光)をウエハWに照射し、ウエハW上のアライメントマークの像とウエハWに共役な面内に配置される指標板上の指標マークの像とを対物レンズ等によって撮像素子(CCDカメラ等)の受光面上に結像して検出するものである。ウエハアライメント系ASは、アライメントマーク及びウエハ・フィデシャル・マーク板(基準マーク板)FM上の基準マーク(不図示)の撮像結果である撮像信号を主制御系40に出力する。
An off-axis wafer alignment system AS is provided on the side surface of the projection optical system PL. As this alignment system AS, an FIA (Field Image Alignment) sensor is used, and illumination light (for example, white light) having a predetermined wavelength width is irradiated on the wafer W, and an image of the alignment mark on the wafer W and the wafer W are irradiated. An image of an index mark on an index plate arranged in a conjugate plane is imaged and detected on a light receiving surface of an image sensor (CCD camera or the like) by an objective lens or the like. The wafer alignment system AS outputs to the
ウエハステージWSTは、投影光学系PLの下方で不図示のベース上に配置される。ウエハステージWST上には不図示のウエハホルダが載置され、このウエハホルダ上にウエハWが例えば真空吸着等により固定される。 Wafer stage WST is arranged on a base (not shown) below projection optical system PL. A wafer holder (not shown) is placed on wafer stage WST, and wafer W is fixed on this wafer holder by, for example, vacuum suction.
ウエハホルダは、不図示の駆動部により、投影光学系PLの光軸AXに直交する面に対して任意の方向に傾斜可能で、且つ投影光学系PLの光軸AX方向(Z軸方向)にも微動可能な構成になっている。また、ウエハホルダは、光軸AX回りの微小回転動作も可能になっている。 The wafer holder can be tilted in an arbitrary direction with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL by a drive unit (not shown), and also in the optical axis AX direction (Z-axis direction) of the projection optical system PL. It is configured to be finely movable. Further, the wafer holder can also be rotated minutely around the optical axis AX.
ウエハステージWSTは、スキャン方向(例えばY軸方向)の移動のみならず、ウエハWの複数のショット領域を前記照明領域と共役な露光領域に位置させることができるようにスキャン方向と直交する非スキャン方向(例えばX軸方向)にも移動可能に構成されており、ウエハW上の各ショット領域を走査(スキャン)露光する動作と、次のショット領域の露光のための加速開始位置まで移動する動作を繰り返すステップ・アンド・スキャン動作を行う。ウエハステージWSTは例えばリニアモータ等を含むウエハステージ駆動系20によりXY2次元方向に駆動される。 Wafer stage WST not only moves in the scanning direction (eg, the Y-axis direction), but also non-scanning orthogonal to the scanning direction so that a plurality of shot areas of wafer W can be positioned in an exposure area conjugate with the illumination area. It is configured to be movable in the direction (for example, the X-axis direction), and an operation for scanning (scanning) exposing each shot area on the wafer W and an operation for moving to an acceleration start position for exposure of the next shot area Step and scan operation is repeated. Wafer stage WST is driven in the XY two-dimensional direction by a wafer stage drive system 20 including, for example, a linear motor.
ウエハステージWSTのXY平面内での位置は、その上面に設けられた移動鏡系(スキャン方向であるY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡21と、非スキャン方向であるX軸方向に直交する反射面を有するX反射鏡とを備える)を介してウエハレーザ干渉計系(Y移動鏡21に垂直に干渉計ビームを照射するY干渉計と、X移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するX干渉計とを備える。以下ウエハ干渉計という)22によって、例えば0.5nm〜1nm程度の分解能で常時検出される。
The position of wafer stage WST in the XY plane is a moving mirror system provided on the upper surface (
ウエハステージWSTの移動位置を定めるための静止座標系(直交座標系又はステージ座標系)は、ウエハ干渉計22のY干渉計及びX干渉計の測長軸によって決まる。ウエハステージWSTのステージ座標系上における位置情報(又は速度情報)は、位置演算部41、ステージ制御系42を介して制御部43に供給される。位置演算部41ではウエハ干渉計22からの位置情報に基づいて演算処理を行い、演算結果を制御部43に送る。ステージ制御系42では、制御部43からの指示に応じ、ウエハステージWSTの位置情報に基づいてウエハステージ駆動系20を介してウエハステージWSTを駆動制御する。
A stationary coordinate system (orthogonal coordinate system or stage coordinate system) for determining the movement position of wafer stage WST is determined by the measurement axes of the Y interferometer and X interferometer of wafer interferometer 22. Position information (or speed information) of wafer stage WST on the stage coordinate system is supplied to control
ウエハステージWST上のウエハWの近傍には、ウエハ・フィデシャル・マーク板(基準マーク板)FMが配置されている。この基準マーク板FMの表面は、ウエハWの表面と同じ高さに設定され、この表面に、図5に示すように、VRAセンサ50のウエハ・フィデシャル・マーク(基準マーク)FM1及びAISセンサ60の基準開口マーク61(図3、図6(B)、図15(B)に図示)が形成される。
A wafer fiducial mark plate (reference mark plate) FM is disposed in the vicinity of wafer W on wafer stage WST. The surface of the fiducial mark plate FM is set to the same height as the surface of the wafer W. On this surface, as shown in FIG. 5, the wafer fiducial mark (reference mark) FM1 of the
次にVRAセンサ50について説明する。
Next, the
VRAセンサ50は、レチクルステージRSTと照明光学系11との間であって、光軸AXを挟んでX軸方向側の所定箇所とこれと反対側の所定箇所にそれぞれ配置される。このVRAセンサ50は、照明光ILと同じ波長の照明光にて計測対象である、レチクルR上に形成されたアライメントマークAM1(図4参照)と基準マーク板FMに形成される上述した基準マークFM1(図5参照)とを照明するための落射照明系51と、これら計測対象のアライメントマークAM1と基準マークFM1の反射像を撮像するアライメント顕微鏡52を備える。落射照明系51は、照明光学系11から照明光ILを計測用光としてレチクルRに導く落射照明用ミラー53を含む光学系と、この落射照明用ミラー53をアライメント時や露光シーケンス時に駆動する駆動系(不図示)とを備える。アライメント顕微鏡52は、アライメントマークAM1、基準マークFM1の反射像を撮像するCCDカメラからなる撮像素子55と、これら反射像を撮像素子55の撮像面に結像させる結像光学系54とを備える。
The
アライメント時には、露光光源(不図示)からの照明光(露光光)ILを計測光としてVRAセンサ50内の不図示の照明系上に導くための光路切換操作、ND切換操作及び落射照明系51の移動操作等を行う。落射照明系51の移動操作では、落射照明系51の落射照明用ミラー53を、不図示の駆動系により、照明光学系11とレチクルステージRSTとの間に進入させる。これにより、落射照明用ミラー53で計測光をレチクルRの周辺部分に導いて、アライメントマークAM1を照明する一方、アライメントマークAM1から反射光を、落射照明用ミラー53、結像光学系54を介して撮像素子55上に導き、撮像素子55の撮像面に結像する。また、レチクルRの周辺部分に導かれた照明光(計測光)のうち、レチクルRを透過した照明光を、投影光学系PLを介して基準マーク板FM上の基準マークFM1に導き、この基準マークFM1を照明する一方、基準マークFM1から反射光を、投影光学系PL、レチクルR、落射照明用ミラー53、結像光学系54を介して撮像素子55上に導き、撮像素子55の撮像面に結像する。アライメントマークAM1からの反射像と基準マークFM1からの反射像は、撮像素子55の撮像面上に結像され光電変換されて、撮像信号として主制御系40(位置演算部41)に供給される。なお、不図示ではあるが、結像光学系54には、所定の倍率を有する低倍率光学系と、その所定倍率よりも高倍率の高倍率光学系とが含まれており、また撮像素子55も、その低倍率光学系を介した反射光を受光する撮像素子と、その高倍率光学系を介した反射光を受光する撮像素子とが含まれている。VRAセンサ50において、サーチ計測する際には、アライメントマークAM1と基準マークFM1とを低倍率光学系を介して撮像し、ファイン計測する際には、それらマークAM1、FM1を、高倍率光学系を介して撮像する。主制御系40では、位置演算部41で撮像信号に演算処理を施し、アライメントマークAM1の基準マークFM1に対する位置ズレ量を求めて、レチクルRのウエハステージWSTに対する位置合わせ(レチクルアライメント)をするように制御部43からステージ制御系42に指令が出力される。露光シーケンス時には、光路切換操作とND切換操作をして露光シーケンス状態に戻し、また不図示の駆動系により落射照明用ミラー53を、照明光学系11とレチクルステージRSTとの間から退避させる。
At the time of alignment, an optical path switching operation, an ND switching operation, and an epi-
VRAセンサ50は、上述したように、アライメント時に、落射照明系51を、照明光学系11とレチクルステージRSTとの間に進入させ等の操作が必要となり、また露光シーケンス時に、落射照明系51を、そこから退避させる等の操作が必要となり、これら操作は、有る程度の時間を要し、この点でアライメントのスループット性に課題を有している。
As described above, the
この点、AIS(空間像)センサ60は、アライメント時や露光シーケンス時に上述したような落射照明用ミラー53を移動させる等の操作の必要がなく、VRAセンサ50に比してスループット性が優れている。
In this regard, the AIS (aerial image)
また、AISセンサ60では、上述したように、レチクルRのパターン形成面に隣接して位置するパターン形成面と平行な面内に形成されたアライメントマークAM2,AM3を使用するので、これらアライメントマークAM2、AM3を照射する照明光ILの光路は、VRAセンサ50で使用するアライメントマークAM1を照射する計測光ILの光路に比して光軸AXに対してより平行で、レチクル・テレセントリシティが小さい箇所での計測による計測誤差の低減が可能となる(高精度の計測が期待できる)。また、倍率変動による計測誤差が低減される。すなわち、実際の露光状態に近い条件で計測を行うことにより、計測誤差の低減を図ることが可能となる。
Further, as described above, the
AISセンサ60は、上述した基準開口マーク61(図3、図6(A)、図15(A)参照)と、この基準開口マーク61の下方であるウエハステージWST内部に配置されたミラー、リレーレンズ、光ファイバ等からなる送光系62と、光電変換素子としての光電子倍増管63等を含んでいる。
The
基準開口マーク61は、例えば、基準マーク板FMに形成された開口部内に受光ガラスを嵌め込み、この受光ガラスの表面にスリットを有する遮光膜を兼ねた反射膜を形成して構成される。受光ガラスとしては、例えば、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ等の透過性の良い合成石英やホタル石が用いられる。図6(B)、図15(B)は基準開口マーク61の平面図を示しており、互いに直交する、X軸方向に延びるマーク部分61aと、Y軸方向に延びるマーク部分61bとを有する。
The
アライメント時には、不図示のレチクルブラインドを介して照明光学系11からの照明光ILによりアライメントマークAM2(図4、図6、図9、図12参照:サーチアライメント用のマーク)又はAM3(図4、図15参照:ファインアライメント用のマーク)が形成されたレチクルRの周辺部分を照明し、これらアライメントマークAM2又はAM3の像を、投影光学系PLを介して基準マーク板FMの基準開口マーク61上に投影すると、この投影像が基準開口マーク61及び送光系62を介して光電子倍増管63に送られて光電変換され、この光電子倍増管63から光量に応じた信号(光量信号)が主制御系40に出力される。光電子倍増管63は、光量検出型であるため、アライメントマークAM2,AM3の基準開口マーク61に対する位置関係を検出するためには、レチクルステージRST又はウエハステージWSTを駆動することにより、両者を相対的に走査する必要があるが、この走査に必要な時間は上述したVRAセンサ50による計測時間と同等であり、光路切換操作、ND切換操作、落射照明用ミラー53の移動操作が不要な分だけ短くて済む。なお、図4に示されるようにAIS−RA計測で計測される、レチクルR上に形成されたファインアライメントマークAM3は、サーチアライメントマークAM2に比して全体的に小型で且つ各ラインの幅も細く、またライン間のピッチも細かくなっている。このためサーチアライメントマークAM2でAIS−RA計測するよりもファインアライメントマークAM3でAIS−RA計測する方がより精密な計測を行うことが出来る。
At the time of alignment, alignment mark AM2 (refer to FIG. 4, FIG. 6, FIG. 9, FIG. 12: search alignment mark) or AM3 (FIG. 4, FIG. 4) by illumination light IL from illumination
図6(A)は、サーチアライメントに使用するアライメントマーク(AISサーチマーク)AM2の一例を示している。このアライメントマークAM2は、レチクルRの回路パターン等が形成されたパターン形成面PA(図4の斜線部分)に隣接した、パターン形成面PAと平行な面内の4箇所にそれぞれ配置される(図4参照)。各アライメントマークAM2は、パターン形成面のX軸方向に沿う辺と平行でX軸方向に延びる1対の第1線状パターンAM2aと、パターン形成面のX軸方向に沿う辺及び第1線状パターンAM2aと角度θで交差する1本の第3線状パターンAM2cと、パターン形成面のY軸方向に沿う他の辺と平行でY軸方向に延びる1対の第2線状パターンAM2bとを含み、1対の第1線状パターンAM2aと第2線状パターンAM2bとにより構成される方形状の枠内に第3線状パターンAM2cを対角線上に配置して形成される。このアライメントマークAM2の縦横比(第1線状パターンAM2aの長さと第2線状パターンAM2bの長さとの比)は、例えば5:1に設定される。このように設定したのは、図4に示すように、レチクルRの周辺部分の余白の面積がY軸方向よりもX軸方向において比較的余裕があるためである。 FIG. 6A shows an example of an alignment mark (AIS search mark) AM2 used for search alignment. The alignment marks AM2 are respectively arranged at four positions in a plane parallel to the pattern formation surface PA adjacent to the pattern formation surface PA (shaded portion in FIG. 4) on which the circuit pattern of the reticle R is formed (see FIG. 4). 4). Each alignment mark AM2 includes a pair of first linear patterns AM2a extending in the X-axis direction parallel to the side along the X-axis direction of the pattern formation surface, and the side and the first linear shape along the X-axis direction of the pattern formation surface. One third linear pattern AM2c that intersects the pattern AM2a at an angle θ, and a pair of second linear patterns AM2b that extend in the Y-axis direction parallel to the other sides along the Y-axis direction of the pattern formation surface. In addition, the third linear pattern AM2c is formed on a diagonal line in a rectangular frame constituted by a pair of the first linear pattern AM2a and the second linear pattern AM2b. The aspect ratio (the ratio of the length of the first linear pattern AM2a to the length of the second linear pattern AM2b) of the alignment mark AM2 is set to 5: 1, for example. The reason for this setting is that, as shown in FIG. 4, the margin area of the peripheral portion of the reticle R has a relatively large margin in the X-axis direction than in the Y-axis direction.
アライメント時には、照明光ILをレチクルRのアライメントマークAM2が形成された部分に照射して、アライメントマークAM2の像を基準マーク板FM上に投影しつつ、図7に示すように、例えばウエハステージWSTをX軸方向と直交する矢印方向(Y軸方向)に一定速度で移動させることにより、アライメントマークAM2の投影像に対して基準開口マーク61を矢印方向(Y軸方向)にスキャン(走査)させる。このスキャン中、基準開口マーク61のマーク部分61aとマーク部分61b(図6(B)参照)から、第1線状パターン部分AM2a、第2線状パターン部分AM2b、第3線状パターン部分AM2cの投影像が入射する。入射したこれらの投影像は送光系62を介して光電子倍増管63に送られ、この光電子倍増管63で光電変換されて、図8に示すような高ピーク値の波形と低ピーク値の波形が交互に現れる信号波形が得られる。主制御系40では、演算処理部41で、光電子倍増管63からの信号に基づいて(図8に示す信号波形のピーク間の間隔L0、L1、L2、L3に基づいて)演算処理をする。すなわち、信号波形のピーク間の間隔L0、L1、L2、L3及び第3線状パターンAM2cの傾きθを次式に代入して、アライメントマークAM2の基準開口マーク61に対するX軸方向のX位置とY軸方向のY位置を求める。
At the time of alignment, the illumination light IL is irradiated onto the portion of the reticle R where the alignment mark AM2 is formed, and an image of the alignment mark AM2 is projected onto the reference mark plate FM, for example, as shown in FIG. Is moved at a constant speed in the arrow direction (Y-axis direction) orthogonal to the X-axis direction, the
X位置=(L2−L1)×(1/2)×(1/tanθ)
Y位置=(L3−L0)×(1/2)
このように、アライメント時において、ウエハステージWSTをY軸方向に1回移動させることで(基準マーク板FM上に投影された投影像に対して基準開口マーク61をY軸方向に1回走査させることで)、アライメントマークAM2の基準開口マーク61に対するX軸方向の位置(X位置)とY軸方向に対する位置(Y位置)とを同時に計測することが出来る。
X position = (L2-L1) × (1/2) × (1 / tan θ)
Y position = (L3-L0) × (1/2)
In this way, during alignment, the wafer stage WST is moved once in the Y-axis direction (the
図9は、サーチアライメントに使用するアライメントマークAM2の別の実施態様を示している。このアライメントマークAM2′は、1対の第1線状パターンAM2aと第2線状パターンAM2bとにより構成される方形状の枠内の中央位置(X軸方向における中央位置)に、第1線状パターンAM2a及び第2線状パターンAM2bと線幅の異なる(線幅を太くした)、第4線状パターンAM2dを、第2線状パターンAM2bと平行に配置して構成される。 FIG. 9 shows another embodiment of the alignment mark AM2 used for search alignment. The alignment mark AM2 ′ is arranged at the first linear shape at the central position (the central position in the X-axis direction) within a rectangular frame constituted by the pair of first linear pattern AM2a and second linear pattern AM2b. A pattern AM2a and a second linear pattern AM2b are different in line width (thickening the line width), and a fourth linear pattern AM2d is arranged in parallel with the second linear pattern AM2b.
アライメント時には、図10に示すように、例えばウエハステージWSTをX軸方向及びY軸方向に対して角度45°で交差する方向(斜め45°の方向:矢印P方向)に一定速度で移動させることにより、アライメントマークAM2′の投影像に対して基準開口マーク61を斜め45°の方向に走査させる。この走査中、上述した場合と同様に、基準開口マーク61のマーク部分61aとマーク部分61b(図10参照)から、第1線状パターン部分AM2a、第2線状パターン部分AM2b、第4線状パターン部分AM2dの投影像が入射する。入射したこれらの投影像は光電子倍増管63で光電変換されて、図11に示すような幅及び高さの異なる複数の波形が交互に現れる信号波形が得られる。主制御系40では、演算処理部41で、光電子倍増管63からの信号に基づいて演算処理をし、アライメントマークAM2′の基準開口マーク61に対するX軸方向の位置(X位置)とY軸方向に対する位置(Y位置)とを同時に求める(計測する)。
At the time of alignment, as shown in FIG. 10, for example, wafer stage WST is moved at a constant speed in a direction intersecting at an angle of 45 ° with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction (direction of 45 ° obliquely: arrow P direction). As a result, the
このように、アライメントマークAM2′を構成する、第1線状パターンAM2a、第2線状パターンAM2b及び第4線状パターンAM2dにおいて、第4線状パターンAM2dの線幅を、他の第1線状パターンAM2a、第2線状パターンAM2bよりも広く構成することにより、図11に示すように、X位置、Y位置を表すピーク(波形)を明確に区別することが出来、アライメントマークAM2の基準開口マーク61に対するX軸方向の位置(X位置)とY軸方向に対する位置(Y位置)を精度良く計測することが出来る。
In this way, in the first linear pattern AM2a, the second linear pattern AM2b, and the fourth linear pattern AM2d constituting the alignment mark AM2 ′, the line width of the fourth linear pattern AM2d is set to the other first line. As shown in FIG. 11, the peaks (waveforms) representing the X position and the Y position can be clearly distinguished from each other by configuring the pattern pattern AM2a and the second line pattern AM2b wider, and the reference of the alignment mark AM2 The position in the X axis direction (X position) with respect to the
また、斜めに延びる第3線状パターンAM2cを配置しなくても、アライメントマークAM2′の投影像に対して基準開口マーク61を斜め45°の方向に1回走査させることにより、アライメントマークAM2′の基準開口マーク61に対するX位置とY位置とを同時に求めることが出来る。
Even if the third linear pattern AM2c extending obliquely is not arranged, the alignment mark AM2 ′ is scanned once in the direction of 45 ° obliquely with respect to the projected image of the alignment mark AM2 ′. X position and Y position with respect to the
図12は、図9に示すアライメントマークAM2′の変形例を示している。この変形例のアライメントマークAM2″は、1対の第1線状パターンAM2aと第2線状パターンAM2bとにより構成される方形状の枠内に、第4線状パターンAM2dの代わりに、第1線状パターンAM2a及び第2線状パターンAM2bと線幅が異なり且つ互いに線幅(X軸方向における)が異なる、3本の第5線状パターンAM2e、AM2f、AM2gをX軸方向に沿って略等間隔で配置して構成される。 FIG. 12 shows a modification of the alignment mark AM2 ′ shown in FIG. The alignment mark AM2 ″ of this modified example has a first frame instead of the fourth linear pattern AM2d in a square frame constituted by a pair of first linear pattern AM2a and second linear pattern AM2b. Three fifth linear patterns AM2e, AM2f, and AM2g that are different in line width from the linear pattern AM2a and the second linear pattern AM2b and that have different line widths (in the X-axis direction) from each other are substantially aligned along the X-axis direction. Arranged at equal intervals.
アライメント時には、図10に示す場合と同様に、ウエハステージWSTをX軸方向及びY軸方向に対して角度45°で交差する方向(斜め方向:図13の矢印P方向)に一定速度で移動させることにより、アライメントマークAM2″の投影像に対して基準開口マーク61を斜め45°の方向に走査させる。これにより、光電子倍増管63の出力から図14に示すような信号波形が得られる。
At the time of alignment, similarly to the case shown in FIG. 10, wafer stage WST is moved at a constant speed in a direction intersecting at an angle of 45 ° with respect to the X axis direction and the Y axis direction (oblique direction: arrow P direction in FIG. 13). As a result, the
このアライメントマークAM2″を使用した場合も、図9に示すアライメントマークAM2′を使用した場合と同様に、X位置、Y位置を表すピーク(波形)を明確に区別することが出来、アライメントマークAM2″の基準開口マーク61に対するX軸方向の位置(X位置)とY軸方向に対する位置(Y位置)を精度良く求めることが出来、またアライメントマークAM2″の投影像に対して基準開口マーク61を斜め45°の方向に1回走査させることにより、アライメントマークAM2″の基準開口マーク61に対するX位置とY位置とを同時に求めることが出来る。
Even when this alignment mark AM2 ″ is used, as in the case of using the alignment mark AM2 ′ shown in FIG. 9, the peaks (waveforms) representing the X position and the Y position can be clearly distinguished, and the alignment mark AM2 The position in the X-axis direction (X position) and the position in the Y-axis direction (Y position) with respect to the
なお、図6(A)に示したAISサーチマーク(AISセンサ60でサーチアライメントに使用するアライメントマークAM2)の変形例として図24(A)に示すものを用いてもよい。 As a modification of the AIS search mark (alignment mark AM2 used for search alignment by the AIS sensor 60) shown in FIG. 6A, the modification shown in FIG. 24A may be used.
この図24(A)のマークでは、それぞれ45°に傾斜した複数の斜めライン(図24の変形例では3本)をX方向に離間して配置している。また、各斜めラインの線幅(X方向の太さ)が互いに異なっている。 In the mark shown in FIG. 24A, a plurality of oblique lines (three in the modified example shown in FIG. 24) that are inclined at 45 ° are arranged apart from each other in the X direction. Further, the line widths (thicknesses in the X direction) of the diagonal lines are different from each other.
この図24(A)のマークを、図24(B)に示すように、上記図7で既述した計測方法と同様の手法で計測すると、図24(C)の信号波形が得られる。この信号波形に対して、上記図8で既述した計測処理を施すことによりマーク位置計測が行われる。計測方法や計測処理については、上記図7、図8に示したのと同様であるので、ここでの説明を省略する。 When the mark in FIG. 24A is measured by the same method as the measurement method already described in FIG. 7 as shown in FIG. 24B, a signal waveform in FIG. 24C is obtained. Mark position measurement is performed by applying the measurement processing described above with reference to FIG. 8 to the signal waveform. Since the measurement method and the measurement process are the same as those shown in FIGS. 7 and 8, the description thereof is omitted here.
なお、図24(A)のマークでは、3本の45°ラインが設けられているが、既述の如く互いの線幅が異なっているため、斜めラインをAISスリット(基準開口マーク)61が横切った時に得られる信号波形(信号のTOP部分の長さ)によって、どの斜めラインを計測しているかが判別できるようになっている。 In the mark of FIG. 24A, three 45 ° lines are provided. However, since the line widths are different from each other as described above, the AIS slit (reference opening mark) 61 is formed on the diagonal line. It is possible to determine which diagonal line is measured based on the signal waveform (the length of the TOP portion of the signal) obtained when crossing.
図15(A)は、ファインアライメントに使用するアライメントマークAM3の一例を示している。このアライメントマークAM3は、上述したアライメントマークAM2、AM2′、AM2″と形状が異なり、レチクルRの回路パターン等が形成されたパターン形成面(図4の斜線部分)に隣接した、パターン形成面と平行な面内において各アライメントマークAM2、AM2′、AM2″に隣接して(所定の間隔をあけて:既知の位置関係で)配置される(図4参照)。各アライメントマークAM3は、X軸方向に沿って延びる互いに平行な複数本の第1線状パターンAM3aと、Y軸方向に沿って延びる互いに平行な複数本の第2線状パターンAM3bとを備え、各第1線状パターンAM3aの始点と各第2線状パターンAM3bの始点を、X軸方向及びY軸方向に対して互いに交差する方向(斜め45°の方向:図16中の矢印P方向)においてずらし、且つ各第1線状パターンAM3aの始点と各第2線状パターンAM3bの始点を、斜め方向において順繰りに配置(互い違いに配置:図18参照)して構成される。なお、図15(A)中、左端のパターンAM3a′、AM3b′はフォーカスのキャリブレーションに用いる。 FIG. 15A shows an example of an alignment mark AM3 used for fine alignment. This alignment mark AM3 is different in shape from the alignment marks AM2, AM2 ′, AM2 ″ and has a pattern formation surface adjacent to the pattern formation surface (shaded portion in FIG. 4) on which the circuit pattern of the reticle R is formed. It is arranged adjacent to each alignment mark AM2, AM2 ′, AM2 ″ in a parallel plane (with a predetermined interval: in a known positional relationship) (see FIG. 4). Each alignment mark AM3 includes a plurality of parallel first linear patterns AM3a extending along the X-axis direction and a plurality of parallel second linear patterns AM3b extending along the Y-axis direction. A direction in which the start point of each first linear pattern AM3a and the start point of each second linear pattern AM3b intersect with each other with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction (inclination of 45 °: direction of arrow P in FIG. 16) And the starting point of each first linear pattern AM3a and the starting point of each second linear pattern AM3b are arranged sequentially in an oblique direction (staggered arrangement: see FIG. 18). In FIG. 15A, the leftmost patterns AM3a ′ and AM3b ′ are used for focus calibration.
アライメント時には、照明光ILをレチクルRのアライメントマークAM3が形成された部分に照射して、アライメントマークAM3の像を基準マーク板FM上に投影しつつ、図16に示すように、例えばウエハステージWSTをX軸方向に延びる線及びY軸方向に延びる線に対して角度45°で交差する矢印方向(斜め45°の方向:矢印P方向)に一定速度で移動させることにより、アライメントマークAM3の投影像に対して基準開口マーク61を斜め45°の方向にスキャン(走査)させる。このスキャン中、基準開口マーク61のマーク部分61aとマーク部分61bから、第1線状パターン部分AM3aの投影像と第2線状パターン部分AM3bの投影像が交互に入射する。入射したこれらの投影像は光電子倍増管63で光電変換されて、図17に示すようなY位置計測用の波形とX軸計測用の波形が交互に現れる信号波形が得られる。主制御系40では、演算処理部41で光電子倍増管63からの信号に基づいて演算処理をして、アライメントマークAM3の基準開口マーク61に対するX軸方向の位置(X位置)とY軸方向に対する位置(Y位置)とを同時に高精度で求める(計測する)。
At the time of alignment, the illumination light IL is irradiated onto the portion of the reticle R where the alignment mark AM3 is formed, and an image of the alignment mark AM3 is projected onto the reference mark plate FM, for example, as shown in FIG. Is projected at a constant speed in the direction of an arrow that intersects the line extending in the X-axis direction and the line extending in the Y-axis direction at an angle of 45 ° (in the direction of 45 ° obliquely: the direction of the arrow P), thereby projecting the alignment mark AM3 The
このように、アライメントマークAM3の投影像に対して基準開口マーク61を斜め45°の方向に1回走査させることにより、アライメントマークAM3の基準開口マーク61に対するX位置とY位置とを同時に求めることが出来る。
As described above, the X position and the Y position of the alignment mark AM3 with respect to the
次に、本発明の位置計測方法の一実施態様を説明する。 Next, an embodiment of the position measuring method of the present invention will be described.
レチクルアライメントには、上述したように、大まかな位置計測及び位置合わせをするサーチアライメントと、より精密な位置計測を行うファインアライメントとがあり、このレチクルアライメントにおいて、サーチアライメントを、VRAセンサ50で実行し、続いてファインアライメントを、AISセンサ60で実行したり、あるいはサーチアライメントを、AISセンサ60で実行し、続いてファインアライメントを、VRAセンサ50で実行したりする場合には、いずれも落射照明系51を、照明光学系11とレチクルステージRSTとの間に進入・退避させる操作が必要となり、アライメントのスループット性を向上させることが出来なくなる。
As described above, reticle alignment includes search alignment for rough position measurement and alignment, and fine alignment for more precise position measurement. In this reticle alignment, search alignment is executed by the
そこで、AISセンサ60でサーチアライメントを行った場合には、引き続き行われるファインアライメントでも同じAISセンサ60で行うことによりアライメントのスループット性を向上させることが可能となる。
Therefore, when search alignment is performed by the
しかし、AISセンサ60による、アライメント実行中に計測エラーが生じた場合、例えば、基準マーク板FM上に投影されたアライメントマークAM2,AM3の像を基準開口マーク61により十分捕捉出来ず、光電子倍増管63から演算処理に必要な所定レベル以上の出力が得られなかった場合にあっては、一旦位置計測操作を停止して、ウエハステージWST又はレチクルステージRSTを相互に移動操作して、アライメントマークAM2,AM3の投影位置と基準開口マーク61との間の相対位置関係を調整する操作を行う必要がある。しかし、この操作は非常に手間と時間がかかり、スループット性を低下させてしまい、AISセンサ60でサーチアライメントとファインアライメントの双方を行うメリットが生かせなくなる。
However, when a measurement error occurs during alignment by the
本実施態様では、AISセンサ60による、アライメント実行中に計測エラーが生じた場合に、その回復措置としてVRAセンサ50を使用し、基準マークFM1を撮像した撮像素子55の画像を目視しつつレチクルステージRST又はウエハステージWSTを手動操作で移動させて、レチクルRと基準マーク板FMとの相対位置関係を調整する、アシスト操作を行うことにより、アライメントマークAM2,AM3の投影位置と基準開口マーク61との間の相対位置関係を調整する。
In this embodiment, when a measurement error occurs during execution of alignment by the
これにより、仮にAISセンサ60による、アライメント実行中に計測エラーが生じても直ぐに復旧して、AISセンサ60でアライメントを続行することが可能となる。しかし、このアシスト操作では、照明光(露光光)が基準マークFM1に長時間照射されることから、基準マークFM1の材質によっては劣化して反射率が低下し、計測精度が悪化する等のVRAセンサ50によるアライメントに支障をきたすおそれがある等の新たな課題が生じる。
Thereby, even if a measurement error occurs during execution of alignment by the
そこで、本実施態様では、更に、図5に示すように、基準マーク板FM上に基準開口マーク61と所定(既知)の位置関係でアシスト操作専用の基準マークFM2を形成しておき、この基準マークFM2を使用してアシスト操作を行い、VRAセンサ50でアライメントを行う場合にのみ基準マークFM1を使用するようにしてある。なお、このアシスト操作専用の基準マークFM2は、VRAセンサ50で基準マークFM1を撮像する計測操作に失敗した場合にも使用することが可能である。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a reference mark FM2 dedicated to assist operation is formed on the reference mark plate FM in a predetermined (known) positional relationship with the
次に、上述したアライメント(位置計測)操作を、図1のフローチャートを参照して説明する。 Next, the above-described alignment (position measurement) operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、ステップS100でアライメントのための位置計測方法の選択を行う。アライメントを、VRAセンサ50(VRA計測方式)でアライメントを実行するのか、又はAISセンサ60(AIS−RA計測方式)で実行するのかを選択する。 First, in step S100, a position measurement method for alignment is selected. It is selected whether the alignment is executed by the VRA sensor 50 (VRA measurement method) or the AIS sensor 60 (AIS-RA measurement method).
ステップS101でAISセンサ60(AIS−RA計測方式)によりアライメントを実行することを選択しない場合には、ステップS102に移行して、VRAセンサ50(VRA計測方式)でサーチアライメントを実行し、続いてファインアライメントを実行する。この後、ステップS111に移行する。一方、選択した場合には、ステップ103に移行し、AISセンサ60(AIS−RA計測方式)によりサーチアライメントを実行する。 If it is not selected in step S101 to perform alignment by the AIS sensor 60 (AIS-RA measurement method), the process proceeds to step S102, search alignment is performed by the VRA sensor 50 (VRA measurement method), and then Perform fine alignment. Thereafter, the process proceeds to step S111. On the other hand, if selected, the process proceeds to step 103, and search alignment is executed by the AIS sensor 60 (AIS-RA measurement method).
ステップS103でのAISセンサ60(AIS−RA計測方式)によるサーチアライメントでは、例えば、図6乃至図8、図9乃至図11或いは図12乃至図14で説明したように、アライメントマークAM2の投影像に対して基準開口マーク61を所定の方向に走査させ、この走査中に、基準開口マーク61から入射したアライメントマークAM2の投影像を光電子倍増管63に送り、光電変換して、主制御系40に送る。主制御系では、演算処理部41で、光電子倍増管63からの信号に基づいて演算処理をし、アライメントマークAM2の基準開口マーク61に対するX軸方向のX位置とY軸方向のY位置を求める。
In the search alignment by the AIS sensor 60 (AIS-RA measurement method) in step S103, for example, as described with reference to FIGS. 6 to 8, 9 to 11, or 12 to 14, the projected image of the alignment mark AM2. The
ステップS104で上述したサーチアライメントの実行中、計測に成功したか否か(計測エラーが生じたか否か)が判断され、計測に失敗した場合にはステップS105に移行し、VRAセンサ50とアシスト操作専用の基準マークFM2を使用して、アシスト操作専用の基準マークFM2を撮像した撮像素子55の画像を目視しつつレチクルステージRST又はウエハステージWSTを手動操作で移動させて、レチクルRと基準マーク板FMとの相対位置関係を調整するアシスト操作を行うことにより、アライメントマークAM2の投影位置と基準開口マーク61との間の相対位置関係を調整し、この後、サーチアライメントを再度実行する。サーチアライメント計測に成功した場合には、ステップS106に移行する。
During execution of the search alignment described above in step S104, it is determined whether or not the measurement is successful (whether or not a measurement error has occurred). If the measurement fails, the process proceeds to step S105, and the
ステップS106でサーチアライメント計測結果に基づいてレチクルステージRSTの位置補正を行いつつ、ウエハステージWSTをファインアライメント計測開始位置に移動させる。移動終了後、ステップS107に移行する。 In step S106, the wafer stage WST is moved to the fine alignment measurement start position while correcting the position of the reticle stage RST based on the search alignment measurement result. After the movement is completed, the process proceeds to step S107.
ステップS107でファインアライメントを実行する。このファインアライメントでは例えば、図15乃至図17で説明したように、アライメントマークAM3の投影像に対して基準開口マーク61を斜め45°の方向に走査させ、この走査中、基準開口マーク61から入射したアライメントマークAM3の投影像を光電子倍増管63に送り、光電変換して、主制御系40に送る。主制御系では、演算処理部41で、光電子倍増管63からの信号に基づいて演算処理をし、アライメントマークAM3の基準開口マーク61に対するX軸方向のX位置とY軸方向のY位置を高精度に計測する。
In step S107, fine alignment is executed. In this fine alignment, for example, as described with reference to FIGS. 15 to 17, the
ステップS108で上述したファインアライメントの実行中、計測に成功したか否か(計測エラーが生じたか否か)が判断され、計測に失敗した場合にはステップS109に移行し、ステップS105の場合と同様に撮像素子55の画像を目視しつつレチクルステージRST又はウエハステージWSTを手動操作で移動させて、アシスト操作を行うことにより、アライメントマークAM2の投影位置と基準開口マーク61との間の相対位置関係を調整し、この後、ファインアライメントを再度実行する。
During the fine alignment described above in step S108, it is determined whether or not the measurement has succeeded (whether or not a measurement error has occurred). If the measurement has failed, the process proceeds to step S109, which is the same as in step S105. By moving the reticle stage RST or wafer stage WST manually while visually observing the image of the
ファインライメント計測に成功した場合には、ステップS110に移行して、ファインアライメント計測結果をメモリに格納する。 If the fine alignment measurement is successful, the process proceeds to step S110, and the fine alignment measurement result is stored in the memory.
上述したようにしてレチクルアライメントが終了したらステップS111に移行する。このステップS111では、主制御系40によりAISセンサ60がウエハアライメント系ASの真下に位置するようにウエハステージWSTを移動し、ウエハアライメント系ASによりAISセンサ60の位置基準となる基準開口マーク61を検出する。主制御系40では、ウエハアライメント系ASの検出信号及びそのときのウエハ干渉計22の計測値、並びにアライメントマークAM1の基準マークFM1に対するX軸方向の位置(X位置)とY軸方向に対する位置(Y位置)から求めたレチクルRのパターン投影位置、或いはアライメントマークAM2、AM3の基準開口マーク61に対するX軸方向の位置(X位置)とY軸方向に対する位置(Y位置)から求めたレチクルRのパターン投影位置に基づいて、レチクルRのパターンの投影位置とウエハアライメント系ASとの相対位置、すなわちウエハアライメント系ASのベースライン量を求め、主制御系40により、例えば特開平61−44429号公報等に開示されているEGA(エンハンスト・グロバール・アライメント)のウエハアライメントをウエハアライメント系ASを用いて実行し、ウエハW上の全てのショット領域の位置を求める。
When reticle alignment is completed as described above, the process proceeds to step S111. In step S111, the
ステップS112でファインアライメントの計測結果(S110)、EGA計測結果(S111)及びベースライン量に基づいてレチクルステージRST、ウエハステージWSTの位置補正演算を実行する。 In step S112, based on the fine alignment measurement result (S110), the EGA measurement result (S111), and the baseline amount, the position correction calculation of the reticle stage RST and wafer stage WST is executed.
ステップS113でレチクルステージRST、ウエハステージWSTの位置補正演算量に基づいてレチクル干渉計16、ウエハ干渉計22からの位置情報をモニターしつつ、ウエハステージWSTを第1ショット領域の走査開始位置に位置決めし、またレチクルステージRSTをその走査開始位置に位置決めする。 In step S113, position information from reticle interferometer 16 and wafer interferometer 22 is monitored based on the position correction calculation amounts of reticle stage RST and wafer stage WST, and wafer stage WST is positioned at the scanning start position of the first shot area. The reticle stage RST is positioned at the scanning start position.
ステップS114で第1ショット領域の走査露光を実行する。 In step S114, scanning exposure of the first shot area is executed.
このようにして第1ショット領域の走査露光が終了したら、ウエハステージWSTを第2ショット領域の走査開始位置へ移動させるショット間のステッピング動作を行い、その後、第2ショット領域の走査露光を上述した場合と同様にして行う。第3ショット領域以降も同様の操作を繰り返す。これにより、ウエハW上の全てのショット領域にレチクルRのパターンが転写される。 When the scanning exposure of the first shot area is completed in this way, a stepping operation between shots for moving the wafer stage WST to the scanning start position of the second shot area is performed, and then the scanning exposure of the second shot area is described above. Perform as in the case. The same operation is repeated for the third shot area and thereafter. As a result, the pattern of the reticle R is transferred to all shot areas on the wafer W.
なお、上述したVRAセンサ50においては、露光光を計測用の照明光として使用するため、ウエハ・フィデシャル・マーク(基準マーク)FM1を構成するクロム(Cr)の酸化により反射率が変化(低下)するおそれがあることが指摘されている。この反射率の低下は、信号コントラストの低下になり、計測精度の悪化につながる。
In the above-described
そこで、図19乃至図22に示すように、定期的に基準マークFM1の信号強度をVRAセンサ50で計測して反射率の変化を測定し、ある閾値を越えて反射率が低下した場合に、別のウエハ・フィデシャル・マーク(基準マーク)FM1a、FM1b、FM1c(図21参照)に自働的に変更することにより、反射率低下による計測精度の悪化を事前に避けるようにする。別の基準マークFM1a、FM1b、FM1cへの変更は以前使用していた基準マークFM1の照野(図21の二点鎖線により囲まれた部分)に含まれないものを選択することが望ましい。
Therefore, as shown in FIG. 19 to FIG. 22, when the signal intensity of the reference mark FM1 is periodically measured by the
図19(A)は、アライメントマークAM1と基準マークFM1からの反射像の信号波形図で、両側に基準マークFM1の信号波形が現れ、中央位置にアライメントマークAM1の信号波形が表れる。また、同図(B)は計測用照明光としての露光光の照射により酸化する以前の基準マークFM1の信号波形を示し、また同図(C)は反射率参照用の基準マークFM3(図21参照)の信号波形を示している。 FIG. 19A is a signal waveform diagram of a reflection image from the alignment mark AM1 and the reference mark FM1, and the signal waveform of the reference mark FM1 appears on both sides, and the signal waveform of the alignment mark AM1 appears at the center position. FIG. 5B shows a signal waveform of the reference mark FM1 before being oxidized by irradiation with exposure light as measurement illumination light, and FIG. 5C shows a reference mark FM3 for reflectance reference (FIG. 21). Signal waveform).
計測用照明光としての露光光の照射により酸化する以前にあっては、図19(B)、(C)に示すように、基準マークFM1の信号強度と基準マークFM3の信号強度は同じである。 Before oxidation by irradiation with exposure light as measurement illumination light, as shown in FIGS. 19B and 19C, the signal intensity of the reference mark FM1 and the signal intensity of the reference mark FM3 are the same. .
しかし、露光装置10の使用により、基準マークFM1への露光光の照射が繰り返されて、一定量以上の露光光の照射により、図20(A)に示すように、基準マークFM1が酸化して反射率が低下し、基準マークFM1の反射像の信号強度(I2)が下がる。この信号強度の低下には、反射率の低下の他に照明光(露光光)の光量変動も含まれる。
However, the
そこで、同図(B)に示すように、反射率参照用の基準マークFM3の信号強度(I1)を計測して反射率の変化を求める。この反射率の変化は、ΔR=|I2−I1|/I1により求めることが出来る。 Therefore, as shown in FIG. 4B, the signal intensity (I 1 ) of the reference mark FM3 for reflectance reference is measured to determine the change in reflectance. This change in reflectance can be obtained by ΔR = | I 2 −I 1 | / I 1 .
図21はウエハ・フィデシャル・マーク板(基準マーク板)FMの別の実施態様を示している。この基準マーク板FMの表面には、VRA計測用のウエハ・フィデシャル・マーク(基準マーク)FM1の他に同じくVRA計測用のウエハ・フィデシャル・マーク(基準マーク)FM1a、FM1b、FM1cが形成され、さらに反射率参照用の基準マークFM3が形成される。基準マークFM1の反射率がある閾値を越えて低下したら、別の基準マークFM1a、FM1b、FM1cの何れかを選択する。このとき、基準マークFM1の照野から外れた、露光光が未だ照射されていない、別の基準マークFM1a、FM1b、FM1cを選択する。なお、図21には、アシスト操作専用の基準マークFM2については省略してある。 FIG. 21 shows another embodiment of the wafer fiducial mark plate (reference mark plate) FM. On the surface of the reference mark plate FM, in addition to the wafer fidelity mark (reference mark) FM1 for VRA measurement, wafer fiducial marks (reference marks) FM1a, FM1b, FM1c for VRA measurement are formed. Further, a reference mark FM3 for reflectance reference is formed. If the reflectance of the reference mark FM1 decreases beyond a certain threshold, another reference mark FM1a, FM1b, or FM1c is selected. At this time, other fiducial marks FM1a, FM1b, FM1c that are out of the illumination field of the fiducial mark FM1 and not yet irradiated with the exposure light are selected. In FIG. 21, the reference mark FM2 dedicated to the assist operation is omitted.
図22は反射率が低下したとき、別の基準マークFM1a、FM1b、FM1cを選択してアライメントを行う場合のフローチャートを示している。 FIG. 22 shows a flowchart in the case where alignment is performed by selecting another fiducial mark FM1a, FM1b, FM1c when the reflectance is lowered.
ステップS200でロット先頭のウエハW(例えば25枚で1ロットのウエハを処理する場合にあっては最初の1枚目のウエハW)について、上述した方法でベースライン量の計測(ベースラインチェック)を開始する。このベースラインチェックでは、先ず基準マークFM1の反射率の計測を行って反射率の低下の有無を確認する。 In step S200, the baseline amount is measured (baseline check) for the first wafer W of the lot (for example, the first wafer W when 25 wafers are processed in one lot) by the above-described method. To start. In this baseline check, first, the reflectance of the fiducial mark FM1 is measured to confirm whether or not the reflectance has decreased.
そこで、ステップS201で基準マークFM1の反射率計測を開始する。この反射率の計測では、VRAセンサ50により、基準マークFM1に計測用照明光としての露光光を照射し、信号強度を計測する。また、反射率参照用の基準マークFM3にも露光光を照射して信号強度を計測する。そして、上述した方法により反射率を求める。
In step S201, measurement of the reflectance of the reference mark FM1 is started. In this reflectance measurement, the
ステップS202で基準マークFM1の反射率が閾値よりも高いか否かを判断し、低いと判断された場合にはステップS203に移行して別の基準マークFM1a、FM1b、FM1cについて反射率の確認を行い、閾値よりも高い反射率の基準マークをマークFM1a、FM1b、FM1cの中から選択し、ステップS204に移行する。 In step S202, it is determined whether or not the reflectance of the reference mark FM1 is higher than the threshold value. If it is determined that the reflectance is low, the process proceeds to step S203 to check the reflectance of another reference mark FM1a, FM1b, FM1c. A reference mark having a reflectance higher than the threshold is selected from the marks FM1a, FM1b, and FM1c, and the process proceeds to step S204.
ステップS204で、ステップS203で選択されたマークを用いてベースラインチェック計測を実行する。そして、ステップS205でベースラインチェック計測が完了したか否かが判断され、完了した場合にはステップS206に移行し、上述した方法でアライメントを実行し、次いでステップS207で露光操作を行う。 In step S204, baseline check measurement is performed using the mark selected in step S203. In step S205, it is determined whether or not the baseline check measurement is completed. If completed, the process proceeds to step S206, alignment is performed by the method described above, and then an exposure operation is performed in step S207.
このように反射率が低下したら別の基準マークFM1a、FM1b、FM1cの何れかの1対のマークに変更することにより、計測エラーを回避し、アライメントのスループット性を向上させ、また露光装置10の稼働率への影響を少なくすることが可能となる。
If the reflectivity is reduced in this way, it is changed to a pair of marks of another reference mark FM1a, FM1b, FM1c, thereby avoiding a measurement error, improving alignment throughput, and improving the
また、反射率参照用の基準マークFM3を用意することで、照明光の照射光量の変動に影響されない反射率計測が可能となる。 In addition, by preparing the reference mark FM3 for reference of reflectance, it is possible to perform reflectance measurement that is not affected by fluctuations in the amount of illumination light irradiated.
図23は本発明のデバイス製造方法の実施態様を示している。この実施態様では、図1に示す位置計測方法によりレチクルアライメントを行うので、スループット性に優れ、高精度の露光が行える。 FIG. 23 shows an embodiment of the device manufacturing method of the present invention. In this embodiment, since reticle alignment is performed by the position measurement method shown in FIG. 1, the throughput is excellent and high-precision exposure can be performed.
ステップS300では電子デバイスの回路設計等のデバイスの機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。ステップS301では設計した回路パターンを形成したレチクルRを製作する。ステップS302ではシリコン等の材料を用いてウエハ(シリコン基板)Wを製造する。 In step S300, device function / performance design such as electronic device circuit design is performed, and pattern design for realizing the function is performed. In step S301, a reticle R on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. In step S302, a wafer (silicon substrate) W is manufactured using a material such as silicon.
ステップS303では、ステップS301で製作したレチクルRとステップS302で製造したウエハWを使用し、リソグラフィ技術等によりウエハW上に回路等を形成する、ウエハ処理を行う。このウエハ処理では、先ず図1に示す方法で位置計測を行い、この位置情報に基づいてレチクルRのデバイスパターンの像の投影位置とウエハW上の各ショット領域の各々とを順次位置合わせをし、レチクルRに形成されたデバイスパターンを位置決めされた各ショット領域に順次露光転写する。露光が終了したら、ウエハWをウエハステージWSTからアンロードし、現像、エッチング、洗浄工程などの処理を繰り返して、ウエハW上に回路などを形成する。 In step S303, wafer processing is performed by using the reticle R manufactured in step S301 and the wafer W manufactured in step S302 to form a circuit or the like on the wafer W by lithography or the like. In this wafer processing, first, the position is measured by the method shown in FIG. 1, and the projection position of the image of the device pattern on the reticle R and each shot area on the wafer W are sequentially aligned based on this position information. Then, the device pattern formed on the reticle R is sequentially exposed and transferred to each positioned shot area. When the exposure is completed, the wafer W is unloaded from the wafer stage WST, and processes such as development, etching, and cleaning processes are repeated to form a circuit and the like on the wafer W.
ステップS304ではデバイス組立を行う。このデバイス組立では、回路などが形成されたウエハWをダイシングして個々のチップに分割し、各チップをリードフレームやパッケージに装着して電極を接続するボンディングを行い、樹脂封止等のパッケージング処理を行う。 In step S304, device assembly is performed. In this device assembly, a wafer W on which a circuit or the like is formed is diced and divided into individual chips, each chip is mounted on a lead frame or a package and bonding is performed to connect electrodes, and packaging such as resin sealing is performed. Process.
ステップS305では検査を行う。この検査では組み立てたデバイスの動作確認テストや耐久性テストなどを行い、合格品を出荷する。 In step S305, an inspection is performed. In this inspection, the assembled devices are tested for operation and durability, and the accepted products are shipped.
本発明は、上記実施態様で説明したものに限定されず、本発明の範囲内において種々変更することが出来る。 The present invention is not limited to the one described in the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
AISセンサ60の計測で使用するアライメントマークAM2、AM2′、AM2″、AM3として、例えば、図6(A)、図9、図12、図15(A)、図24(A)に示すものを使用した場合を示したが、これらあくまでも一例であって、これらに限定されるものではない。スループット性、計測精度の観点から1回の走査で高精度計測が可能な信号波形が得られるアライメントマークであればよい。
As alignment marks AM2, AM2 ′, AM2 ″, and AM3 used in the measurement of the
また、アライメントマークAM2、AM2′、AM2″、AM3の投影像に対する基準開口マーク61の走査方向として図7に示すようにY軸方向に、また図10、図13、図16に示すように斜め45°の方向にした場合を示しているが、これらに限定されるものではない。
Further, the scanning direction of the
また、アシスト操作専用の基準マークFM2や通常計測用の基準マークFM1を複数用意して、交互に使用することにより、反射率の低下を遅らせることができ、結果として装置寿命を延ばすことが可能となる。 In addition, by preparing a plurality of reference marks FM2 dedicated to assist operations and reference marks FM1 for normal measurement and using them alternately, it is possible to delay the decrease in reflectance, and as a result, it is possible to extend the life of the apparatus. Become.
10 露光装置
11 照明系
40 主制御系
50 VRAセンサ
60 AISセンサ
61 基準開口マーク
62 送光系
63 光電子倍増管
PL 投影光学系
AS アライメント系
AX 光軸
R レチクル
RST レチクルステージ
W ウエハ
WST ウエハステージ
AM2 アライメントマーク(サーチ計測用)
AM3 アライメントマーク(ファイン計測用)
FM1 基準マーク(ウエハ・フィデシャル・マーク)
FM2 アシスト操作専用の基準マーク
DESCRIPTION OF
AM3 alignment mark (for fine measurement)
FM1 fiducial mark (wafer fiducial mark)
Reference mark for FM2 assist operation
Claims (9)
前記第1物体上の所定領域を、所定の精密さで計測して、該物体の位置情報を得る第1位置計測工程と、
前記第1物体上の所定領域を、前記所定の精密さよりも更なる精密さで計測して、該物体の位置情報を得る第2計測工程と、を有し、
互いに計測原理の異なる複数の計測センサの中から選択され、且つ前記第1及び第2位置計測工程のうちの何れか一方の位置計測工程において使用された計測センサと同じ計測センサを用いて、前記何れか他方の位置計測工程での位置計測を行うことを特徴とする位置計測方法。 Before transferring the pattern on the first object onto the second object, the relative positional relationship between the reference member provided on the stage on which the second object is placed and the first object is determined. A measurement method for measuring,
A first position measuring step of measuring a predetermined area on the first object with a predetermined precision to obtain position information of the object;
A second measurement step of measuring a predetermined area on the first object with a further precision than the predetermined precision to obtain position information of the object,
Using the same measurement sensor as the measurement sensor selected from a plurality of measurement sensors having different measurement principles and used in any one of the first and second position measurement steps, A position measurement method comprising performing position measurement in one of the other position measurement steps.
前記複数の計測センサは、
前記第1物体上の所定領域上に形成されたマークの、前記基準部材上に投影された投影像を、該基準部材上に設けられたスリットを介して光電検出する第1センサと、
前記第1物体上の所定領域上に形成されたマークの反射像と、前記基準部材上に形成されたマークの反射像とを同時に撮像する第2センサと、を含み、
前記第1物体上のマークの投影像を前記第1センサで検出できなかった場合には、前記第2センサによる前記基準部材上の所定箇所の撮像結果に基づいて前記第1物体と前記基準部材との相対位置関係を調整し、その後前記第1センサを用いて前記投影像の再検出動作を行うことを特徴とする位置計測方法。 The position measurement method according to claim 1,
The plurality of measurement sensors are:
A first sensor that photoelectrically detects a projected image of a mark formed on a predetermined region on the first object and projected on the reference member through a slit provided on the reference member;
A second sensor that simultaneously captures a reflected image of a mark formed on a predetermined region on the first object and a reflected image of a mark formed on the reference member;
If the projected image of the mark on the first object cannot be detected by the first sensor, the first object and the reference member based on the imaging result of the predetermined location on the reference member by the second sensor The positional measurement method is characterized by adjusting the relative positional relationship between the projected image and the re-detection operation of the projected image using the first sensor.
前記所定箇所には、前記スリットとの位置関係が既知であり、且つ前記第1センサで前記投影像が検出できなかった時のみに計測対象となるアシスト用マークが形成されていることを特徴とする位置計測方法。 In the position measuring method according to claim 2,
An assist mark that is a measurement target is formed at the predetermined location only when the positional relationship with the slit is known and the projection image cannot be detected by the first sensor. Position measurement method.
前記第1位置計測工程において計測される第1マークと、前記第2計測工程において計測される第2マークとは互いに形状の異なるマークであり且つ互いの位置関係が既知であるマークであることを特徴とする位置計測方法。 In the position measuring method according to any one of claims 1 to 3,
The first mark measured in the first position measuring step and the second mark measured in the second measuring step are marks having different shapes from each other and having a known positional relationship with each other. Characteristic position measurement method.
前記第1位置計測工程で、前記第1物体上のマークの、前記基準部材上に投影された投影像を、前記基準部材上に設けられたスリットを介して、且つ該投影像と該スリットとを相対的に走査しながら光電検出する第1センサを使用する場合において、
前記第1マークは、
前記第1物体上の前記パターンの形成面に平行な面内において第1方向に延びる第1線状パターンと、該第1線状パターンと該面内において斜めに交差する第2線状パターンとを含み、
前記第1位置計測工程では、前記面内において前記第1方向と直交する方向に、前記第1マークの投影像と前記スリットとを相対的に走査することを特徴とする位置計測方法。 The position measurement method according to claim 4,
In the first position measurement step, a projected image of the mark on the first object projected onto the reference member is passed through the slit provided on the reference member, and the projected image and the slit In the case of using the first sensor that performs photoelectric detection while relatively scanning,
The first mark is
A first linear pattern extending in a first direction in a plane parallel to the pattern formation surface on the first object; and a second linear pattern that intersects the first linear pattern obliquely in the plane Including
In the first position measuring step, the projected image of the first mark and the slit are relatively scanned in a direction orthogonal to the first direction in the plane.
前記第1位置計測工程で、前記第1物体上のマークの、前記基準部材上に投影された投影像を、前記基準部材上に設けられたスリットを介して、且つ該投影像と該スリットとを相対的に走査しながら光電検出する第1センサを使用する場合において、
前記第1マークは、
前記第1物体上の前記パターンの形成面に平行な面内において互いに直交する第1方向及び第2方向にそれぞれ延びる第1線状パターンと第2線状パターンとを含み、
前記第1位置計測工程では、前記面内において前記第1及び第2方向と互いに交差する方向に、前記第1マークの投影像と前記スリットとを相対的に走査することを特徴とする位置計測方法。 The position measurement method according to claim 4,
In the first position measurement step, a projected image of the mark on the first object projected onto the reference member is passed through the slit provided on the reference member, and the projected image and the slit In the case of using the first sensor that performs photoelectric detection while relatively scanning,
The first mark is
A first linear pattern and a second linear pattern respectively extending in a first direction and a second direction orthogonal to each other in a plane parallel to a formation surface of the pattern on the first object;
In the first position measuring step, the projected image of the first mark and the slit are relatively scanned in a direction intersecting with the first and second directions in the plane. Method.
前記第2線状パターンは、前記第1方向における線幅が互いに異なると共に、該第1方向に互いに離間した複数の線状パターンを含むことを特徴とする位置計測方法。 The position measurement method according to claim 6,
The position measuring method, wherein the second linear pattern includes a plurality of linear patterns having different line widths in the first direction and spaced apart from each other in the first direction.
前記第2位置計測工程で、前記第1物体上のマークの、前記基準部材上に投影される投影像を、前記基準部材上に設けられたスリットを介して、且つ該投影像と該スリットとを相対的に走査しながら光電検出する第1センサを使用する場合において、
前記第2マークは、
前記第1物体上の前記パターンの形成面に平行な面内において、互いに直交する第1及び第2方向に対して互いに交差する第3方向にその始点をずらしつつ互いに該第1方向に延びる複数の第1線状パターンと、その始点を該第3方向にずらしつつ互いに該第2方向に延びる複数の第2線状パターンとを含み、該複数の第1線状パターンの各始点と該複数の第2線状パターンの各始点とは該第3方向において順繰りに配置されており、
前記第2位置計測工程では、前記面内において前記第3方向に、前記第2マークの投影像と前記スリットとを相対的に走査することを特徴とする位置計測装置。 The position measurement method according to claim 4,
In the second position measurement step, a projected image of the mark on the first object projected onto the reference member is passed through the slit provided on the reference member, and the projected image and the slit In the case of using the first sensor that performs photoelectric detection while relatively scanning,
The second mark is
A plurality of elements extending in the first direction while shifting their start points in a third direction intersecting each other with respect to the first and second directions orthogonal to each other in a plane parallel to the pattern forming surface on the first object. A first linear pattern and a plurality of second linear patterns extending in the second direction while shifting the starting point in the third direction, and each starting point of the plurality of first linear patterns and the plurality of the second linear patterns Are arranged in order in the third direction with respect to the starting points of the second linear pattern,
In the second position measurement step, the position measurement device relatively scans the projected image of the second mark and the slit in the third direction in the plane.
請求項1乃至8の何れか一項に記載の位置計測方法を用いて計測された位置情報に基づいて、前記マスクのパターン像の投影位置と前記基板上の前記複数の区画領域の各々とを順次位置合わせする工程と、
前記位置合わせされた前記各区画領域上に、前記デバイスパターンを順次転写する工程と、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 Providing a mask on which a device pattern is formed and a substrate having a plurality of partition regions to which the device pattern is to be transferred;
A projection position of the pattern image of the mask and each of the plurality of partition areas on the substrate are determined based on position information measured using the position measurement method according to any one of claims 1 to 8. A step of sequentially aligning;
And sequentially transferring the device pattern onto each of the aligned partitioned regions.
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