JP2009176958A - 位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】WISをアライメントパラメータを最適化せずに高精度に補正して位置決めする位置決め装置を提供する。
【解決手段】検出器によって検出されたマーク信号に基づいてマークの位置データを計算する計算部と、前記マーク信号と前記マークの位置データとに基づいて、物体の位置ずれを表すパラメータを算出する処理部と、処理部によって算出されたパラメータを用いて補正された物体の位置情報に基づいて物体の位置決めを制御する位置決め制御部とを含む。処理部はマーク信号の非対称性を表す量、前記マーク信号のコントラストを表す量及び前記マーク信号の形状を表す量を含む特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて、特徴量が計算部による計算におけるマークの位置ずれに及ぼす影響度を算出し、算出した影響度に基づいて計算されたマークの位置データを補正し、補正されたマークの位置データを統計演算して物体の位置ずれを表すパラメータを算出する。
【選択図】図１０
【解決手段】検出器によって検出されたマーク信号に基づいてマークの位置データを計算する計算部と、前記マーク信号と前記マークの位置データとに基づいて、物体の位置ずれを表すパラメータを算出する処理部と、処理部によって算出されたパラメータを用いて補正された物体の位置情報に基づいて物体の位置決めを制御する位置決め制御部とを含む。処理部はマーク信号の非対称性を表す量、前記マーク信号のコントラストを表す量及び前記マーク信号の形状を表す量を含む特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて、特徴量が計算部による計算におけるマークの位置ずれに及ぼす影響度を算出し、算出した影響度に基づいて計算されたマークの位置データを補正し、補正されたマークの位置データを統計演算して物体の位置ずれを表すパラメータを算出する。
【選択図】図１０
Description
本発明は、位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
半導体デバイス製造用の露光装置においては、回路の微細化及び高密度化に伴い、レチクル面上の回路パターンをウエハ面上により高い解像力で投影露光できることが要求されている。回路パターンの解像力は投影光学系の開口数（ＮＡ）と露光波長に依存するので、解像度を向上させる方法としては、投影光学系のＮＡを大きくする方法や露光波長をより短波長化する方法が採用されている。露光波長をより短波長化するために、露光光源は、ｇ線からｉ線に移行し、更にｉ線からエキシマレーザに移行しつつある。また、エキシマレーザにおいても、その発振波長が２４８ｎｍ及び１９３ｎｍのものを使用する露光装置が既に実用化され使用されている。現在では１３ｎｍのＥＵＶ露光方式が次世代の露光方式の候補として検討されている。
また、半導体デバイスの製造プロセスも多様化しており、露光装置の深度不足の問題を解決する平坦化技術として、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）プロセス等の技術も注目されている。また、半導体デバイスの構造や材料も多種多様である。例えば、以下のような提案がなされている。
・ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物を組み合わせて構成したＰ−ＨＥＭＴ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃ Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
・Ｍ−ＨＥＭＴ（Ｍｅｔａｍｏｒｐｈｅ−ＨＥＭＴ）
・ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ等を使用したＨＢＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
一方、回路パターンの微細化に伴い、回路パターンが形成されているレチクルとそれが投影されるウエハとを高精度にアライメントすることも要求されており、その必要精度は回路線幅の１／３である。例えば、現状の９０ｎｍデザインにおける必要精度はその１／３の３０ｎｍである。
・ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物を組み合わせて構成したＰ−ＨＥＭＴ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃ Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
・Ｍ−ＨＥＭＴ（Ｍｅｔａｍｏｒｐｈｅ−ＨＥＭＴ）
・ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ等を使用したＨＢＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
一方、回路パターンの微細化に伴い、回路パターンが形成されているレチクルとそれが投影されるウエハとを高精度にアライメントすることも要求されており、その必要精度は回路線幅の１／３である。例えば、現状の９０ｎｍデザインにおける必要精度はその１／３の３０ｎｍである。
しかし、ウエハアライメントを実施する際には、製造プロセスに起因するプロセス誤差（Ｗａｆｅｒ ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｈｉｆｔ）が発生することがあり、半導体デバイスの性能、及び半導体デバイス製造の歩留まりを低下させる要因となっていた。本明細書では、プロセス誤差（Ｗａｆｅｒ ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｈｉｆｔ）を「ＷＩＳ」と呼ぶ。ＷＩＳの一例としては、ＣＭＰ工程等の平坦化プロセスの影響により、アライメントマークの構造が非対称となってしまうものや、ウエハに塗布するレジスト形状が非対称になるものがある。更に、半導体デバイスは複数のプロセスを経て作成されるため、プロセス毎にアライメントマークの反射率やレジストの表面形状等の光学条件が変わりWISの量がプロセス毎にばらつくことも問題となっていた。これに対処するため、従来のウエハアライメントでは複数のアライメントパラメータを用意し、プロセス毎に最適なアライメントパラメータを決定していた。しかしながら、アライメントパラメータを決定するには、実際に幾つかのアライメントパラメータでウエハを露光し重ね合わせ検査（重ね焼き検査）を実施する必要があり、多大な時間を要することが問題であった。特許文献１には、アライメントマーク信号の非対称性やコントラストを定量化した特徴量を用いてアライメント結果からWISを補正することで、アライメントパラメータを最適化せずにＷＩＳの影響を除去したアライメントを行う方法が開示されている。
特開２００３−２０３８４６号公報
特許文献１に記載のアライメント方法では、各種の特徴量を個別に補正値として使用していた。しかしながら、実際にデバイス製造現場で問題となっているWIS量は、各種特徴量の相互作用により複雑に変化するため、特徴量を個別に補正値とする手法では高精度にWISを補正することができなかった。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、例えば露光装置に適用可能な、デバイス製造現場で発生するWISを、アライメントパラメータを最適化せずに高精度に補正して位置決めする位置決め装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の側面は、物体の上に形成されたマークを用いて前記物体を位置決めする位置決め装置であって、前記マークの信号を検出する検出器と、制御器とを備え、前記制御器は、前記検出器によって検出されたマーク信号に基づいて前記マークの位置データを計算する計算部と、前記検出器によって検出されたマーク信号と前記計算部によって計算されたマークの位置データとに基づいて、前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出する処理部と、前記処理部によって算出されたパラメータを用いて補正された前記物体の位置情報に基づいて前記物体の位置決めを制御する位置決め制御部と、を含み、前記処理部は、前記マーク信号の非対称性を表す量、前記マーク信号のコントラストを表す量及び前記マーク信号の形状を表す量を含む特徴量を算出し、前記算出した特徴量に基づいて、前記特徴量が前記計算部による計算におけるマークの位置ずれに及ぼす影響度を算出し、前記算出した影響度に基づいて前記計算されたマークの位置データを補正し、前記補正されたマークの位置データを統計演算して前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出する、ことを特徴とする。
本発明の第２の側面は、物体の上に形成されたマークを用いて前記物体を位置決めする位置決め装置であって、前記マークの信号を検出する検出器と、制御器とを備え、前記制御器は、前記検出器により検出されたマーク信号に基づいてマークの位置データを計算する計算部と、前記検出器により検出されたマーク信号と前記計算されたマークの位置データとに基づいて、前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出する処理部と、前記物体の位置決めを制御する位置決め制御部と、を含み、前記処理部は、前記マーク信号の非対称性を表す量、前記マーク信号のコントラストを表す量及び前記マーク信号の形状を表す量を含む特徴量を算出し、前記算出した特徴量に基づいて、前記特徴量が前記計算部による計算におけるマークの位置ずれに及ぼす影響度を算出し、前記計算部により計算されたマークの位置データを統計演算して前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出し、前記算出した影響度を統計演算して前記特徴量が前記物体の位置ずれを表すパラメータに及ぼす影響度を算出し、前記算出したパラメータに及ぼす影響度を用いて前記算出したパラメータを補正し、前記位置決め制御部は、前記処理部によって補正されたパラメータを用いて補正された前記物体の位置情報に基づいて前記物体の位置決めを制御する、ことを特徴とする。
本発明によれば、例えば露光装置に適用可能な、デバイス製造現場で発生するWISを、アライメントパラメータを最適化せずに高精度に補正して位置決めする位置決め装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。以下の説明では、原版、マスク、レチクルを総称して「レチクル」と呼び、基板、ウエハを総称して「基板」と呼ぶこととする。また、アライメントマークを単に「マーク」と呼ぶこととする。
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、本発明に係る位置決め装置の一例を露光装置に適用したものである。図１は本発明に係る露光装置の概略図である。
第１の実施形態は、本発明に係る位置決め装置の一例を露光装置に適用したものである。図１は本発明に係る露光装置の概略図である。
露光装置１は、レチクル２を投影する投影光学系３と、基板４を保持する基板チャック５と、基板４を所定の位置に位置決めするために移動する基板ステージ６とを備える。露光装置１は、また、基板４の上に形成されたマーク１１の信号を検出する検出器としてのアライメント検出光学系７を備える。
露光装置は、計算部１２ａと処理部１２ｂと位置決め制御部１２ｃとを含む制御器１２を備える。計算部１２ａは、検出されたマーク信号に基づいてマークの位置データを計算する。処理部１２ｂは、検出されたマーク信号と計算されたマークの位置データとに基づいて、基板４の位置ずれを表すパラメータを算出する。位置決め制御部１２ｃは、基板４の位置決めを制御する。
レチクル２には、ある回路パターンが描画されている。基板４には、前工程で下地パターン及びマークが形成されている。この実施形態において、基板４がその上にマークが形成され位置決めされる物体である。
図１０は本実施形態における位置決め手法（アライメント手法）を示す一連のフローチャートである。
Ｓ１０１で制御器１２は基板４を露光装置１に搬入させる。Ｓ１０２でアライメント検出光学系７は基板４上のマーク１１の信号を検出する。
図２はアライメント検出光学系７の主要構成要素を示したものである。光源８からの照明光は、ビームスプリッタ９ａで反射し、レンズ１０ａを通り、基板４上のマーク１１を照明する。マーク１１からの回折光はレンズ１０ａ、ビームスプリッタ９ａ、レンズ１０ｂを通り、ビームスプリッタ９ｂで分割され、それぞれＣＣＤセンサ１４，１５で受光される。ここで、マーク１１は、レンズ１０ａ、１０ｂにより分解能が計測精度を満たすことができる倍率で拡大され、ＣＣＤセンサ１４ａ、１４ｂに結像される。ＣＣＤセンサ１４ａは、マーク１１のＸ方向のずれ計測用のセンサである。ＣＣＤセンサ１４ｂは、マーク１１のＹ方向のずれ計測用のセンサであり、光軸に対して９０度回転させて設置されている。Ｘ方向とＹ方向の計測原理は同じなので、以下はＸ方向の位置計測についてのみ記述する。
まず位置計測に用いるマーク１１について説明する。図３に示す一例では、計測方向（Ｘ方向）と非計測方向（Ｙ方向）に所定の長さを有する短冊型マーク２０が、Ｘ方向に所定の間隔で複数本並んでいる。マーク１１の断面構造はエッチング処理によって凹形状をしており、マーク１１上にはレジスト２１が塗布されている。
次に、複数本のマーク２０に照明光を照射して得られる反射光をＣＣＤセンサ１４ａで受光したときの、マーク信号の一例を図４に示す。Ｓ１０３で、計算部１２ａは、図４の各マーク信号２２に基づいて各マークの位置データを計算する。最終的に各マークの位置データの平均値を求め、マーク位置xとして出力する。
S１０４で、制御器１２の処理部１２ｂは、「マーク信号の特徴を定量的に表した値（以下、特徴量Ｗ）」を算出する。特徴量Wはマーク信号の非対称量S、マーク信号のコントラストC、マーク信号形状Pを使って表される式１を用いて制御器１２が算出する。
Ｗ＝Ａ×Ｓａ×Ｃｂ×Ｐｃ・・・・・・・・・・（１）
なお、Ａ，ａ，ｂ，ｃは特徴量とWISとの関係から求まる定数である
マーク信号の非対称性を表す量Sは図５のマーク信号の「右側処理領域Ｒｗ（以下、右ウインドウ）」と「左側処理領域Ｌｗ（以下、左ウインドウ）」に対して式２で定義する。
Ｓ＝（Ｒｗ内σ−Ｌｗ内σ）／（Ｒｗ内σ＋Ｌｗ内σ）・・・・（２）ここでσは標準偏差である。
Ｗ＝Ａ×Ｓａ×Ｃｂ×Ｐｃ・・・・・・・・・・（１）
なお、Ａ，ａ，ｂ，ｃは特徴量とWISとの関係から求まる定数である
マーク信号の非対称性を表す量Sは図５のマーク信号の「右側処理領域Ｒｗ（以下、右ウインドウ）」と「左側処理領域Ｌｗ（以下、左ウインドウ）」に対して式２で定義する。
Ｓ＝（Ｒｗ内σ−Ｌｗ内σ）／（Ｒｗ内σ＋Ｌｗ内σ）・・・・（２）ここでσは標準偏差である。
マーク信号のコントラストを表す量Ｃは図６のマーク信号の右ウインドウＲｗと左ウインドウＬｗに対して式３で定義する。
Ｃ＝（Ｒｗ内コントラスト＋Ｌｗ内コントラスト）／２・・・・（３）ｗ内コントラスト＝（ｗ内最大値−ｗ内最小値）／（ｗ内最大値＋ｗ内最小値）
マーク信号の形状を表す量Pは図７のマーク信号の右ウインドウＲｗと左ウインドウＬｗに対して式４で定義する。
Ｐ＝｛（Ｌｗ右端値＋Ｒｗ左端値）−（Ｌｗ左端値＋Ｒｗ右端値）｝／ ｛（Ｌｗ右端値＋Ｒｗ左端値）＋（Ｌｗ左端値＋Ｒｗ右端値）｝・・・・・・・・・・・・・・（４）
特徴量WとWISに相関があることは、実際にWISが発生している基板を使用した実験によって確認できており、例えば図８のような相関関係となる。つまり特徴量Ｗを求めることで「マーク信号がどの程度WISを発生させ得るか（以下、WISに対する影響度We）」を知ることが可能となる。Ｓ１０５で、制御器１２の処理部１２ｂは、Ｓ１０４で算出した特徴量Ｗが計算部１２ａによる計算におけるマーク１１の位置ずれに及ぼす影響度Ｗｅを特徴寮Ｗに応じて式５を用いて算出する。ここで用いる変換係数Eは、特徴量ＷとＷＩＳに対する影響度Ｗｅとの関係を表す係数であって、図８の近似直線の傾きに相当する。
Ｗｅ＝Ｅ×Ｗ・・・・・・・（５）
Ｓ１０６で、処理部１２ｂは、Ｓ１０４で算出したWIS影響度Weを使って、式６により、検出したマーク位置データｘを補正する。
Ｘ＝ｘ−Ｗｅ・・・・・・・（６）
ただし、Ｘは補正後のマーク位置データ、ｘは補正前のマーク位置データである。
Ｃ＝（Ｒｗ内コントラスト＋Ｌｗ内コントラスト）／２・・・・（３）ｗ内コントラスト＝（ｗ内最大値−ｗ内最小値）／（ｗ内最大値＋ｗ内最小値）
マーク信号の形状を表す量Pは図７のマーク信号の右ウインドウＲｗと左ウインドウＬｗに対して式４で定義する。
Ｐ＝｛（Ｌｗ右端値＋Ｒｗ左端値）−（Ｌｗ左端値＋Ｒｗ右端値）｝／ ｛（Ｌｗ右端値＋Ｒｗ左端値）＋（Ｌｗ左端値＋Ｒｗ右端値）｝・・・・・・・・・・・・・・（４）
特徴量WとWISに相関があることは、実際にWISが発生している基板を使用した実験によって確認できており、例えば図８のような相関関係となる。つまり特徴量Ｗを求めることで「マーク信号がどの程度WISを発生させ得るか（以下、WISに対する影響度We）」を知ることが可能となる。Ｓ１０５で、制御器１２の処理部１２ｂは、Ｓ１０４で算出した特徴量Ｗが計算部１２ａによる計算におけるマーク１１の位置ずれに及ぼす影響度Ｗｅを特徴寮Ｗに応じて式５を用いて算出する。ここで用いる変換係数Eは、特徴量ＷとＷＩＳに対する影響度Ｗｅとの関係を表す係数であって、図８の近似直線の傾きに相当する。
Ｗｅ＝Ｅ×Ｗ・・・・・・・（５）
Ｓ１０６で、処理部１２ｂは、Ｓ１０４で算出したWIS影響度Weを使って、式６により、検出したマーク位置データｘを補正する。
Ｘ＝ｘ−Ｗｅ・・・・・・・（６）
ただし、Ｘは補正後のマーク位置データ、ｘは補正前のマーク位置データである。
次に、「基板上の全ショット内から選択した数ショット（以下、サンプルショット）」に対して、S１０２〜S１０６を繰り返しながら、制御器１２は、各サンプルショットのマーク位置データと特徴量Ｗを順次算出し、マーク位置データを補正していく。
S１０８で、処理部１２ｂは、各サンプルショットの補正されたマーク位置データを統計計算して全ショット配列の補正値を算出するグローバルアライメントを実施する。全ショット配列の補正値は、基板４の位置ずれを表すパラメータである。グローバルアライメントの詳細については特開昭６３−２３２３２１号公報で提案されており、以下グローバルアライメントの計算方法のみ簡単に説明する。
基板のずれ量は、X方向のシフトSxと、Y方向のシフトSyと、X軸に対する回転θxと、Y軸に対する回転θyと、X方向の倍率Bxと、Y方向の倍率Byのパラメータで記述できる。各サンプルショットの計測値Aiは、計測ショット番号をIとすると、式７によって決定される。
各サンプルショットのマーク設計位置の座標Diは、式８によって決定される。
グローバルアライメントでは、先に示した基板の位置ずれを表す６つのパラメータ（Sx, Sy, θx, θy, Bx, By）を用いて、以下の１次座標変換D´iを行う。D´iは式９によって決定される。
式ではθx,θyは微小量であるためcosθ=１,sinθ=θを用いた。またBx≒１,By≒１のため、θx*Bx=θx, θy*By=θy等の近似を用いた。
図９のWで示す位置に基板上のマークがあり、設計上の位置であるMの位置からAiだけずれており、座標変換D´iを行うと基板上のマークの位置ずれは「Ri（以下、補正残差Ri）」となる。ここで、図９は座標変換D´iと補正残差Riを示す概略図である。補正残差Riは式１０によって決定される。
Ｒｉ＝（Ｄｉ＋Ａｉ）−Ｄ’ｉ・・・（１０）
グローバルアライメントでは各サンプルショットでの補正残差Riが最小になるように最小二乗法を適用している。すなわち、補正残差Riの平均二乗和Ｖを最小とする（Sx, Sy, θx,θy, Bx, By）を算出する。Vは式１１および式１２により決定される。
Ｒｉ＝（Ｄｉ＋Ａｉ）−Ｄ’ｉ・・・（１０）
グローバルアライメントでは各サンプルショットでの補正残差Riが最小になるように最小二乗法を適用している。すなわち、補正残差Riの平均二乗和Ｖを最小とする（Sx, Sy, θx,θy, Bx, By）を算出する。Vは式１１および式１２により決定される。
式１１および式１２に、各サンプルショットでの計測されたマークの位置データ（xi,yi）と設計上の位置データ（Xi,Yi）とを代入すると（Sx, Sy,θx, θy, Bx, By）が求められる。以上でグローバルアライメントによる全ショット配列の補正値算出は終了する。
Ｓ１０９で、制御器１２の位置決め制御部１２ｃは、Ｓ１０８で算出された６つのパラメータSx, Sy,θx, θy, Bx, Byを用いて補正された基板４の位置情報に基づいて基板４が位置決めされるように基板ステージ６を制御する。本実施形態のアライメント工程を用いることで、アライメントパラメータを最適化することなく、WISの影響を除去することが可能となり、高精度なアライメントが実現できる。なお、本実施形態のマーク１１は図３の形に限定されるものではない。また、WISに対する影響度を算出するための変換係数Eは、予め定められた一定の係数であっても、デバイス製造工程やアライメント方法によって異なる係数であっても良い。
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、まずＷＩＳに対する影響度Ｗｅでマーク位置データを補正し、この補正された各マーク位置データを統計演算してショット配列補正値を算出した。第２の実施形態では、補正を行う前の各マーク位置データを統計演算してショット配列補正値を算出するとともに、各マークのＷＩＳに対する影響度Ｗｅを統計演算してショット配列補正値のＷＩＳに対する影響度を算出する。そして、ショット配列補正値のWISに対する影響度を用いてショット配列補正値を補正する。ショット配列補正値は、基板４の位置ずれを表すパラメータである。また、ショット配列補正値のＷＩＳに対する影響度は、特徴量Ｗが基板４の位置ずれを表すパラメータに及ぼす影響度である。
第１の実施形態では、まずＷＩＳに対する影響度Ｗｅでマーク位置データを補正し、この補正された各マーク位置データを統計演算してショット配列補正値を算出した。第２の実施形態では、補正を行う前の各マーク位置データを統計演算してショット配列補正値を算出するとともに、各マークのＷＩＳに対する影響度Ｗｅを統計演算してショット配列補正値のＷＩＳに対する影響度を算出する。そして、ショット配列補正値のWISに対する影響度を用いてショット配列補正値を補正する。ショット配列補正値は、基板４の位置ずれを表すパラメータである。また、ショット配列補正値のＷＩＳに対する影響度は、特徴量Ｗが基板４の位置ずれを表すパラメータに及ぼす影響度である。
アライメント工程を除く、装置全体の構成及び装置全体の動作は第１の実施形態と同じである。そこで、本実施形態のアライメント工程についてのみ、図１１のフローチャートを使って説明する。
基板４の搬入からマーク１１のWISに対する影響度Ｗｅを算出するまでのS２０１〜S２０５は、S１０１〜S１０５と同様である。
基板上の各サンプルショットに対して、S２０２〜S２０５を繰り返しながら、制御器１２は、各サンプルショットのマーク位置データと特徴量Ｗを順次算出していく。Ｓ２０７で、制御器１２の処理部１２ｂは、Ｓ２０３で計算された各マーク位置データを統計演算してショット配列補正値を算出する。
Ｓ２０８で、処理部１２ｂは、Ｓ２０５で算出された各マークのWISに対する影響度Ｗｅを統計演算して、「ショット配列補正値のWISに対する影響度(Wshot)」を算出する。ショット配列補正値のWISに対する影響度Wshotは、ステップS１０８のグローバルアライメントの式７を式１３に置き換えて、式８〜式１２まで同様の計算をすることで算出する。
Wexi,Weyiは各ショットのWISに対する影響度であり、算出したショット配列補正値のWISに対する影響度Wshotは(WeSx, WeSy, Weθx, Weθy, WeBx, WeBy)となる。これにより、WISに対する影響度をデバイス製造現場で問題となる誤差成分と共通の形に変換することができる。そして、S２０９において、処理部１２ｂは、デバイス製造現場で問題となっており補正すべきショット配列補正値の成分を設定する。
Ｓ２１０において、処理部１２ｂは、下記の式１４を用いて、Ｓ２０７で算出したショット配列補正値をＳ２０８で算出したショット配列補正値のWISに対する影響度Wshotで補正する。
ＳＸ＝Ｓｘ−ＷｅＳｘ
Ｓｙ＝Ｓｙ−ＷｅＳｙ
θX＝θｘ−Weθｘ
θY＝θｙ−Weθｙ
ＢＸ＝Ｂｘ−ＷｅＢｘ
ＢＹ＝Ｂｙ−ＷｅＢｙ・・・・（１４）
ここで、ＳＸ，ＳＹ，θX，θY，ＢＸ，ＢＹは補正後のショット配列補正値である。
ＳＸ＝Ｓｘ−ＷｅＳｘ
Ｓｙ＝Ｓｙ−ＷｅＳｙ
θX＝θｘ−Weθｘ
θY＝θｙ−Weθｙ
ＢＸ＝Ｂｘ−ＷｅＢｘ
ＢＹ＝Ｂｙ−ＷｅＢｙ・・・・（１４）
ここで、ＳＸ，ＳＹ，θX，θY，ＢＸ，ＢＹは補正後のショット配列補正値である。
Ｓ２０９においてデバイス製造現場で問題となっているショット配列補正値の成分として例えばシフト成分のみを設定した場合、Ｓ２１０において、処理部１２ｂは、式１４の中のＳＸ及びＳＹのみを算出する。すなわち、本実施形態のアライメント工程では、特定のショット配列成分のWISのみを補正することが可能となり、問題となっていない他成分へ影響を与えること無く、高精度なアライメントが実現できる。
Ｓ２１１で、制御器１２の位置決め制御部１２ｃは、Ｓ２１０で補正されたパラメータ、例えばSx, Syのみを用いて補正された基板４の位置情報に基づいて基板４が位置決めされるように基板ステージ６を制御する。
［デバイス製造の実施形態］
次に、図１２及び図１３を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
次に、図１２及び図１３を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では設計した回路パターンに基づいてレチクル（原版又はマスクともいう）を製作する。ステップ３（基板製造）ではシリコン等の材料を用いて基板（ウエハともいう）を製造する。ステップ４（基板プロセス）は前工程と呼ばれ、レチクルと基板を用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用して基板上に実際の回路を形成する。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基板を用いて半導体チップ化する工程である。ステップ４は、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）等の組み立て工程を含む。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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
図１３は、ステップ４の基板プロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、基板の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、基板の表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、基板にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、基板に感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置を用い、レチクルの回路パターンを介して基板を露光する。ステップ１７（現像）では、露光した基板を現像する。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うことによって基板上に多重に回路パターンが形成される。
１：露光装置、２：レチクル、３：投影光学系、４：基板、５：基板チャック、６：基板ステージ、７：アライメント検出光学系（検出器）、８：光源、９ａ，９ｂ：ビームスプリッタ、１０ａ，１０ｂ：レンズ、１１：アライメントマーク、１２：制御器、１２ａ：計算部、１２ｂ：処理部、１２ｃ：位置決め制御部、１４ａ，１４ｂ：ＣＣＤセンサ、２０：短冊型アライメントマーク、２１：レジスト、２２：マーク信号、
Claims (6)
- 物体の上に形成されたマークを用いて前記物体を位置決めする位置決め装置であって、
前記マークの信号を検出する検出器と、
制御器とを備え、
前記制御器は、
前記検出器によって検出されたマーク信号に基づいて前記マークの位置データを計算する計算部と、
前記検出器によって検出されたマーク信号と前記計算部によって計算されたマークの位置データとに基づいて、前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出する処理部と、
前記処理部によって算出されたパラメータを用いて補正された前記物体の位置情報に基づいて前記物体の位置決めを制御する位置決め制御部と、
を含み、
前記処理部は、
前記マーク信号の非対称性を表す量、前記マーク信号のコントラストを表す量及び前記マーク信号の形状を表す量を含む特徴量を算出し、
前記算出した特徴量に基づいて、前記特徴量が前記計算部による計算におけるマークの位置ずれに及ぼす影響度を算出し、
前記算出した影響度に基づいて前記計算されたマークの位置データを補正し、
前記補正されたマークの位置データを統計演算して前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出する、
ことを特徴とする位置決め装置。 - 前記処理部は、前記特徴量と前記影響度との関係を表す係数を用いて、前記算出した特徴量に応じたマークの位置ずれ量を算出し、前記算出した位置ずれ量で前記計算されたマークの位置データを補正することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
- 物体の上に形成されたマークを用いて前記物体を位置決めする位置決め装置であって、
前記マークの信号を検出する検出器と、
制御器とを備え、
前記制御器は、
前記検出器により検出されたマーク信号に基づいてマークの位置データを計算する計算部と、
前記検出器により検出されたマーク信号と前記計算されたマークの位置データとに基づいて、前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出する処理部と、
前記物体の位置決めを制御する位置決め制御部と、
を含み、
前記処理部は、
前記マーク信号の非対称性を表す量、前記マーク信号のコントラストを表す量及び前記マーク信号の形状を表す量を含む特徴量を算出し、
前記算出した特徴量に基づいて、前記特徴量が前記計算部による計算におけるマークの位置ずれに及ぼす影響度を算出し、
前記計算部により計算されたマークの位置データを統計演算して前記物体の位置ずれを表すパラメータを算出し、
前記算出した影響度を統計演算して前記特徴量が前記物体の位置ずれを表すパラメータに及ぼす影響度を算出し、
前記算出したパラメータに及ぼす影響度を用いて前記算出したパラメータを補正し、
前記位置決め制御部は、
前記処理部によって補正されたパラメータを用いて補正された前記物体の位置情報に基づいて前記物体の位置決めを制御する、
ことを特徴とする位置決め装置。 - 前記特徴量は、前記マーク信号の非対称性を表す量、前記マーク信号のコントラストを表す量及び前記マーク信号の形状を表す量の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
- 基板を露光する露光装置であって、
該基板を保持し、かつ移動する基板ステージと、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の位置決め装置と、を備え、
前記位置決め制御部は、前記物体としての前記基板を位置決めするように前記基板ステージを制御することを特徴とする露光装置。 - 請求項５に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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| KR1020090005696A KR20090082139A (ko) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | 위치결정 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 |
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| JP2008014174A JP2009176958A (ja) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | 位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
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2009
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