JP2011066323A - Method for correction of exposure treatment - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、マスクに形成されたパターンを半導体基板に投影露光する露光処理の補正方法に関する。 The present invention relates to an exposure processing correction method for projecting and exposing a pattern formed on a mask onto a semiconductor substrate.
半導体製造プロセスのリソグラフィー工程で用いられる露光装置では、原版(マスク)と被転写基板(半導体基板(ウェハ))とのアライメントを行う。 In an exposure apparatus used in a lithography process of a semiconductor manufacturing process, an original plate (mask) and a transfer substrate (semiconductor substrate (wafer)) are aligned.
このアライメントは、該被転写基板の下地に対して露光ショット毎にアライメントを行うダイバイダイ方式と、代表ショットでアライメントを実行するグローバルアライメント方式との2種類に大きく分けられる。 This alignment can be broadly divided into two types: a die-by-die method in which alignment is performed for each exposure shot with respect to the background of the substrate to be transferred, and a global alignment method in which alignment is performed with a representative shot.
ダイバイダイ方式では、ウェハ外周において下地マークが形成されていないショットにアライメントすることが不可能であった。 In the die-by-die method, it is impossible to align with a shot in which a base mark is not formed on the outer periphery of the wafer.
また、グローバルアライメント方式では、重ね合わせ精度向上のための合わせずれ補正式の高次化に伴い、ウェハ外周における高次補正残渣による合わせずれへの影響が見逃せなくなってきている(例えば、特許文献1参照。)。 Further, in the global alignment method, with the higher order of the misalignment correction formula for improving overlay accuracy, the influence of misalignment on the wafer outer periphery due to the higher order correction residue cannot be overlooked (for example, Patent Document 1). reference.).
本発明は、リソグラフィー工程の重ね合わせ精度の向上を図ることが可能な露光処理の補正方法を提供する。 The present invention provides an exposure processing correction method capable of improving the overlay accuracy of a lithography process.
本発明の一態様に係る実施例に従った補正方法は、
マスクに形成されたパターンを半導体基板に投影露光する露光処理の補正方法であって、
前記半導体基板の面内の中心近傍の第1の領域の計測点の座標における、計測用投影露光により投影されたパターンの基準位置からの合わせずれ量を、計測し、
前記合わせずれ量および前記計測点の座標に基づいて、前記第1の領域の前記計測用投影露光の合わせずれ算出値を算出し、
前記合わせずれ算出値および前記第1の領域の座標に基づいて、第1の補正式により第1の補正値を算出し、この第1の補正値に応じて、前記第1の領域の前記投影露光における合わせずれを補正し、
前記合わせずれ算出値および前記第1の領域よりも前記半導体基板の外周側の第2の領域の座標に基づいて、前記第1の補正式と異なる第2の補正式により第2の補正値を算出し、この第2の補正値に基づいて、前記第2の領域の前記投影露光における合わせずれを補正することを特徴とする。
A correction method according to an embodiment according to an aspect of the present invention includes:
A method for correcting an exposure process for projecting and exposing a pattern formed on a mask onto a semiconductor substrate,
Measuring the amount of misalignment from the reference position of the pattern projected by the measurement projection exposure in the coordinates of the measurement point of the first region in the vicinity of the center in the plane of the semiconductor substrate;
Based on the misalignment amount and the coordinates of the measurement point, calculate a misalignment calculation value of the measurement projection exposure of the first region,
Based on the misalignment calculation value and the coordinates of the first region, a first correction value is calculated by a first correction formula, and the projection of the first region is calculated according to the first correction value. Correct misalignment in exposure,
Based on the calculated misalignment value and the coordinates of the second region on the outer periphery side of the semiconductor substrate with respect to the first region, the second correction value is obtained by a second correction equation different from the first correction equation. The misalignment in the projection exposure of the second area is corrected based on the calculated second correction value.
本発明の他の態様に係る実施例に従った補正方法は、
マスクに形成されたパターンを半導体基板に投影露光する露光処理の補正方法であって、
前記半導体基板の面内の中心近傍の第1の領域の計測点の座標における、計測用投影露光により投影されたパターンの基準位置からの合わせずれ量を、計測し、
前記合わせずれ量および前記計測点の座標に基づいて、前記第1の領域の前記計測用投影露光の合わせずれ算出値を算出し、
前記合わせずれ算出値に応じて、前記第1の領域の前記投影露光における合わせずれを補正し、
前記合わせずれ算出値および前記第1の領域よりも前記半導体基板の外周側の第2の領域の座標に基づいて、補正式によりにより補正値を算出し、この補正値に基づいて、前記第2の領域の前記投影露光における合わせずれを補正することを特徴とする。
A correction method according to an embodiment according to another aspect of the present invention includes:
A method for correcting an exposure process for projecting and exposing a pattern formed on a mask onto a semiconductor substrate,
Measuring the amount of misalignment from the reference position of the pattern projected by the measurement projection exposure in the coordinates of the measurement point of the first region in the vicinity of the center in the plane of the semiconductor substrate;
Based on the misalignment amount and the coordinates of the measurement point, calculate a misalignment calculation value of the measurement projection exposure of the first region,
According to the misalignment calculation value, correct misalignment in the projection exposure of the first region,
Based on the calculated misalignment value and the coordinates of the second region on the outer periphery side of the semiconductor substrate relative to the first region, a correction value is calculated by a correction formula, and the second value is calculated based on the correction value. The misalignment in the projection exposure of the area is corrected.
本発明の露光処理の補正方法によれば、リソグラフィー工程の重ね合わせ精度の向上を図ることができる。 According to the exposure processing correction method of the present invention, it is possible to improve the overlay accuracy in the lithography process.
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一態様である実施例1に係る露光システム1の構成の一例を示すブロック図である。本実施例では、例えば、同一の製品を製造するために、例えば20枚程度の半導体基板(ウェハ)をまとめて一群にした所謂ロットを基本構成単位として、露光システム1を運用する。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an
以下で説明する「アライメント」とは露光装置に内蔵されたアライメントスコープにより投影露光により投影された下地計測用パターンを計測し、基準位置からのずれ量を算出し、露光装置内演算部で補正量を算出し、この補正値で露光処理を実行することである。 The “alignment” described below measures the background measurement pattern projected by projection exposure using the alignment scope built in the exposure apparatus, calculates the amount of deviation from the reference position, and the correction amount in the calculation unit within the exposure apparatus And the exposure process is executed with this correction value.
また、「合わせずれ検査」とは合わせずれ検査装置の光学系により露光処理が完了した計測用パターンと下地計測用パターンの相対位置ずれ量を計測することである。露光処理が完了した計測用パターンと下地計測用パターンで構成されるパターン対を「合わせずれ検査マーク(アライメントマーク)」と呼ぶことにする。 Further, “alignment inspection” is to measure the relative displacement between the measurement pattern and the background measurement pattern for which the exposure processing has been completed by the optical system of the misalignment inspection apparatus. A pattern pair composed of the measurement pattern and the background measurement pattern for which the exposure process has been completed is referred to as an “alignment inspection mark (alignment mark)”.
合わせずれ検査結果から露光時の補正値を算出し、本体ロットまたは次に流品するロットへ補正値を入力することにより、本体ロットもしくは次に流品するロットの重ね合わせ精度を向上させることができる。 By calculating the correction value at the time of exposure from the misalignment inspection result and inputting the correction value to the main lot or the next lot to be refined, the overlay accuracy of the main lot or the next lot can be improved. it can.
図1に示すように、露光システム1は、システム制御部10と、データサーバ13と、ロット保管庫16と、露光装置群17と、合わせずれ検査装置群19と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
露光装置群17は、複数の露光装置18a、18b、18cを含む。
The
合わせずれ検査装置群19は、2つの合わせずれ検査装置20a、20bを含む。
The misalignment
データサーバ13は、製品ロットの製造工程、履歴等の情報、及び露光装置18a、18b、18cに入力した合わせずれ補正値等の情報を管理するロット履歴データベース15と、合わせずれ検査装置20a、20bで計測された製品ロットの合わせずれ量及び重ね合わせ検査での計測点座標等の情報を管理するロット検査データベース14と、を有する。
The
また、システム制御部10は、演算部11と、データ受け渡し部12と、を有する。
In addition, the
データ受け渡し部12は、露光装置群17の露光装置18a〜18c、合わせずれ検査装置群19の合わせずれ検査装置20a、20b、データサーバ13、および、システム制御部10の演算部11に対して、データの受け渡しをする。
The
また、演算部11は、過去のロットデータ若しくはロットを構成する各半導体基板に対するデータに基づき、合わせずれ量および計測点座標(x,y)に基づいて合わせずれ算出値(パラメータk)を算出する。
The
さらに、演算部11は、得られた合わせずれ算出値(パラメータk)に基づいて、本ロットに対する露光処理18a、18b、18cの補正値等を設定し、さらに、露光装置18a、18b、18c、合わせずれ検査装置20a、20b、データサーバ、および、データ受け渡し部12に対する指示等をする。
Further, based on the obtained misalignment calculation value (parameter k), the
次に、以上のような構成を有する露光システム1の露光手順の一例について説明する。
Next, an example of an exposure procedure of the
図2は、図1に示す露光システム1の露光手順の一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of an exposure procedure of the
図2に示すように、先ず、露光工程に入る本ロットについて、そのロット情報を認識する(ステップS1)。例えば、バーコードリーダ等により、ロット内の半導体基板がまとめて保管されている所謂ロット箱のロットID番号を読み取る。 As shown in FIG. 2, first, the lot information of the main lot entering the exposure process is recognized (step S1). For example, a lot ID number of a so-called lot box in which semiconductor substrates in a lot are stored together is read by a bar code reader or the like.
読み取られたロットID番号は、データ受け渡し部12を介して演算部11に送られる。そして、演算部11からの指示により、このID番号を参照し、ロット履歴データベース15から以下の既存データを検索する(ステップS2)。この既存データには、製品名、工程名、下地を露光した際の露光装置、露光条件、および、露光日時、後述の合わせずれ検査データ等が含まれる。例えば、同一製品で同一工程を有し、かつ、本露光処理に用いられた露光装置が同一であるロットに関し、合わせずれ検査データを検索する。
The read lot ID number is sent to the
上記検索により該当したロットの既存データから該当ロットの合わせずれ量、計測点座標等を、例えば、該当したすべてのロットに関して、演算部10へ読み出す。
The amount of misalignment of the corresponding lot, the measurement point coordinates, and the like are read out from the existing data of the corresponding lot by the search to the
次に、演算部10は、読み出された合わせずれ量および計測点座標に基づいて、該第1の領域の合わせずれ検査ショットの合わせずれ算出値(パラメータk)を算出する(ステップS3)。なお、この計測された合わせずれ検査データから算出された補正値は、後述のように、これから露光処理する本ロットに対して先行して露光処理された先行ロットから計測されたデータである(ステップS4、S5)。
Next, the
ここで、露光処理の重ね合わせ精度を向上するためには、露光処理でのアライメント計測ショットの数または合わせずれ検査ショットを増やすことが有効である。特に、露光処理でのアライメントに関しては、アライメント計測時間により露光装置のスループットを低下しないように、アライメント計測ショットの数を設定する必要がある。 Here, in order to improve the overlay accuracy of the exposure process, it is effective to increase the number of alignment measurement shots or the misalignment inspection shots in the exposure process. In particular, regarding the alignment in the exposure process, it is necessary to set the number of alignment measurement shots so that the throughput of the exposure apparatus is not reduced by the alignment measurement time.
以下、本実施例1においては、既述のグローバルアライメント方式を適用した例に用いて説明する。 Hereinafter, the first embodiment will be described using an example to which the above-described global alignment method is applied.
図3は、半導体基板(ウェハ)のウェハ座標系とアライメント計測もしくは合わせずれ検査ショットのショット座標系を示すウェハの模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram of a wafer showing a wafer coordinate system of a semiconductor substrate (wafer) and a shot coordinate system of alignment measurement or misalignment inspection shots.
図3に示すように、ウェハ上任意の露光ショットにおいて、ウェハ座標系におけるショットの中心座標であるショット中心座標を(X,Y)とする。また、露光ショット内座標系における露光ショット内の計測点座標を(x,y)とする。また、アライメント計測点における合わせずれ量を(dx,dy)とする。 As shown in FIG. 3, in an arbitrary exposure shot on the wafer, the shot center coordinate which is the center coordinate of the shot in the wafer coordinate system is set to (X, Y). In addition, the measurement point coordinate in the exposure shot in the exposure shot coordinate system is (x, y). The misalignment amount at the alignment measurement point is (dx, dy).
ステップS6での露光処理前には、半導体基板の下地に対するアライメントを行う。半導体基板の下地に転写されたアライメントマークを露光装置18a、18b、18c内に内蔵されているアライメントスコープにより計測する。これにより、合わせ先である下地パターンの計測点の計測点座標(x,y)における基準位置からの合わせずれ量(dx,dy)を計測する。この合わせずれ量が、投影露光により半導体基板に転写されるパターンの所定の位置からのずれに相当する。
Before the exposure process in step S6, alignment with respect to the base of the semiconductor substrate is performed. The alignment mark transferred to the base of the semiconductor substrate is measured by an alignment scope built in the
ここで、半導体基板(ウェハ)の面内の領域を、後述のように、中心近傍の第1の領域と、この第1の領域よりも外周側の第2の領域と、に区分けする。なお、後述のように、第1の領域を投影露光の基準位置からの合わせずれ量を計測できる領域とし、第2の領域を投影露光の基準位置からの合わせずれ量を計測できない領域とする。 Here, the region in the plane of the semiconductor substrate (wafer) is divided into a first region near the center and a second region on the outer peripheral side of the first region, as will be described later. As will be described later, the first area is an area where the misalignment amount from the reference position for projection exposure can be measured, and the second area is an area where the misalignment amount from the reference position for projection exposure cannot be measured.
そして、不図示の露光装置内演算部は、以下に示す式(1)を用いて、合わせずれ量(dx,dy)および計測点の計測点座標(x,y)に基づいて、該第1の領域のアライメント計測ショットの合わせずれ算出値(パラメータk)を算出する。 Then, the in-exposure-apparatus calculation unit (not shown) uses the following equation (1), based on the misalignment amount (dx, dy) and the measurement point coordinates (x, y) of the measurement point, The misalignment calculation value (parameter k) of the alignment measurement shot in the area is calculated.
不図示の露光装置内演算部は、各アライメント計測のショットに対して式(1)の残渣αx、αyが最小になるように、パラメータkを、算出する。すなわち、合わせずれ検査装置で計測した実際の合わせずれ量を、例えば、シフト成分、ウェハ倍率成分、ウェハ回転成分、ショット倍率成分、ショット回転成分等で最小2乗フィッティングするする。 A not-shown in-exposure-apparatus calculation unit calculates the parameter k so that the residues α x and α y in Equation (1) are minimized for each alignment measurement shot. In other words, the actual misalignment amount measured by the misalignment inspection apparatus is subjected to least square fitting using, for example, a shift component, a wafer magnification component, a wafer rotation component, a shot magnification component, a shot rotation component, and the like.
露光ショット内でアライメントマーク対が1対の場合は、式(1)の解を得ることができない。しかし、アライメントマーク対が3対以上ある場合は、式(1)の解を得ることができる。
この式(1)により求められるパラメータk1、k2は、シフト成分である。また、パラメータk3、k4は、露光ショットのショット倍率成分である。また、パラメータk5、k6は、露光ショットのショット回転成分である。なお、露光ショット内でアライメントマーク対が1対の場合はパラメータk1、k2のみが求まることになる。 The parameters k 1 and k 2 obtained by this equation (1) are shift components. Parameters k 3 and k 4 are shot magnification components of the exposure shot. Parameters k 5 and k 6 are shot rotation components of the exposure shot. If there is only one alignment mark pair in the exposure shot, only the parameters k 1 and k 2 are obtained.
そして、演算部11は、各アライメント計測ショットにより求めたパラメータk1〜k6とウェハ座標系におけるショット中心座標(X,Y)を式(2)に入力し、残渣α1〜α6が最小になるようなパラメータP1mn〜P6mn(補正値)を算出する(ステップS4)。
なお、本実施例1では、式(1)は、ショット内座標系(x,y)の1次式である場合を示した。しかし、アライメント計測ショット内の計測点を6点以上にした場合は、2次以上の(1)式で近似することが可能である。なお、式(1)が2次式の場合、k1〜k12までで近似するため、式(2)のパラメータkを表す式を12個に増やす必要がある。 In the first embodiment, Equation (1) is a linear equation of the in-shot coordinate system (x, y). However, when the number of measurement points in the alignment measurement shot is 6 or more, it can be approximated by the second-order or higher expression (1). Incidentally, if the expression (1) is quadratic, for approximating up to k 1 to k 12, it is necessary to increase the expression representing the parameter k of the formula (2) to 12.
上記のように、式(2)は、ショット中心座標(X,Y)の関数である。この式(2)における「m+n」がXY関数の次数に相当する。この次数が高次になるほどアライメント補正値のフィッティング精度は向上する。 As described above, Expression (2) is a function of shot center coordinates (X, Y). “M + n” in the equation (2) corresponds to the order of the XY function. The higher the order, the better the accuracy of alignment correction value fitting.
しかし、XY関数は、X、Yの値が大きくなれば大きくなるほど合わせずれ量に対する補正量が大きくなる。例えば、図4は、ウェハ面内座標と露光処理の合わせずれ量との関係の一例を示す図である。なお、図4において、ウェハ面内座標が0mmの点は、ウェハ(半導体基板)の中心を示す。 However, in the XY function, as the values of X and Y increase, the correction amount for the misalignment amount increases. For example, FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the wafer in-plane coordinates and the exposure misalignment amount. In FIG. 4, the point whose wafer in-plane coordinate is 0 mm indicates the center of the wafer (semiconductor substrate).
図4に示すように、ウェハ外周部において、補正式による合わせずれ量と実際の(計測された)合わせずれ量との乖離が大きくなる可能性がある。 As shown in FIG. 4, there is a possibility that the difference between the misalignment amount based on the correction formula and the actual (measured) misalignment amount becomes large at the outer periphery of the wafer.
そこで、実施例1では、ウェハ面内の領域を2つ以上の領域に区分けし、区分けした領域各々でXY関数の次数を変えて、補正値を計算する。既述のように、実施例1では、ウェハ面内の領域を、中心近傍の第1の領域と、この第1の領域よりも外周側の第2の領域と、に区分けする。 Therefore, in the first embodiment, the region in the wafer surface is divided into two or more regions, and the correction value is calculated by changing the order of the XY function in each of the divided regions. As described above, in the first embodiment, the region in the wafer plane is divided into the first region near the center and the second region on the outer peripheral side of the first region.
図5は、ウェハ面内におけるアライメント検出可能ショットと検出不可能ショットの一例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an alignment detectable shot and a non-detectable shot in the wafer surface.
図5において、その他の空白ショットはアライメント検出可能ショット(第1の領域:投影露光の基準位置からの合わせずれ量を計測できる領域)である。さらに、×印で示したショットがアライメント検出不可能ショット(第2の領域:投影露光の基準位置からの合わせずれ量を計測できない領域)である。 In FIG. 5, the other blank shots are alignment-detectable shots (first region: a region where the amount of misalignment from the projection exposure reference position can be measured). Furthermore, the shots indicated by crosses are shots where alignment cannot be detected (second region: a region where the amount of misalignment from the projection exposure reference position cannot be measured).
上記アライメント検出可能ショットに対しては、式(1)、(2)を用いてアライメント計測結果から補正値を算出する。 For the alignment detectable shot, a correction value is calculated from the alignment measurement result using equations (1) and (2).
例えば、アライメント検出可能ショットに対しては、アライメント検出可能ショットでの計測結果を、式(2)の「m+n」の上限を“5”に設定(すなわち、5次関数フィッテイング)し、アライメント検出可能ショットの領域で第1の補正値を算出する。 For example, for alignment-detectable shots, the upper limit of “m + n” in equation (2) is set to “5” (that is, quintic function fitting), and alignment detection is performed. The first correction value is calculated in the possible shot area.
すなわち、不図示の露光装置内演算部は、合わせずれ算出値および第1の領域の座標に基づいて、5次関数である式(2)(第1の補正式)により第1の補正値を算出する。 That is, the in-exposure-apparatus calculation unit (not shown) calculates the first correction value by the equation (2) (first correction equation) that is a quintic function based on the misalignment calculation value and the coordinates of the first region. calculate.
一方、アライメント検出不可能ショットに対しては、アライメント検出可能ショットでの計測結果を、例えば、式(2)の「m+n」の上限を“3”に設定(すなわち、3次関数フィッテイング)し、アライメント検出不可能ショットの領域で第2の補正値を算出する。これにより、ウェハ外周で補正量が大きくなりすぎないような補正を行う。 On the other hand, for shots where alignment is not detectable, for example, the upper limit of “m + n” in equation (2) is set to “3” (ie cubic function fitting). Then, the second correction value is calculated in the region where the alignment cannot be detected. As a result, correction is performed so that the correction amount does not become too large on the outer periphery of the wafer.
すなわち、不図示の露光装置内演算部は、合わせずれ算出値および第2の領域の座標に基づいて、3次関数である式(2)(第1の補正式と異なる第2の補正式)により第2の補正値を算出する。 In other words, the in-exposure-apparatus calculation unit (not shown) has a cubic function (2) (second correction formula different from the first correction formula) based on the misalignment calculation value and the coordinates of the second region. To calculate the second correction value.
このように、上述のステップS6により、本実施例1においては、ウェハ面内の領域に応じて、式(2)の次数を変えて第1、第2の補正値を算出する。 As described above, in the first embodiment, the first and second correction values are calculated by changing the order of the expression (2) according to the region in the wafer surface by the above-described step S6.
そして、露光装置は、第1の補正値に応じて、第1の領域の前記投影露光における合わせずれを補正する。また、露光装置は、第2の補正値に基づいて、第2の領域の投影露光における合わせずれを補正する。 The exposure apparatus corrects misalignment in the projection exposure of the first region according to the first correction value. Further, the exposure apparatus corrects misalignment in the projection exposure of the second region based on the second correction value.
このように、補正値に基づいて、露光処理の合わせずれをウェハの領域に応じて補正する。これにより、ウェハ外周部においても、重ね合わせ精度を向上することができる。 Thus, the misalignment of the exposure process is corrected according to the area of the wafer based on the correction value. As a result, the overlay accuracy can be improved also at the outer peripheral portion of the wafer.
次に、本ロットに対して、上記補正が実行された露光処理をする。例えば、20枚程度の半導体基板を単位として構成された本ロットを露光装置に導入する。露光装置に導入された半導体基板は、1枚ずつ露光処理される。半導体基板への露光は、例えば、半導体基板内への1チップ或いは複数のチップを1つのショット単位として行われる。 Next, the exposure processing in which the above correction is performed is performed on the lot. For example, this lot configured with about 20 semiconductor substrates as a unit is introduced into the exposure apparatus. The semiconductor substrates introduced into the exposure apparatus are exposed one by one. The exposure to the semiconductor substrate is performed, for example, using one chip or a plurality of chips in the semiconductor substrate as one shot unit.
露光終了後、例えば、本ロットの中から半導体基板を抜き取り、その半導体基板を合わせずれ検査装置20a、20bに導入し、合わせずれ検査を実行する(ステップS7)。
After the exposure is completed, for example, the semiconductor substrate is extracted from the lot, and the semiconductor substrate is introduced into the
抜き出された半導体基板の下地に転写された合わせずれ検査マークを合わせずれ検査装置20a、20bにより計測する。これにより、合わせずれ検査の第1の領域の計測点の計測点座標(x,y)における基準位置からの合わせずれ量(dx,dy)を計測する。
The misalignment inspection mark transferred to the base of the extracted semiconductor substrate is measured by
次に、合わせずれ検査装置20a、20bは、得られた合わせずれ検査データを、データ受け渡し部12を介して演算部11に送信する。そして、演算部11は、得られた合わせずれ検査データを本ロットの所定の規格と比較し、該規格内か或いは該規格外かを判断する(ステップS8)。
Next, the
なお、該規格内か該規格外かに係わらず、得られた合わせずれ検査データは、ロット検査データベース14に格納する。例えば、該規格内のデータは、後続ロットの合わせずれ補正値を算出するのに用いるため、ロット検査データベース14の所定のファイルに保存される(ステップS10)。合わせずれ検査結果から補正値を算出する際には上記アライメントの補正値を求めたやり方と同様の方法で補正値算出を行ってもよい。
Regardless of whether it is within the standard or not, the obtained misalignment inspection data is stored in the
一方、該規格外のデータは、例えば、規格外の原因等を分析する際に用いるため、ロット検査データベース14の他のファイルに保存される(ステップS9)。
On the other hand, the non-standard data is stored in another file of the
以上のフローにより、実施例1に係る露光システム1の露光手順が終了する。
With the above flow, the exposure procedure of the
既述のように、本実施例では、半導体基板の面内の領域について、計測可能ショットと計測不可能ショットに応じた領域の区分を行った。しかし、実際の半導体基板には、ウェハチャックによる歪、CMPプロセスによる歪、熱工程による歪、拡散工程による歪等が発生する。このため、半導体基板に生じる歪みの要因に応じて、ウェハ面内の領域を、該第1の領域と、該第2の領域と、に区分けしてもよい。 As described above, in this embodiment, the region in the plane of the semiconductor substrate is divided into regions corresponding to the measurable shot and the non-measurable shot. However, in an actual semiconductor substrate, distortion due to a wafer chuck, distortion due to a CMP process, distortion due to a thermal process, distortion due to a diffusion process, and the like occur. For this reason, according to the factor of the distortion which arises in a semiconductor substrate, you may divide the area | region in a wafer surface into this 1st area | region and this 2nd area | region.
また、アライメント計測可能な領域内においても、上述の領域の区分けをしてもよい。 Further, the above-described area may be divided even in the area where alignment measurement is possible.
以上のように、本実施例に係る露光処理の補正方法によれば、リソグラフィー工程の重ね合わせ精度の向上を図ることができる。 As described above, according to the exposure processing correction method according to the present embodiment, it is possible to improve the overlay accuracy of the lithography process.
これにより、半導体チップの歩留まりを向上することができる。さらに、露光処理のやり直しを削減し、フォトレジスト塗布現像装置またはパターン形成装置の処理能力を向上することができる。すなわち、半導体装置の生産性を向上することができる。 Thereby, the yield of the semiconductor chip can be improved. Furthermore, it is possible to reduce re-exposure processing and improve the processing capability of the photoresist coating and developing apparatus or the pattern forming apparatus. That is, the productivity of the semiconductor device can be improved.
既述の実施例1においては、半導体基板の中心近傍の領域の露光処理に対してグローバルアライメント方式を適用した例について説明した。 In the above-described first embodiment, the example in which the global alignment method is applied to the exposure process in the region near the center of the semiconductor substrate has been described.
既述のように、重ね合わせ精度向上のためにはアライメントのサンプリングショットを増やすことが有効である。 As described above, it is effective to increase the number of sampling shots for alignment in order to improve the overlay accuracy.
そこで、本実施例2においては、半導体基板の中心近傍の領域の露光処理に対してダイバイダイ方式を適用した例について説明する。なお、本実施例2においても、図1に示す露光システム1を運用する場合について説明する。
In the second embodiment, an example in which the die-by-die method is applied to the exposure process in the region near the center of the semiconductor substrate will be described. In the second embodiment as well, a case where the
図2のステップS5までは、実施例1と同様にして、不図示の露光装置内演算部は、読み出された合わせずれ量および計測点座標に基づいて、該第1の領域のアライメント計測ショットの合わせずれ算出値(パラメータk)を算出する。ここで、実施例2においては、該第1の領域のアライメント計測ショット毎に合わせずれ算出値(パラメータk)を算出する。 Up to step S5 in FIG. 2, in the same manner as in the first embodiment, the in-exposure apparatus calculation unit (not shown) performs alignment measurement shots in the first area based on the read misalignment amount and measurement point coordinates. The misalignment calculation value (parameter k) is calculated. Here, in Example 2, a misalignment calculation value (parameter k) is calculated for each alignment measurement shot in the first region.
そして、ステップS6の露光装置でのアライメントにおいて、実施例1と同様に、アライメント検出不可能ショットに対しては、アライメント検出可能ショットでの計測結果を、例えば、式(2)の「m+n」の上限を“3”に設定(すなわち、3次関数フィッテイング)し、アライメント検出不可能ショットの領域で補正値を算出する。これにより、ウェハ外周で補正量が大きくなりすぎないような補正を行う。 Then, in the alignment in the exposure apparatus in step S6, as in the first embodiment, for the shot in which alignment is not detectable, the measurement result in the alignment detectable shot is expressed by, for example, “m + n” in Expression (2). The upper limit is set to “3” (that is, cubic function fitting), and the correction value is calculated in the region where the alignment cannot be detected. As a result, correction is performed so that the correction amount does not become too large on the outer periphery of the wafer.
すなわち、演算部11は、合わせずれ算出値および第2の領域の座標に基づいて、3次関数である式(2)(第1の補正式と異なる第2の補正式)により第2の補正値を算出する。
In other words, the
このように、上述のステップステップS6の露光装置でのアライメントにより、本実施例1においては、ウェハ面内の領域に応じて、式(2)の次数を変えて第1と第2の補正値を算出する。 As described above, according to the alignment in the exposure apparatus in step S6 described above, in the first embodiment, the first and second correction values are obtained by changing the order of Expression (2) according to the region in the wafer surface. Is calculated.
そして、露光装置は、合わせずれ算出値に応じて、第1の領域の前記投影露光における合わせずれを露光ショット毎に補正する。また、露光装置は、該補正値に基づいて、第2の領域の投影露光における合わせずれを補正する。 Then, the exposure apparatus corrects the misalignment in the projection exposure of the first region for each exposure shot in accordance with the misalignment calculation value. Further, the exposure apparatus corrects misalignment in the projection exposure of the second region based on the correction value.
以降の露光手順のフローは、実施例1と同様である。 The subsequent exposure procedure flow is the same as in the first embodiment.
既述のように、本実施例でも、半導体基板の面内の領域について、計測可能ショットと計測不可能ショットに応じた領域の区分を行った。しかし、実施例1と同様に、半導体基板に生じる歪みの要因に応じて、ウェハ面内の領域を、該第1の領域と、該第2の領域と、に区分けしてもよい。 As described above, also in this example, the region in the plane of the semiconductor substrate was divided into regions corresponding to the measurable shot and the non-measurable shot. However, as in the first embodiment, the region in the wafer surface may be divided into the first region and the second region according to the factor of the distortion generated in the semiconductor substrate.
また、アライメント計測可能な領域内においても、上述の領域の区分けをしてもよい。 Further, the above-described area may be divided even in the area where alignment measurement is possible.
ここで、図6は、ウェハ面内におけるアライメント検出可能ショットと検出不可能ショットの他の例を示す図である。また、図7は、ウェハ面内の分割領域と適用するアライメント方式との関係を示す図である。 Here, FIG. 6 is a diagram illustrating other examples of alignment detectable shots and non-detectable shots in the wafer plane. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the divided regions in the wafer surface and the alignment method to be applied.
例えば、図6に示すように、ウェハ面内を4分割(第1の領域:A、B、C、第2の領域:D)する。そして、図7に示すようにして、グローバルアライメント方式とダイバイダイ方式を組合せて、合わせずれ算出値、補正値を算出してもよい。 For example, as shown in FIG. 6, the wafer surface is divided into four (first area: A, B, C, second area: D). Then, as shown in FIG. 7, the misalignment calculation value and the correction value may be calculated by combining the global alignment method and the die-by-die method.
以上のように、本実施例に係る露光処理の補正方法によれば、リソグラフィー工程の重ね合わせ精度の向上を図ることができる。 As described above, according to the exposure processing correction method according to the present embodiment, it is possible to improve the overlay accuracy of the lithography process.
1 露光システム
10 システム制御部
11 演算部
12 データ受け渡し部
13 データサーバ
15 ロット履歴データベース
16 ロット保管庫
17 露光装置群
18a、18b、18c 露光装置
19 合わせずれ検査装置群
20a、20b 合わせずれ検査装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記半導体基板の面内の中心近傍の第1の領域の計測点の座標における、計測用投影露光により投影されたパターンの基準位置からの合わせずれ量を、計測し、
前記合わせずれ量および前記計測点の座標に基づいて、前記第1の領域の前記計測用投影露光の合わせずれ算出値を算出し、
前記合わせずれ算出値および前記第1の領域の座標に基づいて、第1の補正式により第1の補正値を算出し、この第1の補正値に応じて、前記第1の領域の前記投影露光における合わせずれを補正し、
前記合わせずれ算出値および前記第1の領域よりも前記半導体基板の外周側の第2の領域の座標に基づいて、前記第1の補正式と異なる第2の補正式により第2の補正値を算出し、この第2の補正値に基づいて、前記第2の領域の前記投影露光における合わせずれを補正する
ことを特徴とする露光処理の補正方法。 A method for correcting an exposure process for projecting and exposing a pattern formed on a mask onto a semiconductor substrate,
Measuring the amount of misalignment from the reference position of the pattern projected by the measurement projection exposure in the coordinates of the measurement point of the first region in the vicinity of the center in the plane of the semiconductor substrate;
Based on the misalignment amount and the coordinates of the measurement point, calculate a misalignment calculation value of the measurement projection exposure of the first region,
Based on the misalignment calculation value and the coordinates of the first region, a first correction value is calculated by a first correction formula, and the projection of the first region is calculated according to the first correction value. Correct misalignment in exposure,
Based on the calculated misalignment value and the coordinates of the second region on the outer peripheral side of the semiconductor substrate with respect to the first region, the second correction value is obtained by a second correction equation different from the first correction equation. An exposure processing correction method comprising: calculating and correcting misalignment in the projection exposure of the second region based on the second correction value.
前記半導体基板の面内の中心近傍の第1の領域の計測点の座標における、計測用投影露光により投影されたパターンの基準位置からの合わせずれ量を、計測し、
前記合わせずれ量および前記計測点の座標に基づいて、前記第1の領域の前記計測用投影露光の合わせずれ算出値を算出し、
前記合わせずれ算出値に応じて、前記第1の領域の前記投影露光における合わせずれを補正し、
前記合わせずれ算出値および前記第1の領域よりも前記半導体基板の外周側の第2の領域の座標に基づいて、補正式によりにより補正値を算出し、この補正値に基づいて、前記第2の領域の前記投影露光における合わせずれを補正する
ことを特徴とする露光処理の補正方法。 A method for correcting an exposure process for projecting and exposing a pattern formed on a mask onto a semiconductor substrate,
Measuring the amount of misalignment from the reference position of the pattern projected by the measurement projection exposure in the coordinates of the measurement point of the first region in the vicinity of the center in the plane of the semiconductor substrate;
Based on the misalignment amount and the coordinates of the measurement point, calculate a misalignment calculation value of the measurement projection exposure of the first region,
According to the misalignment calculation value, correct misalignment in the projection exposure of the first region,
Based on the calculated misalignment value and the coordinates of the second region on the outer periphery side of the semiconductor substrate relative to the first region, a correction value is calculated by a correction formula, and the second value is calculated based on the correction value. A correction method for an exposure process, wherein a misalignment in the projection exposure of the region is corrected.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の露光処理の補正方法。 3. The exposure processing according to claim 1, wherein the misalignment calculation value is an exposure shot shift component of the projection exposure, a shot magnification component of the exposure shot, and a shot rotation component of the exposure shot. Correction method.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の露光処理の補正方法。 In accordance with the cause of the distortion generated in the semiconductor substrate, the in-plane region of the semiconductor substrate is divided into a first region near the center and a second region on the outer peripheral side of the first region. The exposure processing correction method according to claim 1, wherein the exposure processing correction method is a correction method.
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