JP2587292B2 - Projection exposure equipment - Google Patents

Projection exposure equipment

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JP2587292B2
JP2587292B2 JP1093203A JP9320389A JP2587292B2 JP 2587292 B2 JP2587292 B2 JP 2587292B2 JP 1093203 A JP1093203 A JP 1093203A JP 9320389 A JP9320389 A JP 9320389A JP 2587292 B2 JP2587292 B2 JP 2587292B2
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体回路素子製造などに用いられる投影露
光装置に関し、特に、原版と被露光体とを位置的に整合
した後これらの原版と被露光体とを投影光学系に対して
一体的に走査させることにより原版の像を被露光体上に
転写する走査型の投影露光装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus used for manufacturing semiconductor circuit elements and the like, and more particularly, to a method in which an original and an object to be exposed are aligned after they are aligned. The present invention relates to a scanning projection exposure apparatus that transfers an image of an original onto an object to be exposed by scanning an exposure object integrally with a projection optical system.

[従来の技術] 固定された投影光学系に対して原版であるマスクと被
露光体であるウエハを一体に移動し、該投影光学系を介
してマスク上にスリット状光を照射走査してマスクのパ
ターンをウエハに露光する装置においては、一般に、マ
スクとウエハを担持して一体で移動する構造物(以下、
キャリッジという)の走査方向y軸およびその直角方向
x軸の座標系と、投影光学系の水平面内の軸y′軸およ
びその直角方向x′軸の座標系とが回転方向にずれてい
ると(角度θ)、像面歪が発生し、マスクのパターンは
xy軸座標系に対して2θだけ傾いてウエハ上に転写され
る。
[Prior Art] A mask, which is an original, and a wafer, which is an object to be exposed, are integrally moved with respect to a fixed projection optical system, and the mask is formed by irradiating and scanning slit light on the mask via the projection optical system. In an apparatus that exposes a pattern to a wafer, generally, a structure that carries a mask and a wafer and moves integrally (hereinafter, referred to as a structure)
If the coordinate system of the scanning y-axis and its orthogonal x-axis (referred to as a carriage) and the coordinate system of the axis y'-axis and its orthogonal x'-axis in the horizontal plane of the projection optical system are shifted in the rotation direction ( Angle θ), image plane distortion occurs, and the mask pattern
The image is transferred onto the wafer at an angle of 2θ with respect to the xy axis coordinate system.

このような欠点を解決する方法として、従来、実際の
マスクとウエハを使用して転写誤差調整を行う方法があ
る。この方法においてはマスクとウエハのずれ量計測を
複数個所で行うが、そのうちの代表1個所だけでマスク
とウエハの位置整合を行い、他の個所では、ずれ量だけ
を計測し算出する。したがって、マスクのウエハの位置
整合後のずれ量すなわちオフセット量の補正は、上記代
表1個所のみで行い、他のずれ量計測個所では、その測
定個所固有のオフセットが存在しても無視して計測し、
キャリッジ機構の姿勢調整量を算出して姿勢調整を実行
している。
As a method for solving such a defect, there has been a method of adjusting a transfer error using an actual mask and a wafer. In this method, the amount of displacement between the mask and the wafer is measured at a plurality of locations, but the position of the mask and the wafer is aligned at only one representative location, and at the other locations, only the amount of displacement is measured and calculated. Therefore, the shift amount, ie, the offset amount, after the position alignment of the mask wafer is corrected at only the one representative position, and the other shift amount measurement positions are measured ignoring any offset unique to the measurement position. And
The attitude adjustment is performed by calculating the attitude adjustment amount of the carriage mechanism.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このキャリッジ機構の姿勢調整に実際
の半導体回路素子等を転写するマスクと転写されるウエ
ハを用いる方法においては、以下の(1)および(2)
の理由により、ウエハ面内で、オフセットの値がずれ量
計測個所によって異なる傾向を持つ場合が多い。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the method of using a mask for transferring an actual semiconductor circuit element or the like and a wafer to be transferred for adjusting the attitude of the carriage mechanism, the following (1) and (2)
For this reason, in many cases, the offset value has a tendency to differ depending on the position of the displacement amount measurement within the wafer surface.

(1)半導体回路素子形成に伴い、ウエハは熱処理や膜
成形等のプロセスを繰返されるが、膜成形の異方性等に
よって、ウエハの中心部と周辺部とで、ずれ量計測出力
のオフセット値の傾向が異なる場合がある。
(1) A process such as heat treatment and film forming is repeated for a wafer with the formation of a semiconductor circuit element. However, due to anisotropy of the film forming, an offset value of a displacement amount measurement output between a central portion and a peripheral portion of the wafer. May be different.

(2)半導体回路形成の露光工程では、フォトレジスト
をウエハに塗布する必要があるが、一般に、ウエハ面上
の中央部にフォトレジストを必要量滴下してウエハを高
速回転させることによりフォトレジストを放射状に拡げ
て所定の厚さに塗布する。しかし、ウエハ面上のアライ
メントマーク等の微小な凹凸において、フォトレジスト
の塗布むらが生じやすい。特にウエハ中心部を周辺部で
塗布むらの傾向が異なる場合が多い。
(2) In the exposure step of forming a semiconductor circuit, it is necessary to apply a photoresist to a wafer. In general, the photoresist is dropped on a central portion of the wafer surface in a required amount and the wafer is rotated at a high speed to remove the photoresist. Spread radially and apply to a predetermined thickness. However, uneven coating of the photoresist is likely to occur on minute irregularities such as alignment marks on the wafer surface. In particular, the tendency of coating unevenness is often different between the central portion and the peripheral portion of the wafer.

したがって、このような理由によって、マスクとウエ
ハのアライメント個所のオフセット量と、その他のずれ
量計測個所のオフセット量の傾向が異なるため、キャリ
ッジ機構を用いた姿勢調整機能が十分機能しない為にマ
スク像をウエハに転写しても像面歪を補正できない場合
が生じるという欠点がある。
Therefore, for these reasons, since the tendency of the offset amount at the alignment position between the mask and the wafer and the offset amount at the other misalignment measurement positions are different, the posture adjustment function using the carriage mechanism does not function sufficiently. However, there is a drawback that the image plane distortion cannot be corrected even when the image is transferred to the wafer.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明の投影露光装置は、原
板を照明する照明手段と、この照明手段によって照明さ
れた原版のパターンを被露光体に投影する投影光学系
と、原版および被露光体ガイド機構に従って移動するこ
とにより原版および被露光体を投影光学系に対して一体
的に走査させるキャリッジ機構と、原版と被露光体との
位置的な整合状態を投影光学系を介して検知する位置検
知手段と、キャリッジ機構をその移動経路上の複数個所
のそれぞれに位置させたときの位置検知手段の出力およ
び予め記憶している各位置における固有のオフセット量
を考慮してキャリッジ機構を各位置に応じて姿勢調整し
つつ駆動制御する駆動制御手段とを備えている。
[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, a projection exposure apparatus according to the present invention comprises: an illuminating means for illuminating an original; and a projection optics for projecting a pattern of an original illuminated by the illuminating means onto an object to be exposed. System, a carriage mechanism for moving the master and the subject to be scanned integrally with the projection optical system by moving according to the guide mechanism for the master and the subject, and projecting the positional alignment between the master and the subject. Consider the output of the position detection means when the carriage mechanism is positioned at each of a plurality of positions on the movement path of the position detection means to detect through the optical system, and the unique offset amount at each position stored in advance. Drive control means for controlling the drive while adjusting the posture of the carriage mechanism according to each position.

[作用] この構成において、原版と被露光体との位置関係、投
影倍率、キャリッジ機構により走査方向などは、キャリ
ッジ機構の移動につれて変化する。そして、キャリッジ
機構の移動経路上の各位置における原版と被露光体との
整合位置に対するずれ量すなわちオフセット量も変化す
るが、この各位置固有のオフセット量は予め露光結果等
により求められ、駆動制御手段において記憶されてい
る。そして、露光に際しては、キャリッジ機構の移動経
路における各位置固有のオフセット量および各位置での
整合状態を考慮してキャリッジ機構の姿勢が調整され、
より正確な露光が行なわれる。
[Operation] In this configuration, the positional relationship between the original and the object to be exposed, the projection magnification, the scanning direction due to the carriage mechanism, and the like change as the carriage mechanism moves. The amount of deviation, ie, the amount of offset from the alignment position between the original and the object to be exposed at each position on the movement path of the carriage mechanism also changes. Stored in the means. At the time of exposure, the posture of the carriage mechanism is adjusted in consideration of the offset amount unique to each position on the movement path of the carriage mechanism and the alignment at each position,
More accurate exposure is performed.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例に係る反射型投影露光装
置の概略構成図であり、レーザ光源60から出射されるレ
ーザ光lの光路に沿って、順次にコンデンサレンズ61、
ポリゴン鏡62が配置されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reflection type projection exposure apparatus according to one embodiment of the present invention, in which a condenser lens 61 and a condenser lens 61 are sequentially arranged along the optical path of laser light 1 emitted from a laser light source 60.
A polygon mirror 62 is arranged.

ここで、レーザ光源60、コンデンサレンズ61、ポリゴ
ン鏡62は、図面と直交方向(X方向)に配置されたもの
をZ軸のまわりに90゜回転して図示してある。レーザ光
lはポリゴン鏡62の回転によりX方向に走査される。
Here, the laser light source 60, the condenser lens 61, and the polygon mirror 62, which are arranged in a direction orthogonal to the drawing (X direction), are shown rotated by 90 ° around the Z axis. The laser light l is scanned in the X direction by the rotation of the polygon mirror 62.

ポリゴン鏡62により反射されるレーザ光lの光路に沿
って、順次にf・θ特性レンズ63、レーザ光lをx方向
に2分割するための分割プリズム76、2つのハーフミラ
ー64(1個は紙面に垂直のX方向に在あり、図示省略、
以下同じ)、2つの対物レンズ65、複数個所に正確なア
ライメントマーク101(後述)を有するマスク66、反射
型の投影光学系67、複数個所に正確なアライメントマー
ク102(後述)を有するウエハ68が配置されている。
Along the optical path of the laser light l reflected by the polygon mirror 62, an f / θ characteristic lens 63, a splitting prism 76 for splitting the laser light l into two in the x direction, and two half mirrors 64 (one is It is located in the X direction perpendicular to the paper surface, and is not shown.
The same shall apply hereinafter), two objective lenses 65, a mask 66 having accurate alignment marks 101 (described later) at a plurality of locations, a reflective projection optical system 67, and a wafer 68 having accurate alignment marks 102 (described below) at a plurality of locations. Are located.

マスク66とウエハ68はキャリッジ72により一体で担持
されており、キャリッジ72はキャリッジ駆動機構77によ
り流体ベアリングガイド78に沿って図示Y方向に移動可
能である。マスク66の回路パターンがウエハ68上に露光
されるときは、マスク66の上方からX方向に伸びた不図
示のスリット状光源により照明され、キャリッジ72が移
動する。
The mask 66 and the wafer 68 are integrally supported by a carriage 72, and the carriage 72 can be moved in the Y direction in the figure along a fluid bearing guide 78 by a carriage driving mechanism 77. When the circuit pattern of the mask 66 is exposed on the wafer 68, the carriage 72 is moved by being illuminated by a slit-like light source (not shown) extending in the X direction from above the mask 66.

マスク66、投影光学系67、ウエハ68からの反射光は2
つのハーフミラー64で反射され、この反射光の光路に沿
って2つのコンデンサレンズ69、2つの光電変換素子70
が配置されている。光電変換素子70の出力は演算処理回
路71に印加され、光電変換素子70の出力に基づいてマス
ク66とウエハ68の相対位置関係を検知するとともに後述
する演算式により倍率および投影光学系67の光軸のキャ
リッジ走査軸の傾き量を演算し、キャリッジ駆動機構7
7、制御弁79および80を制御し、投影光学系67の光軸と
キャリッジ走査軸の傾き調整および倍率調整を行う。
The reflected light from the mask 66, the projection optical system 67, and the wafer 68 is 2
Reflected by the two half mirrors 64, and along the optical path of the reflected light, two condenser lenses 69 and two photoelectric conversion elements 70
Is arranged. The output of the photoelectric conversion element 70 is applied to an arithmetic processing circuit 71, which detects the relative positional relationship between the mask 66 and the wafer 68 based on the output of the photoelectric conversion element 70, and calculates the light of the magnification and the projection optical system 67 by an arithmetic expression described later. Calculates the amount of tilt of the carriage scanning axis, and sets the carriage drive mechanism 7
7. Control the control valves 79 and 80 to adjust the inclination and magnification of the optical axis of the projection optical system 67 and the carriage scanning axis.

演算処理回路71は、この演算処理回路71の動作をコン
トロールする中央処理装置(CPU)81、CPU81の動作シー
ケンスのプログラムが格納されているROM82、演算処理
データを記憶するRAM83、光電変換素子70の出力に基づ
いてマスク66とウエハ68のマークの間隔を計測するマー
ク計測回路84、キャリッジ駆動機構77をコントロールす
るキャリッジ駆動回路85、演算処理データをデジタル値
からアナログ値に変換してセットする駆動データセット
回路86、制御弁79、80の駆動を行なう制御弁駆動回路8
7、および入出力インターフェース88等を具備する。
The arithmetic processing circuit 71 includes a central processing unit (CPU) 81 that controls the operation of the arithmetic processing circuit 71, a ROM 82 that stores an operation sequence program of the CPU 81, a RAM 83 that stores arithmetic processing data, and a photoelectric conversion element 70. A mark measuring circuit 84 for measuring the interval between the marks on the mask 66 and the wafer 68 based on the output, a carriage driving circuit 85 for controlling the carriage driving mechanism 77, and driving data for converting the arithmetic processing data from a digital value to an analog value and setting it. Set valve 86, control valve drive circuit 8 that drives control valves 79 and 80
7 and an input / output interface 88.

第2図(a)は、マスク66とウエハ68に用いられるア
ライメントマークであり、マーク101a,101b,101c,101d
よりなるアライメントマーク101はマスク66に形成さ
れ、マーク102a,102bより成るアライメントマーク102は
ウエハ68に形成されている。実際は第3図に示すように
同様なアライメントマークがそれぞれ12個所に形成され
ている。第3図において、103,104は目視用のアライメ
ントマークであり、アライメントマーク103,104の一方
はマスク66に形成され、他方はウエハ68に形成されてい
る。
FIG. 2A shows alignment marks used on the mask 66 and the wafer 68, and the marks 101a, 101b, 101c, and 101d.
The alignment mark 101 made of a mask 66 is formed on the mask 66, and the alignment mark 102 made of the marks 102a and 102b is formed on the wafer 68. Actually, as shown in FIG. 3, similar alignment marks are formed at twelve locations. In FIG. 3, 103 and 104 are alignment marks for visual observation. One of the alignment marks 103 and 104 is formed on the mask 66, and the other is formed on the wafer 68.

上記構成における測定および調整の動作を説明する。
第1図を参照して、レーザ光源60から発せられたレーザ
光lはポリゴン鏡62によって走査されて分割プリズム76
によりX方向に2分割される。分割された2つの光はハ
ーフミラー64を通過し、マスク66に向かう。マスク66の
アライメントマーク101とウエハ68のアライメントマー
ク102とは光学系67を介してレーザ光lによって走査さ
れ、マーク101および102からの散乱光がハーフミラー64
に達し、ここで、一部は2つの光電変換素子70の方向に
反射される。マスク66のアライメントマーク101とウエ
ハ68のアライメントマーク102とは、第2図(a)に示
すように重ね合わされると、マスク66のアライメントマ
ーク101a,101bの間にウエハ6のアライメントマーク102
aが存在し、アライメントマーク101c,101dの間にアライ
メントマーク102bが位置し、レーザ光lは左から右の走
査方向A(X方向)に走査される。そして光電変換素子
70は、第2図(a)のレーザ光がアライメントマーク10
1,102と交叉する個所で、パルス状の光を検出し、第2
図(b)に示すような波形の出力電圧を発生する。W1,W
2,……,W5はパルス信号の間隔であり、演算処理回路71
のマーク計測回路84でこの時間間隔W1,W2,……,W5を測
定することによりマスク66とウエハ68との整合ずれが求
められる。
The measurement and adjustment operations in the above configuration will be described.
Referring to FIG. 1, a laser beam 1 emitted from a laser light source 60 is scanned by a polygon mirror 62 and divided by a split prism 76.
Is divided into two in the X direction. The two split lights pass through the half mirror 64 and go to the mask 66. The alignment mark 101 of the mask 66 and the alignment mark 102 of the wafer 68 are scanned by the laser light 1 via the optical system 67, and the scattered light from the marks 101 and 102 is reflected by the half mirror 64.
, Where some are reflected in the direction of the two photoelectric conversion elements 70. When the alignment mark 101 of the mask 66 and the alignment mark 102 of the wafer 68 are overlapped as shown in FIG. 2A, the alignment mark 102 of the wafer 6 is located between the alignment marks 101a and 101b of the mask 66.
a is present, the alignment mark 102b is located between the alignment marks 101c and 101d, and the laser light 1 is scanned in the scanning direction A (X direction) from left to right. And photoelectric conversion element
Reference numeral 70 denotes the laser beam shown in FIG.
At the intersection with 1,102, pulsed light is detected and
An output voltage having a waveform as shown in FIG. W 1 , W
2 ,..., W 5 are pulse signal intervals.
By measuring the time intervals W 1 , W 2 ,..., W 5 with the mark measuring circuit 84, the misalignment between the mask 66 and the wafer 68 is obtained.

すなわち、第2図(a)のX方向のずれをΔx0、Y方
向のずれをΔy0とすると、 Δx0=(W1−W2+W4−W5)/4 ……(1) Δy0=(−W1+W2+W4−W5)/4 ……(2) となる。整合された状態では、W1=W2=W4=W5であるか
らΔx0,Δy0は供に零である。
That is, assuming that the shift in the X direction in FIG. 2A is Δx 0 and the shift in the Y direction is Δy 0 , Δx 0 = (W 1 −W 2 + W 4 −W 5 ) / 4 (1) Δy 0 = (− W 1 + W 2 + W 4 −W 5 ) / 4 (2) In the matched state, Δx 0 and Δy 0 are both zero because W 1 = W 2 = W 4 = W 5 .

しかし、時間間隔W1〜W5は光電変換された電気信号に
基づいて測定したものであり、Δx0,Δy0が共に零にな
ったとしても、実際にはウエハ側アライメントマークが
マスク側アライメントマークに対して振り分けになって
いない場合がある。このずれ量(オフセット)がウエハ
上にマスクパターンを転写した際にそのまま残ってしま
う。そこで、このずれ量を最初から見込んでアライメン
トを行えば、ウエハ上にマスクパターンを転写した際、
両者の相対ずれを零にすることができる。
However, is intended the distance W 1 to W-5 time measured based on the electric signal converted photoelectrically, [Delta] x 0, even if the [Delta] y 0 are both become zero, actually the mask side alignment wafer-side alignment mark There is a case that it is not sorted to the mark. This shift amount (offset) remains as it is when the mask pattern is transferred onto the wafer. Therefore, if the alignment is performed by anticipating the shift amount from the beginning, when the mask pattern is transferred onto the wafer,
The relative displacement between the two can be made zero.

ただし、マスクとウエハの位置整合を行った時のオフ
セット値は、同一ウエハ内においても、中心部と周辺部
で異なる為、ずれ量計測を行う個所毎にこのオフセット
量を計測結果から差し引いて、実際のマスクのウエハの
ずれ量を算出する。
However, since the offset value when the position of the mask and the wafer are aligned is different between the central portion and the peripheral portion even within the same wafer, the offset amount is subtracted from the measurement result at each position where the deviation amount is measured. The actual shift amount of the mask wafer is calculated.

すなわち、ある計測個所のオフセット量を(x0,y0
とすれば、実際のマスクとウエハのずれ量は、 Δx=Δx0−x0 ……(1′) Δy=Δy0−y0 ……(2′) となる。
That is, the offset amount at a certain measurement point is (x 0 , y 0 )
Then, the actual shift amount between the mask and the wafer is as follows: Δx = Δx 0 −x 0 (1 ′) Δy = Δy 0 −y 0 (2 ′)

ただし、このオフセット量は事前に知っとおく必要が
あり、マスクとウエハをアライメントし、その状態で露
光を行い、その露光結果より、バーニア等を用いて実際
のマスクとウエハのずれ量として測定しRAM83に登録し
ておく。あるいはマニュアルアライメントマークを使っ
てマスクに対してウエハを振り分け位置におき、その時
の光電変換を用いた位置検知手段により求まるずれ量
(x0,Δy0)をオフセット量としてRAM83に登録する。
However, it is necessary to know this offset amount in advance.The mask and wafer are aligned, exposure is performed in that state, and from the exposure result, the actual deviation amount between the mask and wafer is measured using a vernier or the like. Register it in RAM83. Alternatively, the wafer is allocated to the mask using the manual alignment mark, and the deviation amount (x 0 , Δy 0 ) obtained by the position detection unit using photoelectric conversion at that time is registered in the RAM 83 as an offset amount.

実際のずれ量計測にあたっては、第3図に示すよう
に、マスク66とウエハ68のX方向に距離C1だけ離れた2
個所のアライメントマーク101,102をそれぞれ測定し、
実際のマスクとウエハの整合ずれ量を(1′)および
(2′)式で求める。右側のマークのずれ量R1を(Δx
R1,ΔyR1)、左側のマークのずれ量L1を(ΔxL1
yL1)とすると、横(X方向)倍率Mxは次式で与えられ
る。
In actual displacement amount measurement, as shown in FIG. 3, spaced in the X direction of the mask 66 and the wafer 68 by a distance C 1 2
Measure the alignment marks 101 and 102 at each location,
The actual misalignment amount between the mask and the wafer is obtained by the equations (1 ') and (2'). A shift amount R 1 of the right mark ([Delta] x
R1, Δy R1), the deviation amount of the left marks L 1 a (Δx L1, Δ
y L1 ), the lateral (X-direction) magnification Mx is given by the following equation.

また、Y方向に距離D1だけ離れた2個所のアライメン
トマーク101,102を測定し、右側マークの整合ずれ量R2
を(ΔxR2,ΔyR2)、左側マークの整合ずれ量L2を(Δx
L2,ΔyL2)とすると、縦(Y方向)倍率Myは次式とな
る。
Also, measure the distance D 1 only two positions of the alignment marks 101, 102 apart in the Y direction, alignment deviation of the right mark amount R 2
The (Δx R2, Δy R2), the alignment deviation amount L 2 of the left side mark ([Delta] x
L2, when the [Delta] y L2), the vertical (Y-direction) magnification My becomes the following equation.

次に、走査軸x,yとのなす角度θの測定について述べ
る。
Next, measurement of the angle θ between the scanning axes x and y will be described.

第3図下部のx方向の2組のアライメントマーク101,
102がそれぞれ2個の対物レンズ65の光軸に位置するよ
うにして図示A方向にレーザ光lを走査すると、2つの
光電変換素子70および演算処理回路71によって整合状態
が検出され、左側の整合ずれ量ΔxL1,ΔyL1、右側のず
れ量ΔxR1,ΔyR1が求められる。続いて演算処理回路71
の指令によりキャリッジ駆動機構77を介してキャリッジ
72をY方向に距離D1だけ移動し、図示B方向にレーザ光
lを走査して、別のアライメントマーク101,102の整合
状態を測定し、更にオフセット量を差し引いて実際のマ
スクとウエハのずれ量ΔxL2,ΔyL2とΔxR2,ΔyR2を得
る。ここで、マスク66とウエハ68のX方向に距離C1だけ
離れたアライメントマーク101,102の左右間のずれ角θ
xは近似的に次式で表わされる。
The two sets of alignment marks 101 in the x direction at the bottom of FIG.
When the laser beam l is scanned in the direction A in the drawing such that the two laser beams 102 are positioned on the optical axes of the two objective lenses 65, the two photoelectric conversion elements 70 and the arithmetic processing circuit 71 detect a matching state. The shift amounts Δx L1 and Δy L1 and the right shift amounts Δx R1 and Δy R1 are obtained. Subsequently, the arithmetic processing circuit 71
Command via the carriage drive mechanism 77
72 was moved in the Y direction by a distance D 1, by scanning the laser beam l in the drawing direction B, to measure the alignment of the different alignment marks 101 and 102, further displacement of the actual mask and the wafer by subtracting the offset amount Δx L2 , Δy L2 and Δx R2 , Δy R2 are obtained. Here, a shift angle θ between the left and right of the alignment marks 101 and 102 separated by a distance C 1 in the X direction between the mask 66 and the wafer 68.
x is approximately represented by the following equation.

θx=(1/2C)・(ΔyL1−ΔyR1+ΔyL2−ΔyR2)……
(5) また、Y方向に距離D1だけ離れたアライメントマーク
101,102の上下間のずれ角θyは近似的に次式で表示わ
される。
θx = (1 / 2C) · (Δy L1 −Δy R1 + Δy L2 −Δy R2 ) ……
(5) In addition, the alignment marks spaced in the Y direction by a distance D 1
The shift angle θy between the upper and lower sides of 101 and 102 is approximately expressed by the following equation.

θy=(1/2D)・(ΔxR1−ΔxL1−ΔxR2−ΔxL2)……
(6) これらの計算は演算処理回路71でなされ、このずれ角
を減少するように制御弁79をキャリッジ移動中に調整し
転写歪み誤差を解消する。この調整すべき量は θ=(θy−θx)・1/2 ……(7) であり、θxはミスアライメント成分および光軸と走査
軸が水平面内で平行となっていない成分である。
θy = (1 / 2D) · (Δx R1 −Δx L1 −Δx R2 −Δx L2 ) ……
(6) These calculations are performed by the arithmetic processing circuit 71, and the control valve 79 is adjusted during the movement of the carriage so as to reduce the deviation angle, thereby eliminating the transfer distortion error. The amount to be adjusted is θ = (θy−θx) · 1/2 (7), where θx is a misalignment component and a component in which the optical axis and the scanning axis are not parallel in the horizontal plane.

このようにして、上記の調整すべき角度θを複数個所
で求めて調整することにより、転写歪み誤差の解消はよ
り正確となる。
In this manner, by determining and adjusting the angle θ to be adjusted at a plurality of positions, the transfer distortion error can be more accurately eliminated.

次に、第1図の装置による露光手順を第4図に従って
説明する。
Next, the exposure procedure by the apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

露光を開始すると、まず初期設定を行ない(ステップ
401)、キャリッジ72の移動量を入力してから(ステッ
プ402)、上述のようにずれ量計測個所毎のオフセット
量(x0,y0)を入力する(ステップ403)。
When exposure starts, first perform initial settings (step
401), after inputting the movement amount of the carriage 72 (step 402), input the offset amount (x 0 , y 0 ) for each displacement amount measurement point as described above (step 403).

次に、1枚目のウエハを搬入し(ステップ404)、キ
ャリッジ72中央位置でマスク66に対し位置合せを行なっ
てから(ステップ405)、各ずれ量計測個所においてず
れ量計測を行なう(ステップ406〜408)。
Next, the first wafer is carried in (step 404), the position is aligned with the mask 66 at the center position of the carriage 72 (step 405), and the displacement amount is measured at each displacement measuring point (step 406). 408).

そして、各ずれ量が計測されたら、キャリッジ72の姿
勢調整量をステップ403で入力したオフセット量を考慮
して計算し(ステップ409)これに基きキャリッジ72を
姿勢を調整しつつ移動させ、露光を行なう(ステップ41
0)。
Then, when each deviation amount is measured, the posture adjustment amount of the carriage 72 is calculated in consideration of the offset amount input in step 403 (step 409), and based on this, the carriage 72 is moved while adjusting the posture and exposure is performed. Do (Step 41
0).

このようにして1枚のウエハの露光を完了したら、ウ
エハを搬出し(ステップ411)、次のウエハの搬入を行
なう(ステップ404)。
When the exposure of one wafer is completed in this way, the wafer is unloaded (step 411), and the next wafer is loaded (step 404).

そして、1ロット分の全ウエハの露光を終了したら
(ステップ412)、露光動作を終了する。
When the exposure of all wafers of one lot is completed (step 412), the exposure operation is completed.

[発明の効果] 従来、原版と被露光体との位置整合を行う個所のみオ
フセット量を考慮してアライメントを行い、他の計測個
所では、ずれ量は画面歪とみなしていたが、本発明によ
れば、この他の計測個所についてもオフセット量を考慮
することにより、より適正な像面補正をすることができ
る。
[Effects of the Invention] Conventionally, alignment was performed in consideration of an offset amount only at a position where position matching between an original and an object to be exposed was performed, and a shift amount was regarded as screen distortion at other measurement positions. According to this, it is possible to perform more appropriate image plane correction by taking the offset amount into consideration at other measurement points.

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

第1図は本発明の一実施例に係る反射投影型の露光装置
の概略構成図、 第2図は、マスクおよびウエハのアライメントマークと
第1図の光電変換素子出力との関係を示す説明図、 第3図は、マスクおよびウエハを重ね合わせた上面図、
そして 第4図は、本発明を用いた装置の動作を示すフローチャ
ートである。 66:マスク、67:反射型投影光学系、 68:ウエハ、70:光電変換素子、 71:演算処理回路、72:キャリッジ機構、 77:キャリッジ駆動機構、 78:流体ベアリングガイド、 79,80:制御弁、 81:中央処理装置(CPU)、 83:RAM、84:マーク計測回路、 85:キャリッジ駆動回路、 87……制御弁駆動回路、 101,102:アライメントマーク。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reflection projection type exposure apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between alignment marks of a mask and a wafer and outputs of photoelectric conversion elements in FIG. FIG. 3 is a top view in which a mask and a wafer are superimposed,
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the apparatus using the present invention. 66: mask, 67: reflective projection optical system, 68: wafer, 70: photoelectric conversion element, 71: arithmetic processing circuit, 72: carriage mechanism, 77: carriage drive mechanism, 78: fluid bearing guide, 79, 80: control Valve: 81: Central processing unit (CPU), 83: RAM, 84: Mark measurement circuit, 85: Carriage drive circuit, 87 ... Control valve drive circuit, 101, 102: Alignment mark.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】原板を照明する照明手段と、 この照明手段によって照明された原版のパターンを被露
光体に投影する投影光学系と、 原版および被露光体をガイド機構に従って移動すること
により原版および被露光体を投影光学系に対して一体的
に走査させるキャリッジ機構と、 原版と被露光体との位置的な整合状態を投影光学系を介
して検知する位置検知手段と、 キャリッジ機構をその移動経路上の複数個所のそれぞれ
に位置させたときの位置検知手段の出力および予め記憶
している各位置における固有のオフセット量を考慮して
キャリッジ機構を各位置に応じて姿勢調整しつつ駆動制
御する駆動制御手段と を具備することを特徴とする投影露光装置。
An illumination means for illuminating an original; a projection optical system for projecting a pattern of the original illuminated by the illumination means onto an object to be exposed; and an original and an object by moving the original and the object to be exposed according to a guide mechanism. A carriage mechanism for integrally scanning the object to be exposed with respect to the projection optical system, position detecting means for detecting the positional alignment between the original plate and the object to be exposed via the projection optical system, and moving the carriage mechanism Drive control is performed while adjusting the attitude of the carriage mechanism in accordance with each position in consideration of the output of the position detecting means when each of the positions is located at each of a plurality of positions on the route and the unique offset amount at each position stored in advance. A projection exposure apparatus comprising: a driving control unit.
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