JP3110796B2 - レチクルアライメント方法及び露光装置 - Google Patents
レチクルアライメント方法及び露光装置Info
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- JP3110796B2 JP3110796B2 JP14615091A JP14615091A JP3110796B2 JP 3110796 B2 JP3110796 B2 JP 3110796B2 JP 14615091 A JP14615091 A JP 14615091A JP 14615091 A JP14615091 A JP 14615091A JP 3110796 B2 JP3110796 B2 JP 3110796B2
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエーハ基板やマスタ
マスク基板へレチクルマスクパターンを縮小投影する技
術に関し、特に、レチクルマスクパターンの歪みに影響
されないアライメント方法及びそのためのレチクルマス
クを使用する露光装置に関するものである。
マスク基板へレチクルマスクパターンを縮小投影する技
術に関し、特に、レチクルマスクパターンの歪みに影響
されないアライメント方法及びそのためのレチクルマス
クを使用する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣやＬＳＩがますます高集積化
され、ＤＲＡＭについては、４Ｍビットのものはすでに
量産段階に入り、１６Ｍビット、６４Ｍビットへ移行し
つつある。それに伴い、ウエーハ上の回路素子の寸法
は、一層の微細化が要求されており、ウエーハの上に回
路素子を作成するためのリソグラフイー技術によるパタ
ーン作成にも、微細化対応が要求されている。
され、ＤＲＡＭについては、４Ｍビットのものはすでに
量産段階に入り、１６Ｍビット、６４Ｍビットへ移行し
つつある。それに伴い、ウエーハ上の回路素子の寸法
は、一層の微細化が要求されており、ウエーハの上に回
路素子を作成するためのリソグラフイー技術によるパタ
ーン作成にも、微細化対応が要求されている。
【０００３】ウエーハ上にパターン作成する方法として
は、通常、次の３方法がある。第１の方法は、ＥＢ（電
子ビーム）装置やＦＩＢ（集束イオンビーム）装置を用
いる方法で、電子ビームやイオンビームを制御して直接
ウエーハ上にパターンを形成する。この場合には、ウエ
ーハ上のパターンに合わせ描画位置を制御するため、パ
ターニング精度は、位置検出能力や描画位置制御能力に
のみ依存する。そして、この位置検出能力や位置制御能
力にもまだいくつかの問題が残っている。この方法は、
１枚ずつパターン作成するもので、描画時間がかかるこ
とから、量産には不向きな方法である。第２の方法は、
マスクパターンといわれるウエーハ上に形成される各チ
ップのパターンと同一サイズのパターンを複数面付けし
て持つマスクを用い、これをウエーハ基板に転写する方
法であり、一括露光によるのため量産的であるが、１：
１の転写を行うものであるので、ウエーハ上パターンと
の位置合わせ精度がそのままパターン合わせ精度に相乗
されてしまう。そして、マスターマスクの歪みの影響も
そのまま精度に影響する。第３の方法は、レチクルマス
クといわれるウエーハやマスタマスクのパターンの５倍
〜１０倍サイズのパターンを持つマスクを用い、これを
ウエーハ基板へ縮小投影露光する方法である。この方法
は、縮小投影のため、ウエーハ上パターンとレチクルマ
スクのパターンとの位置合わせ（重ね）精度誤差も縮小
されるため、精度的に優れており、かつ、一括露光であ
るため、生産的にはＥＢやＦＩＢによる方法より有利で
あるとされている。
は、通常、次の３方法がある。第１の方法は、ＥＢ（電
子ビーム）装置やＦＩＢ（集束イオンビーム）装置を用
いる方法で、電子ビームやイオンビームを制御して直接
ウエーハ上にパターンを形成する。この場合には、ウエ
ーハ上のパターンに合わせ描画位置を制御するため、パ
ターニング精度は、位置検出能力や描画位置制御能力に
のみ依存する。そして、この位置検出能力や位置制御能
力にもまだいくつかの問題が残っている。この方法は、
１枚ずつパターン作成するもので、描画時間がかかるこ
とから、量産には不向きな方法である。第２の方法は、
マスクパターンといわれるウエーハ上に形成される各チ
ップのパターンと同一サイズのパターンを複数面付けし
て持つマスクを用い、これをウエーハ基板に転写する方
法であり、一括露光によるのため量産的であるが、１：
１の転写を行うものであるので、ウエーハ上パターンと
の位置合わせ精度がそのままパターン合わせ精度に相乗
されてしまう。そして、マスターマスクの歪みの影響も
そのまま精度に影響する。第３の方法は、レチクルマス
クといわれるウエーハやマスタマスクのパターンの５倍
〜１０倍サイズのパターンを持つマスクを用い、これを
ウエーハ基板へ縮小投影露光する方法である。この方法
は、縮小投影のため、ウエーハ上パターンとレチクルマ
スクのパターンとの位置合わせ（重ね）精度誤差も縮小
されるため、精度的に優れており、かつ、一括露光であ
るため、生産的にはＥＢやＦＩＢによる方法より有利で
あるとされている。
【０００４】ところが、前述のように、ＩＣやＬＳＩ素
子の高集積化要求により、ウエーハ上パターンにも一層
微細化が要求されるようになってきたが、これに伴い、
ウエーハ上のパターンと作成されるパターンとの重ね合
わせ精度（位置合わせ精度）に対しても、さらに一層の
精度向上が要求されている。
子の高集積化要求により、ウエーハ上パターンにも一層
微細化が要求されるようになってきたが、これに伴い、
ウエーハ上のパターンと作成されるパターンとの重ね合
わせ精度（位置合わせ精度）に対しても、さらに一層の
精度向上が要求されている。
【０００５】このような状況の下、ウエーハ上パターン
との重ね合わせ精度上有利な第３のパターン作成方法で
ある縮小投影露光方法においても、現状レベルの重ね合
わせ精度（０．０４〜０．０２μｍ）よりさらに良い精
度が要求されている。ＤＲＡＭの場合、１６Ｍビットレ
ベルでの重ね合わせ精度は、０．０２〜０．０１μｍ以
下にすることが必要とされている。この方法の場合、１
つのＬＳＩを作成するのに、１０枚以上のレチクルマス
クを必要とするのが普通で、各レチクルマスクにより縮
小投影されたパターン間の重ね合わせ精度を全て０．０
２〜０．０１μｍ以下にすることが必要とされているの
である。
との重ね合わせ精度上有利な第３のパターン作成方法で
ある縮小投影露光方法においても、現状レベルの重ね合
わせ精度（０．０４〜０．０２μｍ）よりさらに良い精
度が要求されている。ＤＲＡＭの場合、１６Ｍビットレ
ベルでの重ね合わせ精度は、０．０２〜０．０１μｍ以
下にすることが必要とされている。この方法の場合、１
つのＬＳＩを作成するのに、１０枚以上のレチクルマス
クを必要とするのが普通で、各レチクルマスクにより縮
小投影されたパターン間の重ね合わせ精度を全て０．０
２〜０．０１μｍ以下にすることが必要とされているの
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、縮小投
影露光方式においても、ＩＣやＬＳＩの高集積化に伴
い、一層の重ね合わせ精度の向上が要求されているが、
従来、縮小投影露光方式での位置合わせ精度は、一般
に、センサーの計測能力、ウエーハのステージ停止
能力、レチクルのローテーションで決まるとされてい
た。については、依然として、図５（ａ）や図５
（ｂ）に示されるようなアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ
を用いてローテーションの合わせ（平行出し）と、平行
出しした状態でのセンター位置の所定マークでの合わせ
のみで、レチクルマスクパターンの位置合わせとしてい
た。すなわち、図５（ａ）の場合、レチクルパターン部
１の両側に図示のようなマークＡとＢを設け、このマー
クＡ、Ｂにより平行出しし（回転位置を合わせる）、上
部に設けたマークＣにより左右方向の位置出しをしてい
る。また、図５（ｂ）の場合は、レチクルパターン部１
の両側に図示のようなマークＡとＢを設け、このマーク
Ａ、Ｂにより平行出しし（回転位置を合わせる）、左右
方向の位置出しは、マークＡ又はＢを用いて行ってい
た。このような配置の従来のアライメントマーク及びア
ライメント方法は、従来のＩＣやＬＳＩの集積度には対
応できるものである。
影露光方式においても、ＩＣやＬＳＩの高集積化に伴
い、一層の重ね合わせ精度の向上が要求されているが、
従来、縮小投影露光方式での位置合わせ精度は、一般
に、センサーの計測能力、ウエーハのステージ停止
能力、レチクルのローテーションで決まるとされてい
た。については、依然として、図５（ａ）や図５
（ｂ）に示されるようなアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ
を用いてローテーションの合わせ（平行出し）と、平行
出しした状態でのセンター位置の所定マークでの合わせ
のみで、レチクルマスクパターンの位置合わせとしてい
た。すなわち、図５（ａ）の場合、レチクルパターン部
１の両側に図示のようなマークＡとＢを設け、このマー
クＡ、Ｂにより平行出しし（回転位置を合わせる）、上
部に設けたマークＣにより左右方向の位置出しをしてい
る。また、図５（ｂ）の場合は、レチクルパターン部１
の両側に図示のようなマークＡとＢを設け、このマーク
Ａ、Ｂにより平行出しし（回転位置を合わせる）、左右
方向の位置出しは、マークＡ又はＢを用いて行ってい
た。このような配置の従来のアライメントマーク及びア
ライメント方法は、従来のＩＣやＬＳＩの集積度には対
応できるものである。
【０００７】ところで、１つのＩＣやＬＳＩを製作する
のに使用される複数の１シリーズののレチクルマスク
（通常、１０枚以上）については、全てのマスクをある
程度の歪み精度（直交度誤差、寸法誤差）内で、かつ、
全てのマスクが同じ傾向の誤差を持つように作成するこ
とは、一般には困難である。
のに使用される複数の１シリーズののレチクルマスク
（通常、１０枚以上）については、全てのマスクをある
程度の歪み精度（直交度誤差、寸法誤差）内で、かつ、
全てのマスクが同じ傾向の誤差を持つように作成するこ
とは、一般には困難である。
【０００８】このため、図５に示されるようなアライメ
ントマークを用いたレチクル位置合わせは、この点を考
慮したレチクル位置合わせ方法ではないので、ウエーハ
上に縮小投影露光されたパターン間の重ね合わせ精度
に、各レチクル間の歪みがそのまま影響してしまう。す
なわち、例えば、図６（ａ）に示すように直交度不良の
あるレチクルパターン３の位置合わせを行う場合、設計
値パターンが点線２であるとすると、平行出しはマーク
ＡとＢを用いて正しく行うことはできるが、左右方向の
位置出しは上部に設けたマークＣにより行うため、レチ
クル３の下部においては、設計値パターン２との誤差は
Δと大きくなってしまう。また、図６（ｂ）に示すよう
に寸法誤差がある大きいレチクルパターン４の場合は、
同様に平行出しはマークＡとＢを用いて正しく行うこと
はできるが、左右方向の位置出しはマークＡを用いて行
うため、レチクル４の右側において設計値パターン２と
の誤差はΔと大きくなってしまう。そして、これらの場
合、レチクル間の誤差傾向が異なると、重ね合わされる
パターン間の誤差方向が逆になるため、誤差が相互に重
畳され、場合によっては１シリーズの全レチクルが全て
設計値からの許容誤差（直交度誤差、寸法誤差）範囲を
満足しているにもかかわらず、各レチクルの投影パター
ン間の重ね合わせ精度が、１シリーズの全部のレチクル
マスク間では所望の範囲には入らないという問題があっ
た。
ントマークを用いたレチクル位置合わせは、この点を考
慮したレチクル位置合わせ方法ではないので、ウエーハ
上に縮小投影露光されたパターン間の重ね合わせ精度
に、各レチクル間の歪みがそのまま影響してしまう。す
なわち、例えば、図６（ａ）に示すように直交度不良の
あるレチクルパターン３の位置合わせを行う場合、設計
値パターンが点線２であるとすると、平行出しはマーク
ＡとＢを用いて正しく行うことはできるが、左右方向の
位置出しは上部に設けたマークＣにより行うため、レチ
クル３の下部においては、設計値パターン２との誤差は
Δと大きくなってしまう。また、図６（ｂ）に示すよう
に寸法誤差がある大きいレチクルパターン４の場合は、
同様に平行出しはマークＡとＢを用いて正しく行うこと
はできるが、左右方向の位置出しはマークＡを用いて行
うため、レチクル４の右側において設計値パターン２と
の誤差はΔと大きくなってしまう。そして、これらの場
合、レチクル間の誤差傾向が異なると、重ね合わされる
パターン間の誤差方向が逆になるため、誤差が相互に重
畳され、場合によっては１シリーズの全レチクルが全て
設計値からの許容誤差（直交度誤差、寸法誤差）範囲を
満足しているにもかかわらず、各レチクルの投影パター
ン間の重ね合わせ精度が、１シリーズの全部のレチクル
マスク間では所望の範囲には入らないという問題があっ
た。
【０００９】特に、前述のようなＩＣやＬＳＩの高集積
化に対応するためには、上記のようにレクチル自体の歪
みに起因する投影パターン間の重ね合わせ精度への影響
が大きな問題となってきた。
化に対応するためには、上記のようにレクチル自体の歪
みに起因する投影パターン間の重ね合わせ精度への影響
が大きな問題となってきた。
【００１０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、レクチル自体の歪みに起因す
る投影パターン間の重ね合わせ精度への影響を少なくす
るレチクルアライメント方法及びそのためのレチクルマ
スクを使用する露光装置を提供することである。
ものであり、その目的は、レクチル自体の歪みに起因す
る投影パターン間の重ね合わせ精度への影響を少なくす
るレチクルアライメント方法及びそのためのレチクルマ
スクを使用する露光装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のレチクルアライメント方法は、レチクルパターンの
周囲に設けられたアライメントマークとそれに対応する
位置に設けられた基準線との間のズレによりレチクルパ
ターンを基準位置に対してアライメントする方法におい
て、レチクルパターンを挟んで左右にレチクルパターン
のほぼ中心を通る一直線上に少なくとも２個のアライメ
ントマークＡ、Ｂを設け、また、レチクルパターンの上
下にその中心にほぼ対称な位置に少なくとも別の２個の
アライメントマークＣ、Ｄを設け、一方、基準位置側に
これらアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する基
準線Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′を設け、アライメントマー
クＡと基準線Ａ′、アライメントマークＢと基準線Ｂ′
を合わせて回転位置及び上下方向の位置を合わせ、この
位置合わせ状態で、アライメントマークＣと基準線Ｃ′
の間の誤差と、アライメントマークＤと基準線Ｄ′の間
の誤差とを求め、これら両誤差が同じ大きさで、相互に
反対方向にあるように合わせることにより左右方向の位
置合わせを行うことを特徴とする方法である。
明のレチクルアライメント方法は、レチクルパターンの
周囲に設けられたアライメントマークとそれに対応する
位置に設けられた基準線との間のズレによりレチクルパ
ターンを基準位置に対してアライメントする方法におい
て、レチクルパターンを挟んで左右にレチクルパターン
のほぼ中心を通る一直線上に少なくとも２個のアライメ
ントマークＡ、Ｂを設け、また、レチクルパターンの上
下にその中心にほぼ対称な位置に少なくとも別の２個の
アライメントマークＣ、Ｄを設け、一方、基準位置側に
これらアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する基
準線Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′を設け、アライメントマー
クＡと基準線Ａ′、アライメントマークＢと基準線Ｂ′
を合わせて回転位置及び上下方向の位置を合わせ、この
位置合わせ状態で、アライメントマークＣと基準線Ｃ′
の間の誤差と、アライメントマークＤと基準線Ｄ′の間
の誤差とを求め、これら両誤差が同じ大きさで、相互に
反対方向にあるように合わせることにより左右方向の位
置合わせを行うことを特徴とする方法である。
【００１２】
【００１３】また、そのためのレチクルマスクを使用す
る露光装置は、基板を保持して、基板表面に略平行な直
交方向の移動及び基板表面に垂直な光軸周りの回転角が
調節可能なステージ手段を備え、基板を順次移動しなが
ら基板上の複数の露光領域それぞれについて、レチクル
マスク上のパターンと基板上のパターンを相対位置合わ
せして、レチクルマスク上のレチクルパターンを基板上
の複数箇所に光又はＸ線により投影露光する露光装置に
おいて、レチクルマスクを保持して、その表面に略平行
な直交方向の移動及びその表面に垂直な光軸周りの回転
角が調節可能な移動台を設け、該レチクルマスクの周囲
の少なくとも４つのアライメントマークを読み取り、各
アライメントマークと対応する基準線との間の誤差を計
測する手段を備え、対向する一対のアライメントマーク
と対応する基準線を合わせることによりレチクルマスク
の回転位置及び上下方向の位置合わせを行い、別の一対
のアライメントマークと対応する基準線との間の誤差を
求め、両誤差が同じ大きさで、相互に反対方向になるよ
うに合わせて左右方向の位置合わせを行う制御手段を備
えていることを特徴とするものである。
る露光装置は、基板を保持して、基板表面に略平行な直
交方向の移動及び基板表面に垂直な光軸周りの回転角が
調節可能なステージ手段を備え、基板を順次移動しなが
ら基板上の複数の露光領域それぞれについて、レチクル
マスク上のパターンと基板上のパターンを相対位置合わ
せして、レチクルマスク上のレチクルパターンを基板上
の複数箇所に光又はＸ線により投影露光する露光装置に
おいて、レチクルマスクを保持して、その表面に略平行
な直交方向の移動及びその表面に垂直な光軸周りの回転
角が調節可能な移動台を設け、該レチクルマスクの周囲
の少なくとも４つのアライメントマークを読み取り、各
アライメントマークと対応する基準線との間の誤差を計
測する手段を備え、対向する一対のアライメントマーク
と対応する基準線を合わせることによりレチクルマスク
の回転位置及び上下方向の位置合わせを行い、別の一対
のアライメントマークと対応する基準線との間の誤差を
求め、両誤差が同じ大きさで、相互に反対方向になるよ
うに合わせて左右方向の位置合わせを行う制御手段を備
えていることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】本発明においては、レチクルパターンを挟んで
左右にレチクルパターンのほぼ中心を通る一直線上に少
なくとも２個のアライメントマークＡ、Ｂを設け、ま
た、レチクルパターンの上下にその中心にほぼ対称な位
置に少なくとも別の２個のアライメントマークＣ、Ｄを
設け、一方、基準位置側にこれらアライメントマーク
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する基準線Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、
Ｄ′を設け、アライメントマークＡと基準線Ａ′、アラ
イメントマークＢと基準線Ｂ′を合わせて回転位置及び
上下方向の位置を合わせ、この位置合わせ状態で、アラ
イメントマークＣと基準線Ｃ′の間の誤差と、アライメ
ントマークＤと基準線Ｄ′の間の誤差とを求め、これら
両誤差が同じ大きさで、相互に反対方向にあるように合
わせることにより左右方向の位置合わせを行うので、レ
チクルパターンに直交度誤差、寸法誤差の何れがあって
も、それに起因する投影パターン間の重ね合わせ精度へ
の影響は、従来の方法に比較するとほぼ半分程度とする
することができる。このアライメント方法は、特に１シ
リーズの全てのレチクルマスク間で誤差傾向が同じでな
い場合に有効である。
左右にレチクルパターンのほぼ中心を通る一直線上に少
なくとも２個のアライメントマークＡ、Ｂを設け、ま
た、レチクルパターンの上下にその中心にほぼ対称な位
置に少なくとも別の２個のアライメントマークＣ、Ｄを
設け、一方、基準位置側にこれらアライメントマーク
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する基準線Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、
Ｄ′を設け、アライメントマークＡと基準線Ａ′、アラ
イメントマークＢと基準線Ｂ′を合わせて回転位置及び
上下方向の位置を合わせ、この位置合わせ状態で、アラ
イメントマークＣと基準線Ｃ′の間の誤差と、アライメ
ントマークＤと基準線Ｄ′の間の誤差とを求め、これら
両誤差が同じ大きさで、相互に反対方向にあるように合
わせることにより左右方向の位置合わせを行うので、レ
チクルパターンに直交度誤差、寸法誤差の何れがあって
も、それに起因する投影パターン間の重ね合わせ精度へ
の影響は、従来の方法に比較するとほぼ半分程度とする
することができる。このアライメント方法は、特に１シ
リーズの全てのレチクルマスク間で誤差傾向が同じでな
い場合に有効である。
【００１５】
【実施例】まず、図１、図２を参照にして、本発明のレ
チクルアライメント方法の原理を説明する。本発明にお
いては、前記のようなＩＣやＬＳＩを作るのに使用され
る１シリーズの複数のレチクルマスク各々の誤差に起因
する問題を、図１に示すように、レチクルパターン部１
の両側及び上下側にアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
４個を配置して、マークＡ、Ｂを用いて、従来と同様に
平行出しし（回転位置を合わせる）、上側と下側に設け
たマークＣ、Ｄを用いて左右方向の位置出しを行うよう
にして解決する。特に、本発明においては、マークＣ、
Ｄを用いて左右方向の位置出しする点に特徴がある。こ
の点を図６（ａ）、（ｂ）と同様に直交度不良のある場
合、及び、寸法誤差がある場合を用いて説明する。図２
（ａ）は直交度不良のあるレチクルパターン３の位置合
わせを行う場合であり、設計値パターンが点線２の位置
にあるとすると、設計値パターン２の基準マークないし
それに対応するヘアーラインＡ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′が
ウエーハ上に又はステッパーに設けられている。レチク
ルパターン３の回転位置合わせ（平行出し）は、マーク
ＡとＡ′、ＢとＢ′を合わせるようにして行う。この平
行出しは従来と同様である。そして、平行出しした状態
での左右方向の位置出しは、マークＣとＣ′間の誤差δ
1 とマークＤとＤ′間の誤差δ2 とが同じ大きさで、相
互に反対方向にあるように割り振って決めるというアラ
イメント操作を行う。また、図２（ｂ）に示すように寸
法誤差があるレチクルパターン４の位置合わせを行う場
合は、レチクルパターン４の回転位置合わせ（平行出
し）は、マークＡとＡ′、ＢとＢ′を合わせるようにし
て行うことにより、上下方向の寸法誤差をほぼ半分にす
ることができる。また、平行出しした状態での左右方向
の位置出しは、マークＣとＣ′間に誤差がないように、
また、マークＤとＤ′間に誤差ないようにアライメント
操作を行う。このようにすると、１シリーズの全てのレ
チクルマスク間で歪み傾向が異なる場合でも、そのレチ
クルに起因する投影パターン間の重ね合わせ精度への影
響を図６に示したような従来の方法に比較すると、ほぼ
半分程度とするすることができる。ここで、ほぼ半分程
度とは、ズレが一番大きい部分についてほぼ半分になる
という意味である。この方法は、特に１シリーズの全て
のレチクルマスク間で誤差傾向が同じでない場合に有効
である。
チクルアライメント方法の原理を説明する。本発明にお
いては、前記のようなＩＣやＬＳＩを作るのに使用され
る１シリーズの複数のレチクルマスク各々の誤差に起因
する問題を、図１に示すように、レチクルパターン部１
の両側及び上下側にアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
４個を配置して、マークＡ、Ｂを用いて、従来と同様に
平行出しし（回転位置を合わせる）、上側と下側に設け
たマークＣ、Ｄを用いて左右方向の位置出しを行うよう
にして解決する。特に、本発明においては、マークＣ、
Ｄを用いて左右方向の位置出しする点に特徴がある。こ
の点を図６（ａ）、（ｂ）と同様に直交度不良のある場
合、及び、寸法誤差がある場合を用いて説明する。図２
（ａ）は直交度不良のあるレチクルパターン３の位置合
わせを行う場合であり、設計値パターンが点線２の位置
にあるとすると、設計値パターン２の基準マークないし
それに対応するヘアーラインＡ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′が
ウエーハ上に又はステッパーに設けられている。レチク
ルパターン３の回転位置合わせ（平行出し）は、マーク
ＡとＡ′、ＢとＢ′を合わせるようにして行う。この平
行出しは従来と同様である。そして、平行出しした状態
での左右方向の位置出しは、マークＣとＣ′間の誤差δ
1 とマークＤとＤ′間の誤差δ2 とが同じ大きさで、相
互に反対方向にあるように割り振って決めるというアラ
イメント操作を行う。また、図２（ｂ）に示すように寸
法誤差があるレチクルパターン４の位置合わせを行う場
合は、レチクルパターン４の回転位置合わせ（平行出
し）は、マークＡとＡ′、ＢとＢ′を合わせるようにし
て行うことにより、上下方向の寸法誤差をほぼ半分にす
ることができる。また、平行出しした状態での左右方向
の位置出しは、マークＣとＣ′間に誤差がないように、
また、マークＤとＤ′間に誤差ないようにアライメント
操作を行う。このようにすると、１シリーズの全てのレ
チクルマスク間で歪み傾向が異なる場合でも、そのレチ
クルに起因する投影パターン間の重ね合わせ精度への影
響を図６に示したような従来の方法に比較すると、ほぼ
半分程度とするすることができる。ここで、ほぼ半分程
度とは、ズレが一番大きい部分についてほぼ半分になる
という意味である。この方法は、特に１シリーズの全て
のレチクルマスク間で誤差傾向が同じでない場合に有効
である。
【００１６】アライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの配置
位置については、平行出し用のマークＡ、Ｂについて
は、レチクルパターン部１を挟んで左右にレチクルパタ
ーン部１のほぼ中心を通る一直線上に位置し、左右方向
の位置出しマークＣ、Ｄについては、レチクルパターン
部１の上下にその中心にほぼ対称な位置に設ければよ
い。
位置については、平行出し用のマークＡ、Ｂについて
は、レチクルパターン部１を挟んで左右にレチクルパタ
ーン部１のほぼ中心を通る一直線上に位置し、左右方向
の位置出しマークＣ、Ｄについては、レチクルパターン
部１の上下にその中心にほぼ対称な位置に設ければよ
い。
【００１７】さて、このようなアライメントマークＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄが設けられたレチクルマスク１０のアライメ
ント装置を備えた縮小投影露光装置（ステッパ）につい
て説明する。図３は、この縮小投影露光装置の概略の構
成を示す図であり、この装置は、照明光学系１１、この
照明光学系１１からの照明光を図示していないレチクル
載置台に載せられたレチクルマスク１０に均一に集光す
るコンデンサーレンズ１２、レチクルマスク１０のレチ
クルパターンを縮小投影する縮小投影レンズ１３、ウエ
ーハ１５をその上に載置して歩進移動を行うウエーハ載
置台１４、ウエーハ１５の装置光軸に対する位置決めを
行うウエーハアライメント装置１６、レチクルマスク１
０の装置光軸に対する位置決めを行うレチクルアライメ
ント装置２０等からなり、レチクルマスク１０のマスク
パターンを縮小投影レンズ１３によりウエーハ１５上に
１／５倍ないし１／１０倍に縮小して投影し、露光後、
所定ピッチずつ送りながら露光を繰り返すことにより、
１つのパターンを焼き付ける。次いで、レチクルマスク
１０を交換して、前回の焼付けパターンと位置合わせし
て、重ね合わせ露光をする。この際、ウエーハアライメ
ント装置１６及びレチクルアライメント装置２０により
それぞれウエーハ１５及びレチクルマスク１０を装置光
軸に対して正確に位置決めしておけば、各マスクパター
ンは、ウエーハ１５上で誤差なく重ね合わせされる。こ
の中、ウエーハアライメント装置１６は、レーザ１７か
らの照明光をアライメント光学系Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗθを介
してウエーハ１５上のアライメントマークに当て、その
像をアライメント光学系Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗθを介してＴＶ
カメラ１８により撮像し、基準線（ヘアーライン）から
のｘ方向、ｙ方向、光軸回りの回転角のズレを画像処理
により求め、それを補正するようにウエーハ載置台１４
を移動させることにより、ウエーハ１５を装置光軸に対
して正確に位置決めする公知のものである。
Ｂ、Ｃ、Ｄが設けられたレチクルマスク１０のアライメ
ント装置を備えた縮小投影露光装置（ステッパ）につい
て説明する。図３は、この縮小投影露光装置の概略の構
成を示す図であり、この装置は、照明光学系１１、この
照明光学系１１からの照明光を図示していないレチクル
載置台に載せられたレチクルマスク１０に均一に集光す
るコンデンサーレンズ１２、レチクルマスク１０のレチ
クルパターンを縮小投影する縮小投影レンズ１３、ウエ
ーハ１５をその上に載置して歩進移動を行うウエーハ載
置台１４、ウエーハ１５の装置光軸に対する位置決めを
行うウエーハアライメント装置１６、レチクルマスク１
０の装置光軸に対する位置決めを行うレチクルアライメ
ント装置２０等からなり、レチクルマスク１０のマスク
パターンを縮小投影レンズ１３によりウエーハ１５上に
１／５倍ないし１／１０倍に縮小して投影し、露光後、
所定ピッチずつ送りながら露光を繰り返すことにより、
１つのパターンを焼き付ける。次いで、レチクルマスク
１０を交換して、前回の焼付けパターンと位置合わせし
て、重ね合わせ露光をする。この際、ウエーハアライメ
ント装置１６及びレチクルアライメント装置２０により
それぞれウエーハ１５及びレチクルマスク１０を装置光
軸に対して正確に位置決めしておけば、各マスクパター
ンは、ウエーハ１５上で誤差なく重ね合わせされる。こ
の中、ウエーハアライメント装置１６は、レーザ１７か
らの照明光をアライメント光学系Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗθを介
してウエーハ１５上のアライメントマークに当て、その
像をアライメント光学系Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗθを介してＴＶ
カメラ１８により撮像し、基準線（ヘアーライン）から
のｘ方向、ｙ方向、光軸回りの回転角のズレを画像処理
により求め、それを補正するようにウエーハ載置台１４
を移動させることにより、ウエーハ１５を装置光軸に対
して正確に位置決めする公知のものである。
【００１８】ところで、レチクルアライメント装置２０
は、レチクルマスク１０上のアライメントマークＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄを別々に読み取る読み取り光学系２２Ａ、２
２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを備え、それらの画像をハーフミ
ラー２３〜２５等を介して例えば図４に示すような並列
した領域５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄに合成し、ＴＶカメラ
２１によりこの合成像を撮像するようになっている。Ｔ
Ｖカメラ２１内には、その像面の各領域５Ａ、５Ｂ、５
Ｃ、５Ｄに図４に示すようなアライメント用のヘアーラ
インＡ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′が設けられている。この代
わりに、各ヘアーラインを電子的に発生させるようにし
てもよい。ＴＶカメラ２１で撮像された図４のような像
信号は信号処理制御装置２６に送られ、マークＡとＡ′
の誤差δA 、マークＢとＢ′の誤差δB を画像処理して
計測し、図示していないレチクル載置台の回転と上下方
向に移動を制御してこれら誤差δA 、δB がゼロになる
ように位置合わせして回転位置合わせ（平行出し）を行
う。一方、マークＣとＣ′の誤差δ1 、マークＤとＤ′
の誤差δ2 も画像処理して計測され、誤差δ1 とδ２
が同じ大きさで、相互に反対方向にあるように、レチク
ル載置台の左右方向の移動が制御され、アライメントが
行われる。
は、レチクルマスク１０上のアライメントマークＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄを別々に読み取る読み取り光学系２２Ａ、２
２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを備え、それらの画像をハーフミ
ラー２３〜２５等を介して例えば図４に示すような並列
した領域５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄに合成し、ＴＶカメラ
２１によりこの合成像を撮像するようになっている。Ｔ
Ｖカメラ２１内には、その像面の各領域５Ａ、５Ｂ、５
Ｃ、５Ｄに図４に示すようなアライメント用のヘアーラ
インＡ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′が設けられている。この代
わりに、各ヘアーラインを電子的に発生させるようにし
てもよい。ＴＶカメラ２１で撮像された図４のような像
信号は信号処理制御装置２６に送られ、マークＡとＡ′
の誤差δA 、マークＢとＢ′の誤差δB を画像処理して
計測し、図示していないレチクル載置台の回転と上下方
向に移動を制御してこれら誤差δA 、δB がゼロになる
ように位置合わせして回転位置合わせ（平行出し）を行
う。一方、マークＣとＣ′の誤差δ1 、マークＤとＤ′
の誤差δ2 も画像処理して計測され、誤差δ1 とδ２
が同じ大きさで、相互に反対方向にあるように、レチク
ル載置台の左右方向の移動が制御され、アライメントが
行われる。
【００１９】このようにして、図２で示した原理によ
り、１シリーズの全てのレチクルマスク間で歪み傾向が
異なる場合でも、従来のほぼ半分の誤差でレチクルパタ
ーンをウエーハ上で重ね合わせることができる。
り、１シリーズの全てのレチクルマスク間で歪み傾向が
異なる場合でも、従来のほぼ半分の誤差でレチクルパタ
ーンをウエーハ上で重ね合わせることができる。
【００２０】以上、本発明を実施例に基づいて説明して
きたが、本発明は上記実施例に限定されず種々の変形が
可能である。また、光学的なステッパを前提にして本発
明のレチクルアライメント方法について説明してきた
が、本発明はＸ線ステッパにも適用できるのはもちろん
である。さらに、ウエーハ上へ１：１で一括露光して転
写するマスクパターンを１枚のレチクルからステップ・
アンド・リピート方式で作成するリピータにも適用でき
る。
きたが、本発明は上記実施例に限定されず種々の変形が
可能である。また、光学的なステッパを前提にして本発
明のレチクルアライメント方法について説明してきた
が、本発明はＸ線ステッパにも適用できるのはもちろん
である。さらに、ウエーハ上へ１：１で一括露光して転
写するマスクパターンを１枚のレチクルからステップ・
アンド・リピート方式で作成するリピータにも適用でき
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した本発明のレチクルアライメ
ント方法及びそのためのレチクルマスクを使用する露光
装置によると次のような効果が得られる。ＩＣ又はＬ
ＳＩの作成に使用する１シリーズのレチクルマスクのパ
ターンが設計値に対して歪みがある場合にも、直交度、
寸法誤差に起因する影響をほぼ２分の１とすることがで
きるため、ＩＣやＬＳＩの高集積度化に伴うウエーハ上
のパターンの微細化に対応して、レチクルパターン間の
重ね合わせ精度を向上することができる。
ント方法及びそのためのレチクルマスクを使用する露光
装置によると次のような効果が得られる。ＩＣ又はＬ
ＳＩの作成に使用する１シリーズのレチクルマスクのパ
ターンが設計値に対して歪みがある場合にも、直交度、
寸法誤差に起因する影響をほぼ２分の１とすることがで
きるため、ＩＣやＬＳＩの高集積度化に伴うウエーハ上
のパターンの微細化に対応して、レチクルパターン間の
重ね合わせ精度を向上することができる。
【００２２】通常、ＩＣ又はＬＳＩの作成に使用する
１シリーズのレチクルマスクのパターンは、設計値から
のズレをできるだけ同じ傾向とするため、同一工程、同
一機種による描画を行っているが、本発明によれば、直
交度、寸法誤差に起因する設計値からのズレの影響をほ
ぼ２分の１にすることができるため、レチクル自体の誤
差許容範囲を広くすることができる。
１シリーズのレチクルマスクのパターンは、設計値から
のズレをできるだけ同じ傾向とするため、同一工程、同
一機種による描画を行っているが、本発明によれば、直
交度、寸法誤差に起因する設計値からのズレの影響をほ
ぼ２分の１にすることができるため、レチクル自体の誤
差許容範囲を広くすることができる。
【００２３】したがって、別機種、別工程で作成され
たレチクルの使用が可能になる。
たレチクルの使用が可能になる。
【図１】本発明に基づくアライメントマークの配置を説
明するための図である。
明するための図である。
【図２】本発明のアライメント方法を説明するための図
である。
である。
【図３】本発明に基づく縮小投影露光装置の概略の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】読み取り光学系により読み取られた画像の合成
像を説明するための図である。
像を説明するための図である。
【図５】従来のアライメントマークの配置を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図６】従来のアライメント方法を説明するための図で
ある。
ある。
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…アライメントマーク Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′…アライメント用のヘアーライ
ン Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗθ…アライメント光学系 １…レチクルパターン部 ２…設計値パターン ３…直交度不良のあるレチクルパターン ４…寸法誤差があるレチクルパターン ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ…画像領域 １０…レチクルマスク １１…照明光学系 １２…コンデンサーレンズ １３…縮小投影レンズ １４…ウエーハ載置台 １５…ウエーハ １６…ウエーハアライメント １７…レーザ １８…ＴＶカメラ ２０…レチクルアライメント装置 ２１…ＴＶカメラ ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ…読み取り光学系 ２３、２４、２５…ハーフミラー ２６…信号処理制御装置
ン Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗθ…アライメント光学系 １…レチクルパターン部 ２…設計値パターン ３…直交度不良のあるレチクルパターン ４…寸法誤差があるレチクルパターン ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ…画像領域 １０…レチクルマスク １１…照明光学系 １２…コンデンサーレンズ １３…縮小投影レンズ １４…ウエーハ載置台 １５…ウエーハ １６…ウエーハアライメント １７…レーザ １８…ＴＶカメラ ２０…レチクルアライメント装置 ２１…ＴＶカメラ ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ…読み取り光学系 ２３、２４、２５…ハーフミラー ２６…信号処理制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/08 G03F 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 レチクルパターンの周囲に設けられたア
ライメントマークとそれに対応する位置に設けられた基
準線との間のズレによりレチクルパターンを基準位置に
対してアライメントする方法において、レチクルパター
ンを挟んで左右にレチクルパターンのほぼ中心を通る一
直線上に少なくとも２個のアライメントマークＡ、Ｂを
設け、また、レチクルパターンの上下にその中心にほぼ
対称な位置に少なくとも別の２個のアライメントマーク
Ｃ、Ｄを設け、一方、基準位置側にこれらアライメント
マークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する基準線Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′を設け、アライメントマークＡと基準線
Ａ′、アライメントマークＢと基準線Ｂ′を合わせて回
転位置及び上下方向の位置を合わせ、この位置合わせ状
態で、アライメントマークＣと基準線Ｃ′の間の誤差
と、アライメントマークＤと基準線Ｄ′の間の誤差とを
求め、これら両誤差が同じ大きさで、相互に反対方向に
あるように合わせることにより左右方向の位置合わせを
行うことを特徴とするレチクルアライメント方法。 - 【請求項２】 基板を保持して、基板表面に略平行な直
交方向の移動及び基板表面に垂直な光軸周りの回転角が
調節可能なステージ手段を備え、基板を順次移動しなが
ら基板上の複数の露光領域それぞれについて、レチクル
マスク上のパターンと基板上のパターンを相対位置合わ
せして、レチクルマスク上のレチクルパターンを基板上
の複数箇所に光又はＸ線により投影露光する露光装置に
おいて、レチクルマスクを保持して、その表面に略平行
な直交方向の移動及びその表面に垂直な光軸周りの回転
角が調節可能な移動台を設け、該レチクルマスクの周囲
の少なくとも４つのアライメントマークを読み取り、各
アライメントマークと対応する基準線との間の誤差を計
測する手段を備え、対向する一対のアライメントマーク
と対応する基準線を合わせることによりレチクルマスク
の回転位置及び上下方向の位置合わせを行い、別の一対
のアライメントマークと対応する基準線との間の誤差を
求め、両誤差が同じ大きさで、相互に反対方向になるよ
うに合わせて左右方向の位置合わせを行う制御手段を備
えていることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14615091A JP3110796B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | レチクルアライメント方法及び露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14615091A JP3110796B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | レチクルアライメント方法及び露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369825A JPH04369825A (ja) | 1992-12-22 |
| JP3110796B2 true JP3110796B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=15401268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14615091A Expired - Lifetime JP3110796B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | レチクルアライメント方法及び露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3110796B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102458291B1 (ko) * | 2020-09-04 | 2022-10-25 | 주식회사 바디프랜드 | 방향전환이 가능한 회전형 안마의자 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107037696B (zh) * | 2017-06-16 | 2019-11-22 | 上海华力微电子有限公司 | 提高套刻精度的方法 |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP14615091A patent/JP3110796B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102458291B1 (ko) * | 2020-09-04 | 2022-10-25 | 주식회사 바디프랜드 | 방향전환이 가능한 회전형 안마의자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04369825A (ja) | 1992-12-22 |
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