JP3223547B2 - Position control apparatus, exposure apparatus having the position control apparatus, device manufactured by the exposure apparatus, position control method, exposure method using the position control method, and device manufacturing method including the exposure method - Google Patents

Position control apparatus, exposure apparatus having the position control apparatus, device manufactured by the exposure apparatus, position control method, exposure method using the position control method, and device manufacturing method including the exposure method

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JP3223547B2 JP33929991A JP33929991A JP3223547B2 JP 3223547 B2 JP3223547 B2 JP 3223547B2 JP 33929991 A JP33929991 A JP 33929991A JP 33929991 A JP33929991 A JP 33929991A JP 3223547 B2 JP3223547 B2 JP 3223547B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、設計上の配列規則性に
基いて基板上に配列された複数の領域のひとつを特定の
処置位置に位置決めする位置合せ装置、詳しくは、基板
上のいくつかの領域の座標位置の実測値と設計上の配列
座標値とに基いて可動ステ−ジの目標停止座標位置を算
出した後に、この目標停止座標位置に向って可動ステ−
ジを移動させて停止させる位置合せ装置、および設計上
の配列規則性に基いて基板上に配列された多数のショッ
ト領域の中からいくつかのショット領域を選択して座標
位置を実測し、この実測値と設計上の配列座標値とに基
いて全部のショット領域の夫々に対応する可動ステ−ジ
の各目標停止座標位置(マスクパターンとの整合位置)
を算出した後に、それぞれの目標停止座標位置に向って
可動ステ−ジをステップアンドリピ−ト方式で移動させ
ては停止させることにより、マスクパタ−ンとショット
領域とを位置合せする露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning apparatus for positioning one of a plurality of regions arranged on a substrate at a specific treatment position based on a design arrangement regularity. After calculating the target stop coordinate position of the movable stage based on the actual measurement value of the coordinate position of the area and the array coordinate value in design, the movable station is moved toward the target stop coordinate position.
A positioning device that moves and stops the laser, and several shot regions are selected from a large number of shot regions arranged on the substrate based on the arrangement regularity in the design, and the coordinate position is actually measured. Each target stop coordinate position of the movable stage corresponding to each of all shot areas (alignment position with the mask pattern) based on the actually measured value and the designed array coordinate value
And a moving stage is moved and stopped in a step-and-repeat manner toward each target stop coordinate position to thereby align the mask pattern with the shot area.

【0002】[0002]

【従来の技術】特定の処理位置に対して試料を載置した
可動ステ−ジを移動させて、試料表面に規則的に配列さ
れた複数の領域のひとつを処理位置に送り込み、この領
域を処理位置に対して2次元的に位置合せした後に、こ
の領域について投影露光や機能検査等の処理操作を行
う、という一連の手順を次々に繰返して、結果的に、試
料上の全部の領域で処理操作を完了させる種々の装置が
実用化されている。このような装置における試料上の1
つの領域と処理位置との2次元的な位置合せ方法の例と
して、特開昭61−44429号公報には、設計上の配
列規則性に基いて基板上に配列された多数の領域の中か
らいくつかのサンプリングすべき領域を随意に選択し、
これらのサンプリング領域について座標位置を実測し
て、これらの実測値と設計上の配列座標値とに基いて基
板上の全部の領域の座標位置を算出しておき、その後の
処理操作時には、算出された座標位置に向って可動ステ
−ジを移動して停止させるだけで、領域(またはその領
域に付随して形成した位置合せマ−ク)の位置を一切検
出することなく機械的に位置合せを完了する方法が紹介
されている。
2. Description of the Related Art A movable stage on which a sample is placed is moved to a specific processing position, and one of a plurality of regions regularly arranged on the surface of the sample is sent to the processing position, and this region is processed. After a two-dimensional alignment with respect to the position, a series of procedures of performing processing operations such as projection exposure and functional inspection on this area are repeated one after another, and as a result, processing is performed on all the areas on the sample. Various devices for completing the operation have been put to practical use. 1 on the sample in such a device
As an example of a two-dimensional alignment method between one area and a processing position, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429 discloses a method in which a large number of areas arranged on a substrate are arranged based on an arrangement regularity in design. Optionally select some regions to sample,
The coordinate positions of these sampling areas are actually measured, and the coordinate positions of all the areas on the substrate are calculated based on these actually measured values and the design coordinate values. By simply moving the movable stage toward the set coordinate position and stopping the movable stage, mechanical alignment can be performed without detecting any position of the area (or an alignment mark formed in association with the area). How to complete is introduced.

【0003】この方法によれば、選択されたいくつかの
サンプリング領域における検出結果の個々の誤差量が平
均化されるから、基板上の領域の配列の規則性を生かし
た正確な位置合せが可能である。また、機械的なステッ
プアンドリピ−ト方式の順送りだけで必要な位置合せが
完了するから、それぞれの領域で処理操作前に独立に位
置検出を行って、全部の領域で位置合せを繰返す方法に
比較して合計の処理時間が短縮される。
According to this method, since the respective error amounts of the detection results in several selected sampling regions are averaged, accurate positioning can be performed by utilizing the regularity of the arrangement of the regions on the substrate. It is. In addition, since the necessary positioning is completed only by the mechanical step-and-repeat progressive feeding, the position is detected independently in each area before the processing operation, and the positioning is repeated in all the areas. In comparison, the total processing time is reduced.

【0004】特開昭61−44429号公報に紹介され
た方法を用いて基板上のそれぞれの領域を処理位置(例
えば露光位置)に位置合せする位置合せ装置は、複数の
領域を規則的に2次元配列した基板を保持して各領域の
配列方向に沿って移動可能な可動ステ−ジと、可動ステ
−ジの座標位置を計測する座標計測手段と、可動ステ−
ジを移動して基板上のいくつかの領域の座標位置を座標
計測手段と協働して予め実測する実測手段と、これらの
領域の座標位置の実測値と基板上における全部の領域の
設計上の配列座標位置とに基いて統計的な演算を行っ
て、全部の領域の実際の座標位置(目標位置)を算出す
る演算手段と、座標計測手段により刻々計測される可動
ステ−ジの座標位置と算出された実際の座標位置(目標
位置)とが等しくなるように可動ステ−ジを位置決めす
るステ−ジ制御手段とを備えており、実測手段によるサ
ンプリング領域の座標位置計測と演算手段による領域の
座標位置(目標位置)の算出とを行った後は、ステ−ジ
制御手段による機械的な順送りだけで各領域と処理位置
の位置合せが遂行される。
An alignment apparatus that aligns each area on a substrate to a processing position (for example, an exposure position) by using a method introduced in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429 discloses a method in which a plurality of areas are regularly aligned with each other. A movable stage capable of holding a three-dimensionally arranged substrate and moving along the arrangement direction of each region, coordinate measuring means for measuring a coordinate position of the movable stage, and a movable stage
Actual measuring means for measuring the coordinate positions of several areas on the substrate in advance in cooperation with the coordinate measuring means, and measuring the coordinate positions of these areas and the design of all the areas on the substrate. Calculating means for calculating the actual coordinate position (target position) of the entire area by performing a statistical calculation based on the array coordinate position of the movable stage, and the coordinate position of the movable stage measured by the coordinate measuring means every moment Stage control means for positioning the movable stage so that the calculated actual coordinate position (target position) is equal to the actual coordinate position (target position). After the calculation of the coordinate position (target position), the alignment between each area and the processing position is performed only by mechanical forward movement by the stage control means.

【0005】このような位置合せ装置の応用例として、
露光試料(感光基板)上に配列した多数の露光領域を投
影光学系の視野内のマスクパターン像に順次ステップア
ンドリピ−ト式で送り込んで位置決めする投影露光装置
(ステッパ−)を掲げることができる。投影露光装置
は、投影光学系の投影像面内でマスクパタ−ン像と露光
領域のひとつとを2次元的に重ね合せた後に、マスクパ
タ−ンの背面側から紫外線等の露光光を照射してマスク
パタ−ンを露光領域に投影する装置であって、感光材を
塗布した露光領域にマスクパタ−ンを転写する。投影露
光装置は、半導体デバイスの製造を始めとする種々の精
密加工の分野で実用化されており、それぞれの用途に応
じた開発研究が盛んに行われている。特に、近年の半導
体デバイスの集積度の向上と設計線幅の縮小に伴なっ
て、半導体製造用の投影露光装置では、その総合的な位
置合せ精度に対する要求が、1つの露光領域内のどの点
においても0.1μm 以下のレベルに達する一方で、ス
ル−プット(単位時間当りのウェハの処理枚数)の低下
は許されず、精度と能率を両立できるアライメント技術
(露光領域とマスクパタ−ンの位置合せ)に関する改善
が強く求められている。
As an application example of such a positioning device,
A projection exposure apparatus (stepper) for sequentially sending and positioning a large number of exposure areas arranged on an exposure sample (photosensitive substrate) to a mask pattern image in a field of view of a projection optical system in a step-and-repeat manner can be used. . The projection exposure apparatus superimposes a mask pattern image and one of the exposure areas two-dimensionally within a projection image plane of a projection optical system, and then irradiates exposure light such as ultraviolet rays from the back side of the mask pattern. An apparatus for projecting a mask pattern onto an exposure area, wherein the mask pattern is transferred onto the exposure area on which a photosensitive material has been applied. Projection exposure apparatuses have been put to practical use in various fields of precision processing, such as the manufacture of semiconductor devices, and development research according to each application has been actively conducted. In particular, with the recent increase in the degree of integration of semiconductor devices and the reduction in design line width, projection exposure apparatuses for semiconductor manufacturing require a total alignment accuracy of which point within one exposure area. In this case, while the level reaches 0.1 μm or less, a decrease in throughput (the number of processed wafers per unit time) is not allowed, and an alignment technique (alignment of the exposure area and the mask pattern) that can achieve both accuracy and efficiency. ) Is strongly required.

【0006】特開昭61−44429号公報に紹介され
た方法を用いて露光領域のアライメントを実行する半導
体製造用の投影露光装置は、例えば、多数の露光領域
(ショット領域といもいう)を規則的に2次元配列した
ウェハを載置して露光領域の配列方向に沿って移動可能
なX−Yステ−ジと、X−Yステ−ジの座標位置をリア
ルタイムに計測して、この計測値に基づいてX−Yステ
−ジ上における投影光学系の視野中心座標位置、すなわ
ちマスクパターンの投影中心点を出力するためのレ−ザ
干渉計と、X−Yステ−ジを移動していくつかの露光領
域に付随したアライメントマ−クを検出し、該マークの
座標位置をレ−ザ干渉計により検出することで露光領域
の座標位置を予め実測する実測手段と、これらの座標位
置の実測値とウェハ上における露光領域の設計上の配列
座標位置とに基いて統計的な演算を行って、露光すべき
複数の露光領域の実際の座標位置を算出する演算手段
と、レ−ザ干渉計により刻々と計測されるX−Yステ−
ジの座標位置が算出された座標位置と一致するようにX
−Yステ−ジを位置決めさせるステ−ジ制御手段とを備
えており、実測手段によるいくつかの露光領域の座標位
置の実測と、演算手段による全部の領域の座標位置の算
出とを行った後に、ステ−ジ制御手段によりX−Yステ
ージをステップアンドリピ−ト方式で順次送り込むとと
もに、それぞれの停止位置における投影露光とが繰返さ
れる。
[0006] A projection exposure apparatus for manufacturing semiconductors, which performs alignment of exposure areas using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429, for example, requires a large number of exposure areas (also referred to as shot areas) to be regulated. An XY stage movable on the two-dimensionally arranged wafers along the arrangement direction of the exposure area and the coordinate position of the XY stage are measured in real time, and the measured values are measured. And a laser interferometer for outputting the coordinate position of the center of the field of view of the projection optical system on the XY stage, that is, the projection center point of the mask pattern, based on the XY stage. Measuring means for measuring the coordinate position of the exposure area in advance by detecting the alignment mark attached to the exposure area and detecting the coordinate position of the mark by a laser interferometer; and measuring the coordinate position of the exposure area in advance. Value and wafer Calculating means for calculating the actual coordinate positions of a plurality of exposure areas to be exposed by performing a statistical calculation based on the designed arrangement coordinate positions of the exposure areas in the above, and measuring every moment by a laser interferometer XY stay
X so that the coordinate position of the
And stage control means for positioning the Y stage, after the actual measurement means actually measures the coordinate positions of some exposure areas and the arithmetic means calculates the coordinate positions of all the areas. The XY stage is sequentially fed by the stage control means in a step-and-repeat manner, and the projection exposure at each stop position is repeated.

【0007】特開昭61−44429号公報に紹介され
た方法では、基板上の領域の実際の配列の規則性は設計
上の配列座標値に従った関係、あるいはせいぜい単純な
比例関係(直線関係)にあると仮定して、実際の基板上
における全部の領域の座標位置を算出している訳である
から、実際の基板上の領域の各配列座標値によって決ま
る規則性が設計上で決まっている配列規則性に対して誤
差を含む場合には、ステ−ジ制御手段によるそれぞれの
領域に対する位置合せが不正確になる。すなわち、基板
上の各領域の配列によって特定される規則性が設計上で
決まっている配列規則性に対して等しいときは基板上の
各領域の全てが設計値に対して直線位置誤差を有する
が、単純な比例関係にない場合は、それぞれの領域の実
際の配列位置と可動ステ−ジの停止目標である演算され
た座標位置との偏差量が比例関係になっていないところ
で拡大する。ここで、実際の配列位置と設計上の配列座
標位置との偏差量がそれぞれの領域で無秩序(ランダ
ム)にばらつく場合には位置合せ精度をさらに向上させ
る余地はほとんど無いが、基板上のそれぞれの領域の位
置偏差量の分布状態に再現性のある非線形性を見出すこ
とができれば、最終的な位置合せ精度をさらに向上させ
ることも可能である。例えば、設計上の配列座標位置を
この偏差の非線形性を用いて修正して、実際の基板上の
領域の配列状態により近い修正された設計上の配列座標
位置を求めておき、アライメント時には演算手段によっ
て、サンプリング領域の座標位置の実測値と、この修正
された設計上の配列座標位置とに基いて統計的な演算を
行うことにより、非線形性がある場合でも演算された各
領域毎の座標位置(目標位置)と実際の座標位置の偏差
を基板上の全面で最小にすることができる。
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429, the regularity of the actual arrangement of the regions on the substrate is determined by the relationship according to the design coordinate values or at most a simple proportional relationship (linear relationship). ), The coordinate positions of all the regions on the actual substrate are calculated, so that the regularity determined by each array coordinate value of the regions on the actual substrate is determined by design. If there is an error in the arrangement regularity, the positioning of each area by the stage control means becomes inaccurate. That is, when the regularity specified by the arrangement of each region on the substrate is equal to the arrangement regularity determined by design, all the regions on the substrate have linear position errors with respect to the design values. If there is no simple proportional relationship, the area is enlarged where the deviation between the actual array position of each area and the calculated coordinate position which is the stop target of the movable stage is not in a proportional relationship. Here, when the deviation amount between the actual arrangement position and the designed arrangement coordinate position varies randomly in each region, there is little room for further improving the alignment accuracy, but there is little room for improving the alignment accuracy. If a reproducible nonlinearity can be found in the distribution of the position deviation amount of the region, the final positioning accuracy can be further improved. For example, the designed array coordinate position is corrected using the nonlinearity of the deviation, and a corrected designed array coordinate position closer to the actual array state of the region on the substrate is obtained. By performing a statistical calculation based on the actual measured values of the coordinate positions of the sampling area and the corrected array coordinate positions on the design, the coordinate position of each area calculated even when there is nonlinearity The deviation between the (target position) and the actual coordinate position can be minimized over the entire surface of the substrate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、投影露光装
置を用いた半導体製造プロセスにおいては、投影露光装
置を用いて無垢のウェハ上に規則的に配列した初層(フ
ァ−スト露光)パタ−ンに対して、再び投影露光装置を
用いて2層目以降のマスクパタ−ンを重ね焼きしてい
る。すなわち、設計上の配列座標位置に従ってX−Yス
テ−ジをステップアンドリピ−ト方式で位置決めしては
投影露光することを繰返して形成した初層パタ−ンが2
層目以降の露光転写における露光領域(ショット領域)
に相当し、この露光転写の際には、初層パタ−ンの一部
としてそのショット領域の周囲に形成された位置合せマ
−クを検出して、2層目以降のマスクパタ−ンと露光領
域とを2次元的に位置合せしている。また、特開昭61
−44429号公報に紹介された方法を用いてステップ
アンドリピ−ト方式の投影露光を実行する場合、ウェハ
上で適当に選ばれた5〜7個所の露光領域についてのみ
位置合せマ−クを検出して、ウェハ上の全部の露光領域
の座標位置を算出している。
In a semiconductor manufacturing process using a projection exposure apparatus, a first layer (fast exposure) pattern regularly arranged on a solid wafer using the projection exposure apparatus. The mask pattern of the second and subsequent layers is overprinted again using the projection exposure apparatus. That is, the first layer pattern formed by repeating the projection exposure by positioning the XY stage in a step-and-repeat manner in accordance with the arrangement coordinate position in the design is 2.
Exposure area (shot area) in exposure transfer after layer
In this exposure transfer, an alignment mark formed around the shot area as a part of the initial layer pattern is detected, and the mask pattern of the second and subsequent layers is exposed. The region is aligned two-dimensionally. Also, Japanese Unexamined Patent Publication No.
When performing step-and-repeat projection exposure using the method disclosed in Japanese Patent No. 44429, the alignment marks are detected only in appropriately selected 5 to 7 exposure areas on the wafer. Then, the coordinate positions of all the exposure regions on the wafer are calculated.

【0009】しかし、投影露光装置を用いて設計上の配
列座標位置に規則的に配列したつもりの初層パターン
(露光領域)は、実際のウェハ上では設計上の配列座標
位置から平均0.05μm 程度ずれて形成される傾向が
あり、個々のずれの方向は、露光転写時のX−Yステ−
ジのステップアンドリピ−トの移動方向に応じてほぼ一
定であることが判明した。半導体製造用の投影露光装置
のステップアンドリピ−トの経路は、通常、ウェハ上を
ジグザグに走査(ステッピング)するもので、初層パタ
−ンの偶数行と奇数行とでは反対方向のステッピング移
動となる。このとき、X−Yステ−ジの送り機構のわず
かなバックラッシュや、許容範囲内での潤滑特性のばら
つき等の機械的要因によって、X−Yステ−ジの目標停
止位置と実際の停止位置との間にはステッピングの方向
に応じた一様な定常偏差量が発生すると考えられる。こ
の一様な定常偏差量は、通常、制御可能な可動ステ−ジ
の最小移動量以下のレベルであるため、それぞれの露光
領域で位置合せマ−クを再度検出して修正することも容
易でなく、設計上の配列座標値に従って露光された初層
パタ−ンの実際の配列座標位置の定常偏差の方向は、偶
数行同士または奇数行同士では互いに等しく、偶数行と
奇数行とでは反対である。
However, the initial layer pattern (exposure area) which is intended to be regularly arranged at the designed arrangement coordinate position using the projection exposure apparatus has an average of 0.05 μm on the actual wafer from the designed arrangement coordinate position. They tend to be formed with a certain degree of deviation, and the direction of each deviation is determined by the XY stage during exposure transfer.
It has been found that it is almost constant according to the moving direction of the step-and-repeat. A step-and-repeat path of a projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor usually scans (steps) the wafer in a zigzag manner, and the stepping movement in the opposite direction is performed between the even and odd rows of the initial layer pattern. Becomes At this time, the target stop position and the actual stop position of the XY stage are caused by mechanical factors such as slight backlash of the feed mechanism of the XY stage and variations in lubrication characteristics within an allowable range. It is considered that a uniform steady-state deviation amount corresponding to the direction of the stepping occurs between. Since this uniform steady-state deviation amount is usually lower than the minimum movable amount of the movable stage that can be controlled, it is easy to detect and correct the alignment mark again in each exposure area. However, the direction of the steady-state deviation of the actual array coordinate position of the first layer pattern exposed according to the designed array coordinate value is equal to each other between even-numbered rows or odd-numbered rows, and is opposite between even-numbered rows and odd-numbered rows. is there.

【0010】投影露光装置の機械的要因によるステップ
アンドリピ−トの方向に応じた位置合せの定常偏差量
は、2層目以降でも露光転写のたびに発生する。従っ
て、初層パタ−ンのいくつかをサンプルアライメントし
て算出した座標位置に従ってX−Yステ−ジをステッピ
ングさせて投影露光を繰返して形成された2層目は、実
際の初層パタ−ンが設計上の配列座標位置に対して持つ
一様な定常偏差量の他に、2層目の露光時に算出された
露光領域の座標位置(目標位置)に対する定常偏差量を
含むことになる。
[0010] A steady-state deviation amount of the alignment in accordance with the step-and-repeat direction due to the mechanical factors of the projection exposure apparatus occurs every time the exposure transfer is performed even in the second and subsequent layers. Therefore, the second layer formed by repeating the projection exposure by stepping the XY stage in accordance with the coordinate position calculated by sample-aligning some of the initial layer patterns is the actual initial layer pattern. Includes the steady-state deviation amount with respect to the coordinate position (target position) of the exposure area calculated at the time of exposure of the second layer, in addition to the uniform steady-state deviation amount with respect to the array coordinate position in design.

【0011】さらに、このようなステップアンドリピ−
トの方向に応じた規則的な位置合せの偏差量は、ステッ
プアンドリピ−トの方向に強く依存するとともに、異な
る投影露光装置の間の機械的要因のばらつきにも依存し
ており、同一の投影露光装置を用いて同一ステッピング
経路で重ね合せ露光する場合においては、ウェハ上の定
常偏差量の分布が良好に再現することが確認されてい
る。
Further, such step and repeat
The deviation amount of the regular alignment in accordance with the direction of the projection exposure apparatus strongly depends on the step-and-repeat direction, and also depends on the variation of mechanical factors between different projection exposure apparatuses. It has been confirmed that the distribution of the steady-state deviation amount on the wafer is well reproduced in the case of performing the overlap exposure using the same stepping path using the projection exposure apparatus.

【0012】本発明は、この再現性のある偏差量分布を
利用して、領域の実際の配列状態を反映した可動ステ
−ジの停止目標位置を算出し、または、演算により求
めた停止目標位置に対して可動ステ−ジの実際の停止位
置を近付けて、従来の可動ステ−ジにおいて制御可能な
最小移動量(やり直して吸収できない誤差量に相当)以
下のレベルにまで位置合せの精度を高めた位置合せ装
置、および投影露光装置を提供することを目的とする。
The present invention utilizes this reproducible deviation amount distribution to calculate the target stop position of the movable stage reflecting the actual arrangement state of the area, or to calculate the target stop position. , The actual stop position of the movable stage is brought closer, and the positioning accuracy is increased to a level below the minimum controllable amount (corresponding to an error amount that cannot be absorbed by redoing) in the conventional movable stage. It is an object of the present invention to provide a positioning apparatus and a projection exposure apparatus.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明で
は、位置制御装置に、物体(W)を載置して二次元平面
内を移動可能なステージ(WS)と、該ステージの該二
次元平面内での移動方向の相違に起因する該ステージの
送り誤差情報(ΔMs、Δx1、Δx2)に基づいて、
該ステージの移動を制御する制御手段(B,N,HY,
CX,KY,MX)と、二次元平面内におけるステージ
の位置を計測する計測手段(E,F,G)と、ステージ
上に載置された基板上の複数の領域の位置情報を、計測
手段と協働して実測する実測手段(KX)と、を構成
し、該制御手段が誤差情報及び実測手段に実測された位
置情報に基づいて、ステージの移動を制御するように構
成した。また請求項2に記載の発明では、位置制御装置
に、複数の領域が設計上の配列情報に基づき二次元に規
則的に配列された基板(W)を載置して、該二次元の配
列方向のそれぞれに沿って二次元平面内を移動可能なス
テージ(WS)と、該基板上で所定の配列方向に直線状
に並んだ複数の領域を1つの組としたとき、該組(奇数
行)と隣接する他の組(偶数行)との間に発生しうる該
設計上の配列状態からの誤差情報(ΔMs)に基づい
て、該ステージの移動を補正制御する制御手段(B,
N,HY,CX,KY,MX)と、二次元平面内におけ
るステージの位置を計測する計測手段(E,F,G)
と、ステージ上に載置された基板上の複数の領域の位置
情報を、計測手段と協働して実測する実測手段(KX)
と、を構成し、該制御手段が、誤差情報及び実測手段に
実測された位置情報に基づいて、ステージの移動を制御
するように構成した。また請求項4に記載の発明では、
位置制御装置に、複数の領域が設計上の配列情報に基づ
いて二次元に規則的に配列された基板(W)を載置し
て、該二次元の配列方向のそれぞれに沿って二次元平面
内を移動可能なステージ(WS)と、該ステージの位置
を計測する計測手段(KX)と、該基板上の特定の複数
領域(サンプルショット)の位置情報を、該計測手段と
協働して実測する実測手段(F、G)と、該ステージを
移動せしめる際に発生しうる送り誤差情報(ΔMs)を
記憶する記憶手段(N)と、該実測された特定領域の位
置情報と、該設計上の配列情報と、該送り誤差情報とに
基づき、該ステージの移動を制御する制御手段(B,
H,CX,MX)と、を構成した。また請求項19に記
載の発明では、物体(W)を載置して二次元平面内を移
動可能なステージ(WS)の該平面内での移動方向の相
違に起因する誤差情報で且つ該ステージの移動方向に応
じてその大きさが異なる誤差情報(ΔMs、Δx1、Δ
x2)を獲得し、二次元平面内におけるステージの位置
を計測し、ステージ上に載置された基板上の複数の領域
の位置情報をステージの位置計測と協働して実測し、誤
差情報及び実測された位置情報とに基づいてステージの
移動を制御することとした。また請求項20に記載の発
明では、複数の領域が設計上の配列情報に基づき二次元
に規則的に配列された基板(W)を載置して、該二次元
の配列方向のそれぞれに沿って二次元平面内を移動可能
なステージ(WS)を有する位置制御装置(図1)の位
置制御方法において、該基板上で所定の配列方向に直線
状に並んだ複数の領域を1つの組としたとき、該組と隣
接する他の組との間に発生しうる該設計上の配列状態か
らの誤差情報(ΔMs)を獲得し、二次元平面内におけ
るステージの位置を計測し、記ステージ上に載置された
基板上の複数の領域の位置情報をステージの位置計測と
協働して実測し、誤差情報及び実測された位置情報とに
基づいて、該ステージの移動を制御することとした。ま
た請求項22に記載の発明では、複数の領域が設計上の
配列情報に基づいて二次元に規則的に配列された基板
(W)を載置して、該二次元の配列方向のそれぞれに沿
って二次元平面内を移動可能なステージ(WS)を有す
る位置制御装置(図1)の位置制御方法であって、該ス
テージの位置を計測し、該基板上の特定の複数領域の位
置情報を該位置計測と協働して実測し、該ステージを移
動せしめる際に発生しうる送り誤差情報(ΔMs)を記
憶し、該実測された特定領域の位置情報と、該基板上の
複数の領域の設計上の配列情報と、該送り誤差情報とに
基づき該ステージの移動を制御することとした。
According to the first aspect of the present invention, a stage (WS) capable of mounting an object (W) on a position control device and moving in a two-dimensional plane, and Based on the feed error information (ΔMs, Δx1, Δx2) of the stage caused by the difference in the moving direction in the two-dimensional plane,
Control means for controlling the movement of the stage (B, N, HY,
CX, KY, MX), measurement means (E, F, G) for measuring the position of the stage in a two-dimensional plane, and position information of a plurality of regions on the substrate placed on the stage. And actual measurement means (KX) for performing actual measurement in cooperation with the control means, and the control means controls the movement of the stage based on the error information and the position information actually measured by the actual measurement means. According to the second aspect of the present invention, a substrate (W) in which a plurality of regions are regularly arranged in a two-dimensional manner based on design arrangement information is placed on the position control device, and the two-dimensional arrangement is performed. When a stage (WS) that can move in a two-dimensional plane along each of the directions and a plurality of regions linearly arranged in a predetermined arrangement direction on the substrate are formed as one set, the set (odd row ) And another set (even-numbered row) adjacent thereto, based on error information (ΔMs) from the designed arrangement state that can occur between the sets (even rows).
N, HY, CX, KY, MX) and measuring means (E, F, G) for measuring the position of the stage in a two-dimensional plane
And actual measurement means (KX) for actually measuring positional information of a plurality of regions on a substrate placed on a stage in cooperation with the measurement means.
And the control means controls the movement of the stage based on the error information and the position information actually measured by the actual measurement means. In the invention according to claim 4,
A substrate (W) in which a plurality of regions are regularly arranged in a two-dimensional manner based on design arrangement information is placed on the position control device, and a two-dimensional plane is arranged along each of the two-dimensional arrangement directions. A stage (WS) that can move in the inside, a measuring unit (KX) that measures the position of the stage, and positional information of a plurality of specific regions (sample shots) on the substrate are cooperated with the measuring unit. Actual measurement means (F, G) for actual measurement, storage means (N) for storing feed error information (ΔMs) which may occur when the stage is moved, position information of the actually measured specific area, and the design Control means (B, B) for controlling the movement of the stage based on the above arrangement information and the feed error information.
H, CX, MX). Further, in the invention according to claim 19, the stage (WS) on which an object (W) is placed and which can move in a two-dimensional plane is error information due to a difference in the moving direction in the plane and the stage (WS). Error information (ΔMs, Δx1, Δ
x2) is obtained, the position of the stage in the two-dimensional plane is measured, the position information of a plurality of regions on the substrate placed on the stage is actually measured in cooperation with the position measurement of the stage, and error information and The movement of the stage is controlled based on the actually measured position information. According to the twentieth aspect of the present invention, a substrate (W) in which a plurality of regions are regularly arranged in a two-dimensional manner based on design arrangement information is placed, and each of the substrates is arranged along each of the two-dimensional arrangement directions. In a position control method of a position control device (FIG. 1) having a stage (WS) movable in a two-dimensional plane, a plurality of regions linearly arranged in a predetermined arrangement direction on the substrate are defined as one set. Then, error information (ΔMs) from the designed arrangement state that may occur between the set and another adjacent set is obtained, the position of the stage in a two-dimensional plane is measured, and The position information of a plurality of regions on the substrate placed on is actually measured in cooperation with the position measurement of the stage, and the movement of the stage is controlled based on the error information and the actually measured position information. . In the invention according to claim 22, a substrate (W) in which a plurality of regions are regularly arranged two-dimensionally on the basis of arrangement information on a design is placed, and the substrate is placed in each of the two-dimensional arrangement directions. A position control method for a position control device (FIG. 1) having a stage (WS) movable along a two-dimensional plane along a plane, wherein the position of the stage is measured and position information of a plurality of specific regions on the substrate is obtained. Is measured in cooperation with the position measurement, and feed error information (ΔMs) that may be generated when the stage is moved is stored, and the position information of the actually measured specific region and a plurality of regions on the substrate are stored. The movement of the stage is controlled based on the array information in design and the feed error information.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【作用】 請求項1、19に記載の発明によれば、ステ
ージの移動方向に相違に起因する送り誤差情報、及びス
テージ位置の実測結果を考慮してを考慮してステージの
移動を制御するので、ステージの移動方向に拘わらず正
確なステージの位置決めを行うことができる。請求項
2、20に記載の発明によれば、二次元に規則的に配列
された基板上の複数の領域の隣接する行間で発生する誤
差情報、及びステージ位置の実測結果を考慮してステー
ジの移動を制御するので、二次元配置された複数領域に
おける行の相違に拘わらず正確なステージの位置決めを
行うことができる。また請求項4、22に記載の発明に
よれば、統計的手法により算出された複数の領域の位置
決めを行う際に、ステージの移動に伴い生じる送り誤差
情報を考慮して位置決めを行うので、例えステージの移
動方向に依存する目標位置からの偏差が発生することが
あったとしても、基板を目標位置へ正確に位置決めする
ことができる。
According to the present invention, the movement of the stage is controlled in consideration of the feed error information resulting from the difference in the movement direction of the stage and the actual measurement result of the stage position. Thus, accurate positioning of the stage can be performed regardless of the moving direction of the stage. According to the second and twentieth aspects of the present invention, error information generated between adjacent rows of a plurality of regions on a substrate regularly arranged two-dimensionally, and the actual measurement result of the stage position are taken into consideration. Since the movement is controlled, accurate stage positioning can be performed irrespective of differences in rows in a plurality of two-dimensionally arranged areas. According to the inventions described in claims 4 and 22, when positioning a plurality of areas calculated by a statistical method, positioning is performed in consideration of feed error information generated due to movement of the stage. Even if a deviation from the target position depending on the moving direction of the stage occurs, the substrate can be accurately positioned at the target position.

【0018】なお本実施例では、まず、可動ステ−ジを
移動させながら基板上のサンプリングショット領域につ
いてその座標位置を実測し、そのサンプリングショット
領域の座標位置の実測値と設計上の配列座標位置とに基
いてショット領域の実際の座標位置を算出した後に、可
動ステ−ジを移動させ、算出された位置決め目標位置の
座標位置に向って可動ステ−ジを移動させて停止するこ
とで、そのショット領域の位置合せを完了させる。ここ
で、位置合せを完了した時点で可動ステ−ジが実際に停
止する座標位置は、当初の目標位置の座標位置から規則
的にずれることが予測されており、基板上で所定の配列
方向に直線状に並んだ1つの組内におけるずれの量と方
向が互いにほぼ共通であると仮定している。従って、基
板上におけるずれの分布の規則性を利用して位置合せ精
度を向上させるために、それぞれの組における相対的な
配置誤差量の期待値を予めメモリに記憶しておき、可動
ステ−ジを位置決め目標位置の座標位置に向って誘導し
て停止させる際に配置誤差量の期待値分だけ目標位置を
補正している。すなわち、位置決め目標位置が所属する
組を判別して相当する配置誤差量をメモリから呼び出し
て位置決め目標位置を補正し、この補正された新しい位
置決め目標位置をステ−ジ制御系に指示する。ステ−ジ
制御系は、補正された座標位置に向って可動ステ−ジを
誘導して停止させる。
In this embodiment, first, the coordinate position of the sampling shot area on the substrate is actually measured while moving the movable stage, and the actual measured value of the coordinate position of the sampling shot area and the array coordinate position in design are measured. After calculating the actual coordinate position of the shot area based on the above, the movable stage is moved, the movable stage is moved toward the calculated coordinate position of the positioning target position, and the movable stage is stopped. The alignment of the shot area is completed. Here, it is predicted that the coordinate position at which the movable stage actually stops at the time of completion of the alignment is regularly shifted from the coordinate position of the initial target position in a predetermined arrangement direction on the substrate. It is assumed that the amount and direction of the displacement within one linearly arranged set are substantially common to each other. Therefore, in order to improve the alignment accuracy by utilizing the regularity of the distribution of displacement on the substrate, the expected value of the relative placement error amount in each set is stored in a memory in advance, and the movable stage Is guided toward the coordinate position of the positioning target position and is stopped, the target position is corrected by the expected value of the arrangement error amount. That is, the set to which the positioning target position belongs is determined, the corresponding placement error amount is called from the memory, the positioning target position is corrected, and the corrected new positioning target position is indicated to the stage control system. The stage control system guides and stops the movable stage toward the corrected coordinate position.

【0019】また本実施例によれば、まず、可動ステ−
ジを移動させながら、基板上のサンプリングショット領
域についてその座標位置を実測し、サンプリングショッ
ト領域の座標位置の実測値と設計上の配列座標位置とに
基いてショット領域の座標位置を算出した後に、ステ−
ジ制御系によって可動ステ−ジを移動させ、算出された
位置決め目標位置の座標位置に向って可動ステ−ジを誘
導して停止させてそのショット領域の位置合せを完了さ
せる。ここで、各ショット領域の実際の座標位置は設計
上の配列座標位置からずれており、基板上におけるずれ
の分布傾向は、基板上で特定の配列方向に直線状に並ん
だ一列のショット領域を組としたとき、その組のうちの
いくつかについて、配置誤差の方向性がほぼ共通したも
のがある。
According to this embodiment, first, the movable stay
After moving the image, the coordinate position of the sampling shot area on the substrate is actually measured, and the coordinate position of the shot area is calculated based on the actually measured value of the coordinate position of the sampling shot area and the designed array coordinate position. Stay
The movable stage is moved by the stage control system, and the movable stage is guided toward the calculated coordinate position of the positioning target position and stopped, thereby completing the positioning of the shot area. Here, the actual coordinate position of each shot area is deviated from the designed arrangement coordinate position, and the distribution tendency of the deviation on the substrate is such that a single row of shot areas linearly arranged in a specific arrangement direction on the substrate is used. When a set is used, some of the sets have almost the same arrangement error directionality.

【0020】従って、基板上におけるずれの分布傾向を
利用して位置合せ精度を向上させるために、サンプリン
グショット領域の座標位置を実測する段階で、配置誤差
の方向性がほぼ共通している組の中のサンプリングショ
ット領域だけを選択して実測している。すなわち、配置
誤差の方向性がほぼ同じとみなせる組を予め選んでお
き、サンプリング領域を選択する際には、選ばれた組に
含まれる領域のみを指定する。
Therefore, in order to improve the alignment accuracy by utilizing the tendency of the distribution of the shift on the substrate, at the stage of actually measuring the coordinate position of the sampling shot area, a set of sets having substantially the same directionality of the arrangement error is used. Only the inside sampling shot area is selected and measured. That is, a group that can be regarded as having substantially the same orientation of the placement error is previously selected, and when selecting a sampling region, only the region included in the selected group is specified.

【0021】また本実施例によれば、まず、可動ステ−
ジを移動させながら基板上のサンプリング領域について
その座標位置を実測し、サンプリング領域の座標位置の
実測値と設計上の配列座標位置とに基いて領域の座標位
置を算出した後に、ステ−ジ制御系によって可動ステ−
ジを移動させ、位置決め目標位置の座標位置に向って可
動ステ−ジを誘導して停止させて領域の位置合せを完了
させる。ここで、各領域の実際の座標位置は設計上の配
列座標位置からずれており、基板上におけるずれの分布
傾向は、基板上で特定の配列方向に直線状に並んだ一列
の領域から成る複数の組のうち少なくとも2つの組の間
については相対的な配置誤差量が一定になっていると考
えられる。
According to this embodiment, first, the movable stay
After measuring the coordinate position of the sampling area on the substrate while moving the substrate, and calculating the coordinate position of the area based on the actual measurement value of the coordinate position of the sampling area and the array coordinate position in design, the stage control is performed. Movable stay depending on the system
Then, the movable stage is guided toward the coordinate position of the positioning target position to stop the movable stage, thereby completing the alignment of the area. Here, the actual coordinate position of each area is deviated from the designed arrangement coordinate position, and the distribution tendency of the deviation on the substrate is a plurality of regions consisting of one line of regions arranged linearly in a specific arrangement direction on the substrate. It is considered that the relative placement error amount is constant between at least two of the sets.

【0022】従って、基板上におけるずれの分布傾向を
利用して位置合せ精度を向上させるために、領域の座標
位置を算出する際にサンプリング領域の座標位置の実測
値を相対的な配置誤差量で逆バイアスして、配置誤差抜
きの座標位置を算出するようにしている。すなわち、少
なくとも2つの組の間で生じている相対的な配置誤差量
を予めメモリに記憶しておき、補正手段は、サンプリン
グ領域を含む少なくとも2つの組に対応する相対的な配
置誤差量を記憶手段から呼び出し、それぞれの実測値に
この相対的な配置誤差量を差し引きして実測値の修正値
を求める。演算手段では、設計上の配列座標位置とサン
プリング領域の座標位置の修正値とに基いて位置決め目
標位置の座標位置を算出する。
Therefore, in order to improve the positioning accuracy by utilizing the tendency of the distribution of the displacement on the substrate, when calculating the coordinate position of the area, the measured value of the coordinate position of the sampling area is calculated by the relative arrangement error amount. By applying a reverse bias, the coordinate position without the placement error is calculated. That is, the relative placement error amount occurring between at least two sets is stored in a memory in advance, and the correction unit stores the relative placement error amount corresponding to at least two sets including the sampling area. Then, the correction value is obtained by subtracting this relative placement error amount from each measured value. The calculating means calculates the coordinate position of the positioning target position based on the designed array coordinate position and the correction value of the coordinate position of the sampling area.

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1は、実施例の投影露光装置の模式図で
ある。これは、特開昭61−44429号公報に紹介さ
れた方法を用いてステップアンドリピ−ト方式の投影露
光を実行する投影露光装置であって、ウェハステージは
X方向の駆動系のみが示され、Y方向の駆動系について
は図示を省略している。
FIG. 1 is a schematic view of a projection exposure apparatus according to an embodiment. This is a projection exposure apparatus for performing a step-and-repeat type projection exposure using the method introduced in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429, in which only a drive system in the X direction is shown for a wafer stage. , Y-direction drive systems are not shown.

【0027】図1において、多数の露光ショット領域を
規則的に2次元配列したウェハWを載置するX−Yステ
−ジWSは、ステ−ジ駆動制御系CXにより制御される
駆動モ−タMXによって紙面と平行なX方向に移動可能
で、Y方向に関する同様な駆動系との協働により、ウェ
ハW上の任意の露光領域を投影光学系PLの視野内に送
り込むことができる。レ−ザ干渉計KXは、X−Yステ
−ジWSのX方向の座標位置をリアルタイムに計測す
る。アライメントショット指定部は、記憶部Mに蓄えら
れたサンプルアライメントのショット領域の分布とその
アライメント経路の組合せパタ−ンの中から、ウェハW
上のショット領域の配列やその数に応じた最適なパタ−
ンの1つを選択し、選ばれたサンプルアライメントショ
ット領域の各位置をステ−ジ駆動制御系CXに指示す
る。ステ−ジ駆動制御系CXは選択されたアライメント
経路でウェハWを走査するようにX−Yステ−ジWSを
駆動する。
In FIG. 1, an XY stage WS on which a wafer W in which a large number of exposure shot areas are regularly two-dimensionally arranged is mounted on a drive motor controlled by a stage drive control system CX. MX can move in the X direction parallel to the plane of the paper, and can cooperate with a similar drive system in the Y direction to send an arbitrary exposure area on the wafer W into the field of view of the projection optical system PL. The laser interferometer KX measures the coordinate position in the X direction of the XY stage WS in real time. The alignment shot specifying unit selects the wafer W from the combination pattern of the shot area distribution of the sample alignment stored in the storage unit M and the alignment path.
Optimal pattern according to the arrangement and number of shot areas above
One of the positions is selected, and each position of the selected sample alignment shot area is instructed to the stage drive control system CX. The stage drive control system CX drives the XY stage WS so as to scan the wafer W along the selected alignment path.

【0028】選択されたサンプルアライメントショット
領域(以下、サンプリング領域とする)における座標位
置の実測は、ステップアンドリピ−ト方式の投影露光に
先立って行われ、X−Yステ−ジWSを移動してウェハ
W上のいくつかのサンプルアライメントショット領域に
おいて、そのショット領域の隅に形成されたマ−クWM
を検出して、レ−ザ干渉計KXにより計測したX−Yス
テ−ジWSの座標位置と関連付けて露光ショット領域の
座標位置を定義するものである。露光位置決定部Bは、
サンプリング領域における座標位置の実測値と露光ショ
ット領域の設計上の配列座標値とに基いて統計的な演算
を行って、全部の露光ショット領域についてX−Yステ
−ジWSの停止目標座標位置を算出する。記憶部Nは、
それぞれの露光領域における停止目標位置と実際の停止
位置との間で起り得る偏差の見込み量、及び方向をステ
ップアンドリピ−トの経路に関連付けて予め記憶させた
もので、その見込み量及び方向のデータは補正部Hに指
示される。補正部Hは、その偏差の見込み量と方向(以
下、見込み分布とする)に応じて、露光位置決定部Bで
算出されたそれぞれの露光領域に対応するX−Yステ−
ジWSの停止目標位置をそれぞれ修正する。従って、ス
テ−ジ駆動制御系CXは、指定されたステップアンドリ
ピ−トの経路に従ってX−Yステージをステッピングさ
せる際、レ−ザ干渉計KXにより刻々と計測されるX−
Yステ−ジの座標位置を修正された目標座標位置に一致
させるように次々にX−Yステ−ジを移動、停止させ
る。
The actual measurement of the coordinate position in the selected sample alignment shot area (hereinafter referred to as the sampling area) is performed prior to the step-and-repeat type projection exposure, and the XY stage WS is moved. In some sample alignment shot areas on the wafer W, marks WM formed at corners of the shot areas
Is detected, and the coordinate position of the exposure shot area is defined in association with the coordinate position of the XY stage WS measured by the laser interferometer KX. The exposure position determination unit B
Statistical calculation is performed based on the actually measured coordinate position in the sampling area and the designed array coordinate value of the exposure shot area to determine the stop target coordinate position of the XY stage WS for all the exposure shot areas. calculate. The storage unit N
The expected amount and direction of a deviation that can occur between the target stop position and the actual stop position in each exposure area are stored in advance in association with the step-and-repeat path. The data is instructed to the correction unit H. The correction unit H performs an XY stage corresponding to each exposure area calculated by the exposure position determination unit B according to the expected amount and direction of the deviation (hereinafter, referred to as expected distribution).
The target stop position of the WS is corrected. Therefore, when the stage drive control system CX steps the XY stage according to the designated step-and-repeat path, the X-Y is measured every moment by the laser interferometer KX.
The XY stage is moved and stopped one after another so that the coordinate position of the Y stage coincides with the corrected target coordinate position.

【0029】投影レンズPLを挟む共役面内でマスクパ
タ−ンPAとウェハW上の露光ショット領域とを位置合
せするアライメント装置としては、露光ショット領域内
の位置合せマ−クWMを投影レンズPLおよびマスクR
を介して検出して、マスクパタ−ンPとウェハWの位置
合せマ−ク同士の直接の重なりを確認できるTTR系
E、投影レンズPLのみを介してマ−クWMを検出し
て、投影レンズPLのウェハ側の共役面内におけるマ−
クWMの位置を確認できるTTL系、投影レンズPLの
外側に固定した専用の光学系を介してマ−クWMを検出
して、間接的に投影レンズPLに対するマ−クWM(及
びショット領域)の相対位置を確認できるオフアクシス
系の3系統が配置されている。
As an alignment apparatus for aligning the mask pattern PA and the exposure shot area on the wafer W in a conjugate plane sandwiching the projection lens PL, an alignment mark WM in the exposure shot area is aligned with the projection lens PL and Mask R
, The TTR system E that can confirm the direct overlap between the alignment marks of the mask pattern P and the wafer W, and the mark WM through only the projection lens PL to detect the projection lens. Marker in the conjugate plane on the wafer side of PL
The mark WM is detected via a TTL system capable of confirming the position of the mark WM and a dedicated optical system fixed outside the projection lens PL, and the mark WM (and the shot area) for the projection lens PL is indirectly detected. The three systems of the off-axis system which can confirm the relative position of are shown.

【0030】このように構成された投影露光装置におい
ては、アライメントショット指定部Cによるサンプリン
グ領域の座標位置の実測と、露光位置決定部Bによる露
光ショット領域の各座標位置の算出および修正を行った
後に、ステ−ジ駆動制御系CXによるステップアンドリ
ピ−ト方式の機械的な順送りと、それぞれの停止位置に
おける投影露光とが繰返される。このとき、記憶部Mに
蓄えられた情報に基いて相互に配置誤差の方向が共通す
るサンプリング領域、例えばステッピング方向が同一の
ショット領域のみを選択するようにすると、無作為に選
択した場合にくらべて、算出された露光ショット領域の
目標座標位置における配置誤差の影響が小さく、また、
記憶部Nに蓄えられた見込み量に基いて補正部HでX−
Yステ−ジWSの目標停止位置を修正しているから、修
正しない場合よりも最終的な位置決め精度に対する投影
露光装置の機械的要因の影響が小さい。
In the projection exposure apparatus configured as described above, the actual measurement of the coordinate position of the sampling area by the alignment shot designating section C and the calculation and correction of each coordinate position of the exposure shot area by the exposure position determining section B are performed. Later, the step-and-repeat mechanical forward movement by the stage drive control system CX and the projection exposure at each stop position are repeated. At this time, based on the information stored in the storage unit M, if only sampling areas having the same arrangement error direction are selected, for example, only a shot area having the same stepping direction is selected, as compared with a case where random selection is performed. Therefore, the influence of the arrangement error at the calculated target coordinate position of the exposure shot area is small, and
Based on the estimated amount stored in the storage unit N, the correction unit H
Since the target stop position of the Y stage WS is corrected, the influence of the mechanical factors of the projection exposure apparatus on the final positioning accuracy is smaller than when the correction is not performed.

【0031】図2はウェハの平面図、図3は図2の部分
的な拡大図である。ここでは、典型的なステップアンド
リピ−ト経路を用いて形成された初層パタ−ンについて
設計上の配列座標位置と実際の配列座標位置との偏差量
の分布状態をこのステップアンドリピ−ト経路に重ねて
示している。
FIG. 2 is a plan view of the wafer, and FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. Here, for the initial layer pattern formed using a typical step-and-repeat path, the distribution state of the deviation amount between the designed arrangement coordinate position and the actual arrangement coordinate position is shown by this step-and-repeat. It is shown over the route.

【0032】図2において、ウェハW上には合計32個
の露光領域S1〜S32が配置されている。露光領域S
1〜S32は、無垢のウェハ上に投影露光装置を用いて
点線で示されるジグザグ状のステップアンドリピ−ト経
路に沿って設計上の配列座標位置を目標位置として初層
パタ−ンを投影露光して形成されたものである。このよ
うなウェハWの露光領域S1〜S32のそれぞれに対し
て、ここでは、同一な投影露光装置を用いて同一なステ
ップアンドリピ−ト経路に沿って2層目のマスクパタ−
ンが順番に重ね焼きされる。
In FIG. 2, a total of 32 exposure areas S1 to S32 are arranged on the wafer W. Exposure area S
In steps 1 to S32, a first layer pattern is projected and exposed on a solid wafer along a zigzag step-and-repeat path indicated by a dotted line by using a projection exposure apparatus, with a designed array coordinate position as a target position. It was formed as follows. Here, for each of the exposure areas S1 to S32 of the wafer W, the same projection exposure apparatus is used and the second layer mask pattern is formed along the same step and repeat path.
Are stacked in turn.

【0033】このとき、露光領域S1〜S32の中から
6個がサンプリングショット領域として選択され、6個
の露光領域について位置合せマ−クを実際に検出して露
光領域の座標位置が実測され、6個の実測値と設計上の
配列座標位置とに基いて全部の露光領域S1〜S32の
座標位置が算出される。その後、初層パタ−ンを投影露
光した際と同一なステップアンドリピ−ト経路をトレ−
スしつつ、算出された露光領域S1〜S32の座標位置
に向って次々にX−Yステ−ジを誘導して停止させ、2
層目の投影露光を繰返す。
At this time, six of the exposure areas S1 to S32 are selected as sampling shot areas, the alignment marks are actually detected for the six exposure areas, and the coordinate positions of the exposure areas are measured. The coordinate positions of all the exposure areas S1 to S32 are calculated based on the six actually measured values and the design coordinate positions. Thereafter, the same step-and-repeat path as when the first layer pattern is projected and exposed is traced.
XY stages are successively guided toward the calculated coordinate positions of the exposure areas S1 to S32 while being stopped, and stopped.
The projection exposure of the layer is repeated.

【0034】ウェハW上の露光領域S1〜S32は、初
層パタ−ンを図2のステップアンドリピ−ト経路に沿っ
て投影露光したものであるから、X−Yステージのステ
ップアンドリピ−ト動作のうち、移動方向が等しい偶数
行(偶数配列)同士、奇数行(奇数配列)同士では、実
際の座標位置に対する設計上の配列座標位置からの偏差
量が共通の方向性を有し、例えば、図3に点線で示され
る格子状の設計上の配列座標位置に対して、1行目、3
行目では偏差量Δx1 だけX軸の正方向にずれ、2行目
では偏差量Δx2 だけX軸の負方向にずれている。この
場合、X−Yステ−ジのバックラッシュの影響が出て偏
差量Δx2 は偏差量Δx1 よりも大きい。
The exposure regions S1 to S32 on the wafer W are obtained by projecting and exposing the initial layer pattern along the step-and-repeat path shown in FIG. 2, so that the step-and-repeat of the XY stage is performed. Among the operations, even rows (even arrays) and odd rows (odd arrays) having the same moving direction have a common directionality in a deviation amount from a design array coordinate position with respect to an actual coordinate position. , The first row, 3
Shift in the positive direction of the X-axis by a deviation amount [Delta] x 1 in row, the second row is shifted in the negative direction of the X-axis by a deviation amount [Delta] x 2. In this case, the deviation amount Δx 2 is larger than the deviation amount Δx 1 due to the influence of the backlash of the XY stage.

【0035】従って、露光領域S1〜S32の中から、
バックラッシュの影響が出ていない奇数行に属する露光
領域S4、S16、S27、S24、S11、S1をそ
れぞれサンプリング領域〜として選択して座標位置
を実測し、これらの実測値と設計上の配列座標位置に基
いてまず奇数行の全部の露光領域の座標位置が統計的手
法により演算され、次に、奇数行の露光領域から負方向
に偏差量(Δx2 +Δx1 )だけ計算上でずらした偶数
行の全部の露光領域の座標位置が演算される。これによ
り、露光領域S1〜S32の中から無作為にサンプリン
グ領域を選択した場合に比較して、規則的な偏差量Δx
1 、Δx2 に相当する位置検出の精度向上が得られる。
Accordingly, from among the exposure areas S1 to S32,
The exposure areas S4, S16, S27, S24, S11, and S1 belonging to the odd-numbered rows that are not affected by the backlash are selected as the sampling areas そ れ ぞ れ, and the coordinate positions are actually measured. Based on the position, first, the coordinate positions of all the exposure areas in the odd-numbered rows are calculated by a statistical method, and then, the even numbers shifted in the negative direction from the exposure areas in the odd-numbered rows by the deviation amount (Δx 2 + Δx 1 ). The coordinate positions of all the exposure areas in the row are calculated. As a result, compared with the case where the sampling area is randomly selected from the exposure areas S1 to S32, the regular deviation Δx
1 , the accuracy of position detection corresponding to Δx 2 can be improved.

【0036】 次に、こうして正確に演算された露光領
域S1〜S32の座標位置にそのままX−Yステージを
ステップアンドリピート方式に位置決めして2層目の投
影露光を行うと、奇数行の露光領域では演算された座標
位置から正方向に偏差量Δx1ずれた位置に、偶数行の
露光領域では演算された座標位置から負方向に偏差量Δ
2ずれた位置にて露光投影が実行されると予測され
る。
Next, when the XY stage is positioned in the step-and-repeat method as it is at the coordinate positions of the exposure areas S 1 to S 32 calculated exactly as described above, and the second layer of projection exposure is performed, the exposure area of the odd-numbered rows is obtained. In the position shifted by the deviation amount Δx 1 in the positive direction from the calculated coordinate position, the deviation amount Δ in the negative direction from the calculated coordinate position in the exposure area of the even-numbered row.
is predicted to exposure projection is performed by x 2 shifted position.

【0037】従って、X−Yステージの目標停止座標位
置を予測される偏差量だけずれた座標位置に修正してや
る。すなわち、奇数行の露光領域では演算された座標位
置から負方向に偏差量Δx1ずれた位置に、偶数行の露
光領域では演算された座標位置から正方向に偏差量Δx
2ずれた位置にX−Yステージの目標停止座標位置を変
更する。
Therefore, the target stop coordinate position of the XY stage is corrected to a coordinate position shifted by the predicted deviation amount. That is, in the exposure area of the odd-numbered row, the deviation amount Δx 1 is shifted in the negative direction from the calculated coordinate position, and in the exposure area of the even-numbered row, the deviation amount Δx is shifted in the positive direction from the calculated coordinate position.
The target stop coordinate position of the XY stage is changed to a position shifted by two .

【0038】ところで、露光領域S1〜S32の中から
無作為に6個のサンプリング領域を選択することも可能
である。この場合、奇数行から選択されたサンプリング
領域についてはその実測値を負方向に偏差量Δx1ずら
せた座標位置に修正し、偶数行から選択されたサンプリ
ング領域についてはその実測値を正方向に偏差量Δx2
ずらせた座標位置に修正して、露光領域S1〜S32の
それぞれについて、図3に点線で示される格子状の設計
上の配列座標位置を基準とした実際の配列位置を演算で
きる。この設計上の配列座標位置に対して、奇数行の露
光領域については演算された座標位置を正方向に偏差量
Δx1ずらせた座標位置、偶数行露光領域については演
算された座標位置を負方向に偏差量Δx2ずらせた座標
位置として、実際の配列座標位置が演算される。
Incidentally, it is also possible to randomly select six sampling areas from the exposure areas S1 to S32. In this case, for the sampling region selected from the odd-numbered rows, the actual measurement value is corrected to a coordinate position shifted by the deviation amount Δx 1 in the negative direction, and for the sampling region selected from the even-numbered lines, the actual measurement value is deviated in the positive direction. Quantity Δx 2
By correcting the shifted coordinate positions, the actual array position can be calculated for each of the exposure regions S1 to S32 with reference to the lattice-like designed array coordinate position indicated by the dotted line in FIG. With respect to the array coordinate position in the design, the calculated coordinate position is shifted in the positive direction by the deviation amount Δx 1 for the exposure area in the odd row, and the calculated coordinate position is shifted in the negative direction for the even row exposure area. The actual array coordinate position is calculated as the coordinate position shifted by the deviation amount Δx 2 from the above.

【0039】以上、本発明の実施例について説明した
が、以上のことを模式的にフローチャートにしてまとめ
たものを図4〜図7に示し、それらに基づいて再度簡単
にシーケンスを説明する。図4は図1に示したステッパ
ーのコンピュータ等によって処理されるメインルーチン
を示し、ここでは図1中のユニットA、B、C、F(又
はG)、H、M、N、CXが使われるものとする。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described matters are schematically shown in flowcharts in FIGS. 4 to 7, and the sequence will be briefly described again based on them. FIG. 4 shows a main routine processed by the computer of the stepper shown in FIG. 1, in which units A, B, C, F (or G), H, M, N, and CX in FIG. 1 are used. Shall be.

【0040】まずステップ100において、そのステッ
パーのX−YステージWSのステッピング方向のちがい
による位置決め(送り)誤差量△Msを設定する。この
誤差量△Msは、例えばステッピング方向が正(図2中
の偶数行目)のときと、負(図2中の奇数行目)のとき
とで別けて扱ってもよいし、正方向のときの送り位置を
基準とした負方向の送り位置の相対値として扱ってもよ
い。
First, in step 100, a positioning (feed) error amount ΔMs due to a difference in the stepping direction of the XY stage WS of the stepper is set. This error amount ΔMs may be treated separately when the stepping direction is positive (even line in FIG. 2) and negative (odd line in FIG. 2). It may be handled as a relative value of the feed position in the negative direction based on the feed position at the time.

【0041】次のステップ101で、露光すべきウェハ
が初層(1st)焼きなのか重ね焼き(2nd)なのか
のタスクが判断される。初層焼きのときは、ステップ1
02において露光すべきショット領域に対応した設計座
標値がメモリから読み出され、ステップ103において
そのショット領域が偶数行に属するか奇数行に属するか
を判別し、偶数行、奇数行に応じて設計座標値を誤差量
△Ms分だけ補正演算したものを、目標位置として算出
する。
In the next step 101, it is determined whether the wafer to be exposed is the first layer (1st) or the overprint (2nd). Step 1 for first layer grilling
In 02, the design coordinate values corresponding to the shot area to be exposed are read from the memory, and in step 103, it is determined whether the shot area belongs to an even-numbered row or an odd-numbered row. A value obtained by correcting the coordinate value by an error amount ΔMs is calculated as a target position.

【0042】そしてステップ104において、X−Yス
テージWSを目標位置へステッピングさせ、ステップ1
05でそのショット領域の初層パターンを露光する。次
のステップ106では、ウェハ上に全ショットを露光し
たか否かが判断され、全ショットの露光が終了していれ
ば、1枚のウェハへのステップアンドリピート露光が完
了する。このステップ106で残りのショットがあると
判断されると、次のステップ107で初層焼き(1st
プリント)か否かが判断される。ここでは1stプリン
トであるので、シーケンスはステップ102へ戻り、次
のショットの露光動作に入る。
In step 104, the XY stage WS is stepped to the target position.
At 05, the first layer pattern in the shot area is exposed. In the next step 106, it is determined whether or not all the shots have been exposed on the wafer. If the exposure of all the shots has been completed, the step-and-repeat exposure on one wafer is completed. If it is determined in step 106 that there are remaining shots, then in the next step 107, the first layer (1st baking) is performed.
Print). In this case, since the printing is the first printing, the sequence returns to step 102 and the exposure operation for the next shot is started.

【0043】一方、ステップ101で重ね焼き(2nd
プリント)のタスクが選ばれているときは、ステップ1
08でデータ入力が行なわれる。このデータ入力はステ
ップ109、又はステップ110のいずれか一方のシー
ケンスで行なわれ、いずれの場合も、先の図3に示した
ように、X方向のステッピングの向きに応じて生じるシ
ョット領域の配置誤差量△x1 、△x2 をデータとして
設定する。ただしステップ109は、その2ndプリン
ト用のウェハ上のショット配列の誤差傾向が予めメモリ
内に設定されていて、単にそれを読み出す操作であり、
ステップ110はステッパーのTTRアライメント系
E、又はTTLアライメント系Fによって実測する操作
である。実測の方法の一例としては、ウェハ上でy方向
に一列に並んだショット領域の複数個のx方向のマーク
位置を順次計測し、偶数行目のショット領域の各マーク
位置の平均値Xevと、奇数行目のショット領域の各マー
ク位置の平均値Xodとを求め、それらの差をステッピン
グ方向による配列の誤差量△x12として記憶しておく。
実測による場合、図3のように理想目標位置に対する正
方向の誤差量△x1 と負方向の誤差量△x2 とを別々に
求めることは難しいので、それらの差、すなわち偶数行
と奇数行とのX方向の相対的な配置誤差量△x 12として
扱うようにする。一方、ステップ109では1stプリ
ント(又は2ndプリント)による前層の焼き付けで使
用したステッパー固有の送り誤差量△Msのデータを、
そのステッパーから転送してくることによって、偶数行
と奇数行との夫々で生じている理想値からの配列誤差量
△x1 、△x2 を分けて取り扱うことができる。
On the other hand, in step 101, overprinting (2nd
If the “Print” task is selected, go to Step 1
At 08, data input is performed. This data entry is
Of either step 109 or step 110
In each case, as shown in FIG. 3 above.
As shown in FIG.
領域 x1 , △ xTwo As data
Set. However, step 109 is the second print
The error tendency of the shot arrangement on the wafer for
Is an operation that simply reads it out,
Step 110 is a stepper TTR alignment system
E or operation to measure by TTL alignment system F
It is. As an example of the actual measurement method, the y-direction
Multiple x-direction marks in a shot area aligned in a row
The position is measured sequentially and each mark in the shot area on the even line
Average value of position XevAnd each marker in the odd-numbered shot area
Average value XodAnd find the difference between them
誤差 x12And memorize it.
In the case of actual measurement, as shown in FIG.
Error in direction △ x1 And the error amount in the negative direction △ xTwo And separately
It is difficult to find, so their difference, that is, even line
Relative amount of error Δx in the X direction between a row and an odd row 12As
To handle. On the other hand, in step 109, the first pre
Used for printing the front layer by printing (or 2nd print)
Data of the stepper-specific feed error △ Ms
Even lines by transferring from the stepper
Error from the ideal value occurring in each of the odd-numbered rows
△ x1 , △ xTwo Can be handled separately.

【0044】次にステップ111において、アライメン
トモードの選択が行なわれる。ここではアライメントモ
ードとしてフィールドバイフィールドアライメント(F
FA)とエンハンスメント・グローバル・アライメント
(EGA)との2種類が用意されている。FFA方式と
は、ダイ・バイ・ダイアライメントと同様に、ウェハ上
の1つのショット領域をアライメントしては露光するこ
とを、各ショット領域毎に繰り返すステップアンドリピ
ート露光法である。ただしダイ・バイ・ダイ方式と異な
る点は露光しようとするショット領域をレチクルパター
ン投影像と整合するためのX−YステージWSの位置
と、アライメントセンサー(特にTTLアライメント系
F)によってそのショット領域に付随したマークを検出
するためのX−YステージWSの位置とがほぼ一定量だ
け特定方向にずれていることである。このため、あるシ
ョット領域のマークを検出した後、その検出位置を基準
として常に一定量(数100μm程度)だけX−Yステ
ージを送り込んで停止させてから露光を行なう。このこ
とから、FFA方式ではX−YステージWSの送り誤差
量△Msのみが重ね合せ露光するパターン像の位置合せ
精度を悪化させる。すなわち、ウェハ上のショット領域
の配置誤差△x1 、△x2 の影響は、各ショット毎にア
ライメントを実効することから、理論上は無視してもよ
いことになる。
Next, in step 111, an alignment mode is selected. Here, the field-by-field alignment (F
FA) and enhancement global alignment (EGA). The FFA method is a step-and-repeat exposure method in which, similarly to die-by-die alignment, exposure and alignment of one shot area on a wafer are repeated for each shot area. However, the point different from the die-by-die method is that the position of the XY stage WS for aligning the shot area to be exposed with the reticle pattern projected image and the shot area by the alignment sensor (particularly, TTL alignment system F) are used. This means that the position of the XY stage WS for detecting the accompanying mark is shifted in a specific direction by a substantially constant amount. For this reason, after detecting a mark in a certain shot area, the XY stage is always fed by a fixed amount (about several hundred μm) based on the detected position and stopped, and then exposure is performed. For this reason, in the FFA method, only the feed error amount ΔMs of the XY stage WS deteriorates the positioning accuracy of the pattern image to be overlapped and exposed. In other words, the effects of the placement errors Δx 1 and Δx 2 of the shot area on the wafer can be theoretically ignored since the alignment is performed for each shot.

【0045】さて、ステップ111でFFA方式が選択
されていると、ステップ112でウェハ上の重ね合わせ
露光すべきショット領域の設計座標値が読み出され、ス
テップ113でX−YステージWSはそれを目標位置と
してステッピング移動する。その後ステップ114にお
いて、そのショット領域についてのマーク検出を行な
い、ショット領域の正しいアライメント位置、すなわち
X−Yステージの送り込み位置を実測する。さらにステ
ップ115において、実測された送り込み位置を、予め
設定されている送り誤差量△Msに応じて補正する。こ
こでも、そのショット領域に対する送り込み方向に応じ
て誤差量△Msの正負と大きさが異なる場合、ステッピ
ング方向の正負(偶数行と奇数行)による差異の補正と
同様にして、実測された送り込み位置を誤差量△Msに
応じて正負に補正した値を新たなる目標位置にしてX−
Yステージを位置決めする。
If the FFA system is selected in step 111, the design coordinate values of the shot area to be overlaid on the wafer are read out in step 112, and the XY stage WS reads it out in step 113. Stepping movement is performed as a target position. Thereafter, in step 114, a mark is detected for the shot area, and the correct alignment position of the shot area, that is, the feeding position of the XY stage is actually measured. Further, in step 115, the actually measured feed position is corrected in accordance with a preset feed error amount ΔMs. Here, if the magnitude of the error amount ΔMs is different from the magnitude of the error amount ΔMs in accordance with the feeding direction with respect to the shot area, the actually measured feeding position is corrected in the same manner as the correction of the difference in the stepping direction due to the sign (even and odd rows). Is set to a new target position by correcting the value of X−
Position the Y stage.

【0046】次にステップ105において、そのショッ
ト領域の露光を行ない、ステップ106の全ショット終
了の判定、ステップ107の1stプリントか否かの判
定が行なわれる。ここでは2ndプリント(重ね焼)の
タスクであるので、シーケンスはステップ112へ戻
る。以上のようにして、FFA方式による2ndプリン
トは、ステップ112〜115、105〜107のシー
ケンスが最後のショット領域に対する露光が終了するま
で繰り返される。
Next, in step 105, the exposure of the shot area is performed, and the determination of the end of all the shots in step 106 and the determination of the first print in step 107 are performed. Since the task is a 2nd print (overprinting) task, the sequence returns to step 112. As described above, the 2nd printing by the FFA method is repeated until the sequence of steps 112 to 115 and 105 to 107 is completed until the exposure for the last shot area is completed.

【0047】また、ステップ111でEGA方式が選択
されていると、ステップ116でいくつかのEGAモー
ドのうちの1つが選ばれる。ここでは、予め4つのモー
ドM1、M2、M3、M4が用意されており、オペレー
タによって、その4つのうちどれを使うのかがプリセッ
トされている。従ってステップ116では予めセットさ
れている1つのモードを自動的に実行するシーケンスが
進む。その4つのモードについては以下の図5〜図7で
詳細に説明するが、いずれのモードの場合も、EGA方
式による統計的演算処理により、ウェハ上の露光すべき
全ショット領域に対するX−YステージWSの最終的な
位置決め目標位置が算出される。従って次のステップ1
21ではその目標位置に基づいてX−Yステージをステ
ッピングさせ、ステップ122でそのショット領域の露
光を行ない、さらにステップ123で全ショットの露光
が完了したか否かが判定され、残りのショットがあると
きは再びステップ121からの動作が繰り返される。
If the EGA system is selected in step 111, one of several EGA modes is selected in step 116. Here, four modes M1, M2, M3, and M4 are prepared in advance, and the operator presets which of the four modes to use. Therefore, in step 116, the sequence for automatically executing one mode set in advance proceeds. The four modes will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7 below. In any of the modes, the XY stage for all the shot areas to be exposed on the wafer is subjected to the statistical calculation processing by the EGA method. A final positioning target position of the WS is calculated. Therefore, the next step 1
In step 21, the XY stage is stepped on the basis of the target position. In step 122, the shot area is exposed. In step 123, it is determined whether or not all shots have been exposed. At that time, the operation from step 121 is repeated again.

【0048】さて、EGA方式の4つのモードM1、M
2、M3、M4はそれぞれ図4中のステップ117、1
18、119、120で実行されるが、このうちステッ
プ118のモードM2の一部は、図5に示すようにステ
ップ117のモードM1と共有される。図5においてモ
ードM1では、まずステップ130においてN個のサン
プルアライメントショット領域の設計座標位置を指定す
る。ここでのサンプルショット指定は従来と同様に、ウ
ェハの中央に位置するショットを中心にした正多角形
(五角形以上が望ましい)の各頂点に位置するようなシ
ョット領域を指定する。このモードM1は特に重ね焼き
しようとするウェハ上にすでに形成されたショット領域
が、ステッピング方向による配置誤差△x1 、△x2
発生を補正して配列されている場合を前提として選ばれ
ているものである。すなわち初層(又は前層)のステッ
プアンドリピート露光の際、図4中の1stプリントの
タスク(又はFFA方式の2ndプリント等のタスク)
が実施されたウェハに対する重ね焼きのときに好適なモ
ードである。従ってこの場合のウェハは図3に示したよ
うな誤差量△x1 、△x2が無視できるほど小さく補正
されているので、図5のステップ130ではウェハ上の
ショット領域のうち、どのショット領域をサンプルアラ
イメント用に選んでも実質的に問題はない。
Now, the four modes M1 and M of the EGA system will be described.
2, M3 and M4 are steps 117 and 1 in FIG.
18, 119, and 120. Among them, a part of the mode M2 of step 118 is shared with the mode M1 of step 117 as shown in FIG. In the mode M1 in FIG. 5, first, at step 130, design coordinate positions of N sample alignment shot areas are designated. As in the conventional case, the designation of the sample shot here designates a shot area located at each vertex of a regular polygon (preferably a pentagon or more) centered on the shot located at the center of the wafer. This mode M1 is selected especially on the assumption that the shot areas already formed on the wafer to be overprinted are arranged so as to correct the occurrence of the placement errors Δx 1 and Δx 2 due to the stepping direction. Is what it is. That is, at the time of the step-and-repeat exposure of the first layer (or the previous layer), the task of the first print in FIG. 4 (or the task such as the second print of the FFA method).
Is a preferred mode when performing overprinting on a wafer on which the above has been performed. Therefore, in this case, since the error amounts Δx 1 and Δx 2 as shown in FIG. 3 have been corrected to be negligible, in step 130 of FIG. There is practically no problem if is selected for sample alignment.

【0049】次にステップ131で、指定されたサンプ
ルショット領域の夫々のマークをTTLアライメント系
Fで検出し、そのサンプルショット領域の実測座標位置
を計測する。そしてステップ132において指定された
N個のショット領域の全てについてサンプルアライメン
トしたか否かが判定され、否のときはステップ131へ
戻る。こうしてN個の実測値が求められると、ステップ
133でウェハ上の全ショット領域の夫々をレチクルパ
ターンの投影像に対して位置決めするためのX−Yステ
ージWSの目標座標位置が、統計的演算処理により決定
される。以上のステップ130〜133までのシーケン
スは、先に述べた特開昭61−44429号公報に開示
された技術と同じである。
Next, in step 131, each mark of the designated sample shot area is detected by the TTL alignment system F, and the actually measured coordinate position of the sample shot area is measured. Then, it is determined in step 132 whether or not the sample alignment has been performed for all of the specified N shot regions. If not, the process returns to step 131. When the N actual measured values are obtained in this way, the target coordinate position of the XY stage WS for positioning each of all the shot areas on the wafer with respect to the projected image of the reticle pattern is calculated in step 133 by statistical calculation processing. Is determined by The sequence of steps 130 to 133 described above is the same as the technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429.

【0050】しかしながら本実施例では、ステップ13
3で算出された目標位置を次のステップ134において
そのステッパーのX−Yステージの送り誤差量△Msで
補正する。このステップ134での補正演算は、図4中
のステップ103、115と同じ意味のものである。以
上によりEGA方式のモードM1の処理(図4のステッ
プ117)が終了し、図4中のステップ121へ進む。
However, in this embodiment, step 13
In the next step 134, the target position calculated in step 3 is corrected by the feed error amount ΔMs of the XY stage of the stepper. The correction calculation in step 134 has the same meaning as in steps 103 and 115 in FIG. Thus, the process of the mode M1 of the EGA system (step 117 in FIG. 4) is completed, and the process proceeds to step 121 in FIG.

【0051】一方、図5に示したEGA方式のモードM
2はウェハ上のショット領域の偶奇配列による誤差量△
1 、△x2 が無視できない程度に発生している場合を
前提としたものであり、はじめのステップ135、13
6、137はそれぞれモードM1でのステップ130、
131、132と全く同じものである。異なる点は、N
個の実測座標位置が計測された後のステップ138で、
各サンプルショット領域が偶数行に属するか奇数行に属
するかを判定し、その属する方に応じて実測座標位置を
ステップ109又は110で設定された誤差量△x1
△x2 で補正することである。例えば奇数行目に属する
サンプルショット領域の実測座標位置に対しては、図3
の定義の場合、△x1 だけ負方向へ補正されるような演
算を行なう。尚、相対誤差量△X12でしか求められてい
ないときは、その1/2の値を奇数行目と偶数行目との
各ショットの実測位置に対して正負の補正値として加え
ればよい。
On the other hand, the mode M of the EGA system shown in FIG.
2 is the error amount due to the even and odd arrangement of the shot areas on the wafer.
It is assumed that x 1 and 場合 x 2 occur to the extent that they cannot be ignored.
6, 137 are steps 130 in mode M1,
131 and 132 are exactly the same. The difference is that N
In step 138 after the actual measurement coordinate positions are measured,
It is determined whether each sample shot area belongs to an even-numbered row or an odd-numbered row, and the measured coordinate position is set to the error amount △ x 1 set in step 109 or 110, depending on which one the sample shot area belongs to,
△ is to correct in x 2. For example, for the measured coordinate position of the sample shot area belonging to the odd-numbered row, FIG.
For definition, performs calculations as corrected by △ x 1 in the negative direction. Incidentally, when not only be determined by the relative error amount △ X 12 may be added as a correction value for positive and negative values of the half with respect to the measured position of each shot with odd rows and even rows.

【0052】以上のようにして補正された実測位置のデ
ータは、モードM1の後半のステップ133で処理さ
れ、そしてステップ134において算出された目標位置
を誤差量△Msで補正した後、同様にステップ121へ
進む。
The data of the actually measured position corrected as described above is processed in step 133 in the latter half of the mode M1, and after correcting the target position calculated in step 134 by the error amount ΔMs, Go to 121.

【0053】またEGA方式のモードM3は、図6のシ
ーケンスによって処理される。このモードM3も、ウェ
ハ上のショット配列に偶数行と奇数行とで配置誤差△x
1 、△x2 (又は△x12)が存在していることを前提と
したものである。まず図6中のステップ140で、奇数
行(ODD)に属するショット領域をサンプルアライメ
ントするか、偶数行(EVEN)に属するショット領域
をサンプルアライメントするかを選択する。この選択は
オペレータによって予め設定されており、原理的にはど
ちらを選択しても同様の効果が得られる。しかしなが
ら、予めパイロット処理を行なって効果が高い方を選ぶ
ようにしてもよい。
The mode M3 of the EGA system is processed according to the sequence shown in FIG. This mode M3 also has an arrangement error Δx between even rows and odd rows in the shot arrangement on the wafer.
1 , △ x 2 (or △ x 12 ). First, in step 140 in FIG. 6, it is selected whether to perform sample alignment on a shot area belonging to an odd-numbered row (ODD) or to perform sample alignment on a shot area belonging to an even-numbered row (EVEN). This selection is set in advance by the operator, and in principle, the same effect can be obtained by selecting either one. However, pilot processing may be performed in advance to select the one with the higher effect.

【0054】さて、ステップ141では、奇数行に属す
る複数のショット領域のうち、ウェハの中心からほぼ等
距離で放射状に位置するN個をサンプルショット領域と
して選び、その設計座標位置を指定する。同様にステッ
プ142では偶数行に属する複数のショット領域の内か
らN個のサンプルショット領域を選び、設計座標位置を
指定する。
In step 141, among the plurality of shot areas belonging to the odd-numbered rows, N pieces which are radially located at substantially equal distances from the center of the wafer are selected as sample shot areas, and their design coordinate positions are designated. Similarly, in step 142, N sample shot areas are selected from a plurality of shot areas belonging to the even-numbered rows, and design coordinate positions are designated.

【0055】次のステップ143、144、145は、
それぞれ先のステップ131(136)、132(13
7)、133と全く同じ処理であり、計測されたN個の
実測座標位置に基づいて、ウェハ上の全ショット領域に
対するX−YステージWSの位置決め目標位置が決定さ
れる。次のステップ146はサンプルショット領域が奇
数行と偶数行のいずれに属するかをチェックするもの
で、先のステップ140で奇数行(ODD)が選ばれて
いるときは、ステップ146での判断は否になり、次の
ステップ147が実行され、ステップ140で偶数行
(EVEN)が選ばれていたときは、ステップ148が
実行される。ステップ147では、ウェハ上の全ショッ
ト領域に対する目標位置のうち、偶数行に属するショッ
ト領域に対する目標位置を、誤差量△x1 、△x2 の差
分、又は相対誤差量△x12 だけ修正演算する。ステッ
プ148では奇数行に属するショット領域に対応した目
標位置を、誤差量△x1 、△x2 の差分、又は相対誤差
量△x12 だけ修正演算する。このステップ147、1
48での修正は、ステップ145での統計演算によって
求められた目標位置の直交座標点が、奇数行、又は偶数
行のいずれか一方のみに属するサンプルショットに従っ
て決定されたために必要とされる。そして最後のステッ
プ149では、修正された各ショット領域の目標位置を
さらにX−Yステージの送り誤差量△Msで補正演算す
る。このステップ149の処理は、先のステップ10
3、115、134と同じ意味内容である。
The next steps 143, 144 and 145 are as follows:
Steps 131 (136) and 132 (13)
7) The processing is exactly the same as that of 133, and the positioning target position of the XY stage WS with respect to all the shot areas on the wafer is determined based on the measured N actual measured coordinate positions. The next step 146 checks whether the sample shot area belongs to an odd-numbered row or an even-numbered row. If the odd-numbered row (ODD) has been selected in the previous step 140, the determination in the step 146 is NO. , The next step 147 is executed, and if an even-numbered row (EVEN) is selected in step 140, step 148 is executed. In step 147, of the target positions for all the shot regions on the wafer, the target position for the shot region belonging to the even-numbered row is corrected by the difference between the error amounts Δx 1 and Δx 2 or the relative error amount Δx 12. . In step 148, the target position corresponding to the shot area belonging to the odd-numbered row is corrected by the difference between the error amounts Δx 1 and Δx 2 or the relative error amount Δx 12 . This step 147, 1
The correction at 48 is necessary because the Cartesian coordinate point of the target position determined by the statistical operation at step 145 has been determined according to the sample shots belonging to only one of the odd rows and the even rows. Then, in the last step 149, the corrected target position of each shot area is further corrected and calculated with the XY stage feed error amount ΔMs. The processing in step 149 is the same as that in step 10
It has the same meaning as 3, 115 and 134.

【0056】図7はEGA方式のモードM4のシーケン
スを示し、このモードでは、ウェハ上の奇数行に属する
ショット領域と偶数行に属するショット領域との目標位
置決定を別々に行うようにした。まずステップ150に
おいて、偶数行に属するN個のサンプルショット領域
と、奇数行に属するN個のサンプルショット領域との夫
々の設計座標位置を指定する。従って、このステップ1
50は先の図6中のステップ141、142を同時に実
行したことと同じである。次にステップ151でサンプ
ルアライメントを実行し、ステップ152では2N個の
ショット領域の夫々について実測座標位置が求められた
か否かがチェックされる。このステップ151、152
の処理は、先のモードM1、M2、M3での処理と実質
的に同じものである。ただしEGA方式の精度を高める
意味でサンプルショット領域の総数2Nは、モードM1
〜M3の場合にくらべて最大2倍になることが考えら
れ、これに伴なうスループットの若干の低下はさけられ
ない。
FIG. 7 shows the sequence of the mode M4 of the EGA system. In this mode, the target positions of the shot area belonging to the odd-numbered row and the shot area belonging to the even-numbered row on the wafer are determined separately. First, in step 150, design coordinate positions of N sample shot areas belonging to even-numbered rows and N sample shot areas belonging to odd-numbered rows are designated. Therefore, this step 1
Step 50 is the same as executing steps 141 and 142 in FIG. 6 at the same time. Next, in step 151, sample alignment is executed. In step 152, it is checked whether or not the actually measured coordinate positions have been obtained for each of the 2N shot areas. These steps 151 and 152
Is substantially the same as the processing in the previous modes M1, M2, and M3. However, in order to increase the accuracy of the EGA method, the total number 2N of the sample shot areas is determined by the mode M1.
It is conceivable that the maximum value will be twice as large as that of the case of ~ M3, and a slight decrease in the throughput accompanying this is unavoidable.

【0057】さて、次のステップ153では、偶数行に
属するN個のサンプルショット領域の実測座標置を使っ
て統計演算処理を行ない、偶数行に属する全てのショッ
ト領域の夫々に対応したX−Yステージの位置決め目標
位置が決定される。そして次のステップ154では、奇
数行に属するN個のサンプルショット領域の実測座標値
を使って統計演算処理を行ない、奇数行に属する全ての
ショット領域の夫々に対応した目標位置が決定される。
In the next step 153, statistical calculation processing is performed using the actually measured coordinates of the N sample shot areas belonging to the even-numbered rows, and XY corresponding to all shot areas belonging to the even-numbered rows. The positioning target position of the stage is determined. In the next step 154, a statistical calculation process is performed using the actually measured coordinate values of the N sample shot areas belonging to the odd rows, and the target positions corresponding to each of all the shot areas belonging to the odd rows are determined.

【0058】次のステップ155では、統計演算によっ
て求められた変換パラメータを修正するか否かがチェッ
クされ、ここで否とされたときは、次のステップ156
へ進み、ウェハ上の全ショット領域の夫々に対応した目
標位置を、X−Yステージの送り誤差量△Msで補正し
た値を算出してステップ121へ進む。このステップ1
56は先のステップ134、149と全く同じものであ
る。またステップ155でパラメータ修正が必要なとき
は、ステップ157でパラメータ修正の要否を決定す
る。そしてステップ158で修正の必要がないとき(O
Kのとき)はステップ156へ進み、修正の必要がある
ときは、その修正値を先のステップ153、154へ導
入して、修正されたパラメータのもとで各ショット領域
の目標位置を再演算する。通常、パラメータ修正は1回
で充分であるので、次にステップ155が実行されると
きは自動的にステップ156へ進む。
In the next step 155, it is checked whether or not the conversion parameters obtained by the statistical calculation are to be corrected.
Then, the target position corresponding to each of all the shot areas on the wafer is corrected by the XY stage feed error ΔMs, and the process proceeds to step 121. This step 1
56 is exactly the same as the previous steps 134 and 149. If the parameter needs to be corrected in step 155, it is determined in step 157 whether the parameter needs to be corrected. Then, if no correction is necessary in step 158 (O
If it is K, the process proceeds to step 156. If correction is necessary, the corrected value is introduced into the previous steps 153 and 154, and the target position of each shot area is recalculated based on the corrected parameters. I do. Normally, one parameter correction is sufficient, and the next time step 155 is executed, the process automatically proceeds to step 156.

【0059】ステップ157でのパラメータ修正とは、
本来差異があっては不都合なパラメータに対して行なわ
れるものである。すなわち、ステップ153、154を
もとに実行すると、変換パラメータは2組作られること
になる。変換パラメータとは、ショット領域の設計座標
値を(Dxn、Dyn)、目標座標位置を(Fxn、Fyn)と
したとき、以下の式(1) 、(2) 中のA、B、C、D、O
x 、Oy で表される。 Fxn=A・Dxn+B・Dyn+Ox …(1) Fyn=C・Dxn+D・Dyn+Oy …(2)
The parameter correction in step 157 is as follows.
This is performed for an inconvenient parameter if there is an inherent difference. That is, when the process is executed based on steps 153 and 154, two sets of conversion parameters are created. The conversion parameters are A, B in the following equations (1) and (2), where the design coordinate value of the shot area is (D xn , D yn ) and the target coordinate position is (F xn , F yn ). , C, D, O
x, represented by O y. F xn = A · D xn + B · D yn + O x (1) F yn = C · D xn + D · D yn + O y (2)

【0060】この2つの式(1) 、(2) はステップ15
3、154の夫々で作られるものであるが、X方向、y
方向のオフセット量Oy 、Ox は配置誤差量△x1 、△
2 のために当然のことながら差異をもつ。ところが残
りの4つのパラメータA、B、C、Dはウェハのx、y
方向の伸縮量(γx 、γy )、直交度(ω)、及びウェ
ハ上のショット配列座標のX−Yステージの走り座標系
に対する残留回転誤差(θ)で決まる値であるから、偶
数行のサンプルショットにより決定された値と、奇数行
のサンプルショットにより決定された値とで本来は差異
がないはずである。そこで、ステップ157では、これ
ら4つのパラメータA、B、C、Dの差異を比較して、
ある範囲内よりも差が大きいときは、2つのパラメータ
間で補間を取った値を修正パラメータ値として決定す
る。ここでステップ153で決定された変換パラメータ
をA1 、B1 、C1 、D1 とし、ステップ154で決定
された変換パラメータをA2 、B2 、C2 、D2 とし
て、A1 とA2 の差が大きいときは、例えば(A1 +A
2 )/2を修正値とし、再度ステップ153、154内
の目標位置の算出工程(式(1) 、(2) の演算工程)へフ
ィードバックする。尚、伸縮量(γx 、γy )、直交度
(ω)、残留ローテーション(θ)は、それぞれ次式の
ように定義されている。 γx =A、γy =D、θ=C/D、ω=−B/A−C/
The two equations (1) and (2) are used in step 15
3, 154, but in the X direction, y
The offset amounts O y and O x in the directions are the placement error amounts △ x 1 and △
with the difference a matter of course for x 2. However, the remaining four parameters A, B, C, and D are x, y of the wafer.
Since it is a value determined by the amount of expansion and contraction in the direction (γ x , γ y ), orthogonality (ω), and the residual rotation error (θ) of the shot array coordinates on the wafer with respect to the running coordinate system of the XY stage, And the value determined by the sample shots of the odd-numbered rows should originally have no difference. Therefore, in step 157, the differences between these four parameters A, B, C, and D are compared, and
If the difference is larger than within a certain range, a value obtained by interpolating between the two parameters is determined as a correction parameter value. The transformation parameters determined here at step 153 and A 1, B 1, C 1 , D 1, the transformation parameters determined in step 154 as A 2, B 2, C 2 , D 2, A 1 and A When the difference between the two is large, for example, (A 1 + A
2 ) / 2 is used as a correction value, and is fed back to the target position calculation process (the calculation process of equations (1) and (2)) in steps 153 and 154 again. The amounts of expansion and contraction (γ x , γ y ), orthogonality (ω), and residual rotation (θ) are defined as follows. γ x = A, γ y = D, θ = C / D, ω = −B / A−C /
D

【0061】以上、図4〜図7に示したシーケンス・ア
ルゴリズムに従えば、ウェハ上の偶数行、奇数行に配列
されるショット領域に対して、1stプリント時、2n
dプリント時のいずれにおいても、X−Yステージの機
械的な誤差を補正して正確に位置合わせが達成される。
As described above, according to the sequence algorithm shown in FIG. 4 to FIG.
In any case of d printing, the mechanical alignment of the XY stage is corrected to achieve accurate alignment.

【0062】[0062]

【発明の効果】 請求項1、19に記載の発明によれ
ば、ステージの移動方向に相違に起因する送り誤差情
報、及びステージ位置の実測結果を考慮してを考慮して
ステージの移動を制御するので、ステージの移動方向に
拘わらず正確なステージの位置決めを行うことができ
る。請求項2、20に記載の発明によれば、二次元に規
則的に配列された基板上の複数の領域の隣接する行間で
発生する誤差情報、及びステージ位置の実測結果を考慮
してステージの移動を制御するので、二次元配置された
複数領域における行の相違に拘わらず正確なステージの
位置決めを行うことができる。また請求項4、22に記
載の発明によれば、統計的手法により算出された複数の
領域の位置決めを行う際に、ステージの移動に伴い生じ
る送り誤差情報を考慮して位置決めを行うので、例えス
テージの移動方向に依存する目標位置からの偏差が発生
することがあったとしても、基板を目標位置へ正確に位
置決めすることができる。本実施例において、補正すべ
き誤差情報は、予め予測される再現性のある偏差量であ
るため、この偏差量を駆動目標位置から差し引いてステ
ージ駆動制御を行うことによって、高い位置合わせ精度
を実現できる。また本実施例では、配置誤差の方向性の
等しいサンプリング領域のみで座標位置を実測するの
で、基板上で各領域が有する同一傾向の偏差量を差し引
いた高い精度で全部の領域の座標位置を算出できる。ま
た本実施例によれば、配置誤差の方向性に応じた符号の
偏差量でサンプリング領域の座標位置の実測値を補正す
るので、配置誤差の方向性の異なるサンプリング領域か
らでも、基板上で各領域が有する規則的な偏差量を差し
引いた高い精度で全部の領域の座標位置を算出できる。
According to the present invention, the movement of the stage is controlled in consideration of the feed error information caused by the difference in the moving direction of the stage and the actual measurement result of the stage position. Therefore, accurate stage positioning can be performed regardless of the moving direction of the stage. According to the second and twentieth aspects of the present invention, error information generated between adjacent rows of a plurality of regions on a substrate regularly arranged two-dimensionally, and the actual measurement result of the stage position are taken into consideration. Since the movement is controlled, accurate stage positioning can be performed irrespective of differences in rows in a plurality of two-dimensionally arranged areas. According to the inventions described in claims 4 and 22, when positioning a plurality of areas calculated by a statistical method, positioning is performed in consideration of feed error information generated due to movement of the stage. Even if a deviation from the target position depending on the moving direction of the stage occurs, the substrate can be accurately positioned at the target position. In this embodiment, since the error information to be corrected is a deviation amount having a reproducibility that is predicted in advance, a high positioning accuracy is realized by performing the stage drive control by subtracting this deviation amount from the drive target position. it can. Further, in this embodiment, since the coordinate position is actually measured only in the sampling region having the same orientation of the placement error, the coordinate position of all the regions is calculated with high accuracy by subtracting the deviation amount of the same tendency of each region on the substrate. it can. Further, according to the present embodiment, since the actually measured value of the coordinate position of the sampling area is corrected by the deviation amount of the code according to the directionality of the placement error, each of the positions on the substrate can be obtained even from the sampling areas having different placement error directions. The coordinate positions of all the regions can be calculated with high accuracy by subtracting the regular deviation amount of the regions.

【0063】[0063]

【0064】[0064]

【0065】[0065]

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

【図1】実施例の投影露光装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a projection exposure apparatus according to an embodiment.

【図2】ウェハの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a wafer.

【図3】図2の部分的な拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;

【図4】実施例のシ−ケンスを説明するためのフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the sequence of the embodiment.

【図5】実施例のシ−ケンスを説明するためのフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the sequence of the embodiment.

【図6】実施例のシ−ケンスを説明するためのフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the sequence of the embodiment.

【図7】実施例のシ−ケンスを説明するためのフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the sequence of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A アライメント処理部 B 露光位置決定部 C アライメントショット指定部 E TTR系 F TTL系 G オフアキシス系 M 記憶部 N 記憶部 H 補正部 R マスク W ウェハ AX 光軸 CX ステ−ジ駆動制御系 KX 干渉系 MX 駆動モ−タ PL 投影光学系 PA マスクパタ−ン WM 位置合せマ−ク WS X−Yステ−ジ A Alignment processing unit B Exposure position determination unit C Alignment shot designation unit E TTR system F TTL system G Off-axis system M Storage unit N Storage unit H Correction unit R Mask W Wafer AX Optical axis CX Stage drive control system KX Interference system MX Drive motor PL Projection optical system PA Mask pattern WM Positioning mark WS XY stage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (54)【発明の名称】 位置制御装置、及び該位置制御装置を有する露光装置、及びその露光装置により製造されたデバ イス、並びに位置制御方法、及びその位置制御方法を用いた露光方法、及びその露光方法を含む デバイス製造方法 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (54) [Title of the Invention] Position control device, exposure apparatus having the position control device, device manufactured by the exposure device, position control method, and position control method Exposure method using the same, and device manufacturing method including the exposure method

Claims (26)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 物体を載置して二次元平面内を移動可能
なステージと、 前記ステージの該二次元平面内での移動方向の相違に起
因する該ステージの送り誤差情報に基づいて、該ステー
ジの移動を制御する制御手段と、 前記二次元平面内における前記ステージの位置を計測す
る計測手段と、 前記ステージ上に載置された基板上の複数の領域の位置
情報を、前記計測手段と協働して実測する実測手段と、
を有し、 前記制御手段は、前記誤差情報及び前記実測手段に実測
された位置情報に基づいて、前記ステージの移動を制御
することを特徴とする位置制御装置。
1. A stage on which an object is placed and which can move in a two-dimensional plane, based on feed error information of the stage caused by a difference in a moving direction of the stage in the two-dimensional plane. Control means for controlling the movement of the stage, measuring means for measuring the position of the stage in the two-dimensional plane, position information of a plurality of regions on the substrate mounted on the stage, the measuring means Actual measurement means for collaboratively measuring,
The position control device, wherein the control means controls the movement of the stage based on the error information and the position information actually measured by the actual measurement means.
【請求項2】 複数の領域が設計上の配列情報に基づき
二次元に規則的に配列された基板を載置して、該二次元
の配列方向のそれぞれに沿って二次元平面内を移動可能
なステージと、 前記基板上で所定の配列方向に直線状に並んだ複数の領
域を1つの組としたとき、該組と隣接する他の組との間
に発生しうる前記設計上の配列状態からの誤差情報に基
づいて、前記ステージの移動を補正制御する制御手段
と、 前記二次元平面内における前記ステージの位置を計測す
る計測手段と、 前記ステージ上に載置された基板上の複数の領域の位置
情報を、前記計測手段と協働して実測する実測手段と、
を有し、 前記制御手段は、前記誤差情報及び前記実測手段に実測
された位置情報に基づいて、前記ステージの移動を制御
することを特徴とする位置制御装置。
2. A substrate on which a plurality of regions are regularly arranged in a two-dimensional manner based on design arrangement information is placed, and can be moved in a two-dimensional plane along each of the two-dimensional arrangement directions. And a plurality of regions linearly arranged in a predetermined arrangement direction on the substrate as one set, the design arrangement state that may occur between the set and another adjacent set. Control means for correcting and controlling the movement of the stage based on the error information from; measuring means for measuring the position of the stage in the two-dimensional plane; and a plurality of substrates on the substrate mounted on the stage. Actual measurement means for actually measuring the position information of the area in cooperation with the measurement means;
The position control device, wherein the control means controls the movement of the stage based on the error information and the position information actually measured by the actual measurement means.
【請求項3】 前記実測手段は、前記基板上の複数の領
域のうち、特定の複数領域の位置情報を実測し、 前記制御手段は、前記誤差情報と、前記実測された特定
領域の位置情報と、前記基板上の複数の領域の設計上の
配列情報とに基づいて、前記ステージの移動を制御する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の位置
制御装置。
3. The actual measuring means actually measures position information of a plurality of specific areas among the plurality of areas on the substrate, and the control means measures the error information and the position information of the actually measured specific area. 3. The position control device according to claim 1, wherein the movement of the stage is controlled based on and design arrangement information of the plurality of regions on the substrate. 4.
【請求項4】 複数の領域が設計上の配列情報に基づい
て二次元に規則的に配列された基板を載置して、該二次
元の配列方向のそれぞれに沿って二次元平面内を移動可
能なステージと、 前記ステージの位置を計測する計測手段と、 前記基板上の特定の複数領域の位置情報を、前記計測手
段と協働して実測する実測手段と、 前記ステージを移動せしめる際に発生しうる送り誤差情
報を記憶する記憶手段と、 前記実測された特定領域の位置情報と、前記設計上の配
列情報と、前記送り誤差情報とに基づいて、前記ステー
ジの移動を制御する制御手段と、を有することを特徴と
する位置制御装置。
4. A substrate on which a plurality of regions are regularly arranged in a two-dimensional manner based on design arrangement information is placed, and moves in a two-dimensional plane along each of the two-dimensional arrangement directions. Possible stage, measuring means for measuring the position of the stage, position information of a plurality of specific areas on the substrate, actual measuring means for actually measuring in cooperation with the measuring means, when moving the stage Storage means for storing information on a possible feed error; control means for controlling the movement of the stage based on the actually measured position information of the specific area, the layout information on the design, and the feed error information And a position control device comprising:
【請求項5】 前記制御手段は、 前記実測された特定領域の位置情報と、前記設計上の配
列情報とに基づく統計的な演算により、前記複数の領域
の位置情報を算出する第1演算手段と、 前記第1演算手段の算出結果を前記誤差情報に基づき補
正演算することにより、前記ステージが移動すべき目標
位置情報を求める補正演算手段と、 前記目標位置情報と前記計測手段の計測位置とに基づ
き、前記ステージ移動を制御する移動制御手段と、を含
むことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の位
置制御装置。
5. A first calculating means for calculating the position information of the plurality of areas by a statistical calculation based on the actually measured position information of the specific area and the designed arrangement information. Correction calculation means for calculating target position information on which the stage is to be moved by performing a correction calculation based on the error information with respect to the calculation result of the first calculation means; and the target position information and the measurement position of the measurement means. 5. The position control device according to claim 3, further comprising: a movement control unit configured to control the movement of the stage based on the control.
【請求項6】 前記実測手段で実測された特定領域の位
置情報を、前記ステージ移動方向に起因し、且つ該ステ
ージの停止目標位置と実際の停止位置との間で発生する
前記基板上での配置誤差量に基づき補正演算する実測位
置補正手段を含み、 前記第1演算手段は、前記実測位置補正手段による算出
結果と、前記設計上の配列情報とに基づいて、前記位置
情報を統計的な演算により算出することを特徴とする請
求項5に記載の位置制御装置。
6. The method according to claim 1, wherein the position information of the specific area actually measured by the actual measurement means is generated on the substrate due to the stage moving direction and generated between a target stop position of the stage and an actual stop position. An actual measurement position correction unit that performs a correction operation based on the arrangement error amount, wherein the first arithmetic unit statistically calculates the position information based on a calculation result by the actual measurement position correction unit and the array information on the design. The position control device according to claim 5, wherein the position is calculated by an operation.
【請求項7】 前記配置誤差量は、前記ステージの移動
方向に応じて複数設けられており、 前記実測位置補正手段は、前記特定の複数領域の個々に
対応する配置誤差量に基づいて、該個々の特定領域の位
置情報を補正することを特徴とする請求項6に記載の位
置制御装置。
7. A plurality of arrangement error amounts are provided in accordance with a moving direction of the stage, and the actually measured position correction unit is configured to perform the measurement based on the arrangement error amounts individually corresponding to the plurality of specific regions. The position control device according to claim 6, wherein the position information of each specific area is corrected.
【請求項8】 前記基板上で所定の配列方向に直線状に
並んだ複数の領域を1つの組としたときに、複数の該組
の間で生じている相対的な配置誤差の方向性がほぼ同じ
とみなせる組を抽出する抽出手段と、 前記抽出手段で抽出された組の中から、前記実測手段で
実測される前記特定の複数領域を選択する選択手段と、 前記第1演算手段で算出された前記位置情報のうち、前
記抽出手段で抽出されなかった組に所属する領域の位置
情報を、前記ステージ移動方向に起因し、且つ該ステー
ジの停止目標位置と実際の停止位置との間で発生する配
置誤差量に基づき補正演算する非抽出組補正手段とを更
に有し、 前記第2演算手段は、前記非抽出組補正手段で補正され
た領域の位置情報に関しては該補正演算結果を、それ以
外の領域に関しては前記演算手段の算出結果を、前記誤
差情報に基づいて補正演算することにより、前記目標位
置情報を求めることを特徴とする請求項5に記載の位置
制御装置。
8. When a plurality of regions linearly arranged in a predetermined arrangement direction on the substrate are set as one set, a direction of a relative placement error generated between the plurality of sets is determined. Extracting means for extracting a set which can be regarded as substantially the same; selecting means for selecting the specific plurality of regions actually measured by the actual measuring means from the sets extracted by the extracting means; calculating by the first calculating means Among the obtained position information, the position information of an area belonging to the group not extracted by the extraction means is attributed to the stage moving direction and between the target stop position of the stage and the actual stop position. Non-extracted group correction means for performing a correction operation based on the generated placement error amount, wherein the second operation means performs the correction operation result with respect to the position information of the area corrected by the non-extracted group correction means, For other areas, 6. The position control device according to claim 5, wherein the target position information is obtained by performing a correction operation on the calculation result of the calculating means based on the error information.
【請求項9】 前記配置誤差量は、前記ステージが前記
二次元平面内の第1方向に移動する際に発生する誤差
と、該ステージが該第1方向とは反対方向に移動する際
に発生する誤差との相対誤差量を含むことを特徴とする
請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の位置制御
装置。
9. The arrangement error amount includes an error generated when the stage moves in a first direction in the two-dimensional plane, and an error generated when the stage moves in a direction opposite to the first direction. The position control device according to any one of claims 6 to 8, further comprising a relative error amount with respect to the error to be performed.
【請求項10】 前記配置誤差量は、前記ステージが前
記二次元平面内の第1方向に移動する際に発生する第1
誤差量と、該第1方向とは反対の第2方向に移動する際
に発生する第2誤差量とを含むことを特徴とする請求項
6乃至請求項8のいずれか1項に記載の位置制御装置。
10. The apparatus according to claim 1, wherein the arrangement error amount is a first error generated when the stage moves in a first direction in the two-dimensional plane.
The position according to any one of claims 6 to 8, comprising an error amount and a second error amount generated when moving in a second direction opposite to the first direction. Control device.
【請求項11】 前記基板上で所定方向に直線状に並ん
だ複数の領域のうち、1つおきの領域の該所定方向と直
交する方向における位置の平均と、残りの領域の該所定
方向と直交する方向における位置の平均との差を、前記
配置誤差量として求める誤差量計測手段を更に有するこ
とを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか1項に
記載の位置制御装置。
11. An average of positions of every other region in a direction orthogonal to the predetermined direction among a plurality of regions arranged linearly in a predetermined direction on the substrate, and a predetermined direction of a remaining region. The position control device according to any one of claims 6 to 9, further comprising: an error amount measurement unit that obtains a difference from an average of positions in the orthogonal direction as the arrangement error amount.
【請求項12】 前記配置誤差量を、前記ステージの移
動方向に関連づけて予め記憶する誤差量記憶手段を更に
有することを特徴とする請求項6乃至請求項10のいず
れか1項に記載の位置制御装置。
12. The position according to claim 6, further comprising an error amount storage unit that stores the arrangement error amount in advance in association with a moving direction of the stage. Control device.
【請求項13】 前記基板上で所定の配列方向に直線状
に並んだ複数の領域を1つの組としたときに、複数の該
組の間で生じている相対的な配置誤差の方向性が第1方
向である組の群である第1グループと、該配置誤差の方
向性が該第1方向と逆方向である組の群である第2グル
ープとに分離する分離手段と、 前記第1グループの中から、前記実測手段で実測される
第1の特定の複数領域を選択する第1選択手段と、 前記第2グループの中から、前記実測手段で実測される
第2の特定の複数領域を選択する第2選択手段とを更に
有し、 前記第1演算手段は、実測された前記第1の特定領域の
位置情報と、前記設計上の配列情報とに基づいて、前記
第1グループ中の複数の領域の位置情報を統計的な演算
により算出する第1部と、実測された前記第2の特定領
域の位置情報と、該設計上の配列情報とに基づいて、前
記第2グループ中の複数の領域の位置情報を統計的な演
算により算出する第2部とを含み、 前記第2演算手段は、前記第1部及び前記第2部の算出
結果を、前記誤差情報に基づき補正演算することによ
り、前記目標位置情報を求めることを特徴とする請求項
5に記載の位置制御装置。
13. When a plurality of regions linearly arranged in a predetermined arrangement direction on the substrate are set as one set, a direction of a relative arrangement error generated between the plurality of sets is determined. Separating means for separating into a first group, which is a group of sets in a first direction, and a second group, which is a group of groups in which the directionality of the placement error is opposite to the first direction; A first selection unit that selects a first specific plurality of regions actually measured by the actual measurement unit from a group; and a second specific plurality of regions actually measured by the actual measurement unit from the second group. And a second selecting unit that selects the first group based on the actually measured position information of the first specific region and the designed array information. A first part for calculating position information of a plurality of regions by statistical calculation, A second unit that calculates position information of a plurality of regions in the second group by a statistical operation based on the position information of the second specific region and the design sequence information; 6. The position control according to claim 5, wherein the second calculation unit obtains the target position information by performing a correction operation on the calculation results of the first unit and the second unit based on the error information. 7. apparatus.
【請求項14】 前記設計上の配列情報を、前記第1グ
ループ中の複数領域の位置情報に変換するための、前記
第1部の統計演算により求められた第1変換パラメータ
と、前記設計上の配列情報を、前記第2グループ中の複
数領域の位置情報に変換するための、前記第1部の統計
演算により求められた第2変換パラメータとが所定の関
係であれば、該両パラメータを修正する修正手段を更に
有し、 前記第1演算手段の前記第1部及び第2部は、それぞ
れ、前記修正された変換パラメータに基づき前記各グル
ープ中の複数の領域の位置情報を再度算出することを特
徴とする請求項13に記載の位置制御装置。
14. A first conversion parameter obtained by a statistical operation of the first part for converting the design sequence information into position information of a plurality of regions in the first group, and If the second conversion parameter obtained by the statistical operation of the first part for converting the array information of the second group into the position information of a plurality of regions in the second group is in a predetermined relationship, the two parameters are converted. The apparatus further comprises correction means for correcting, wherein the first and second parts of the first calculation means recalculate position information of a plurality of regions in each group based on the corrected conversion parameters. The position control device according to claim 13, wherein:
【請求項15】 前記誤差情報は、前記ステージの移動
方向に応じて複数設けられており、 前記制御手段は、前記複数の領域の個々に関して前記ス
テージが移動する方向に応じた前記送り誤差量に基づい
て、該ステージの移動を制御することを特徴とする請求
項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の位置制御装
置。
15. A plurality of the error information are provided according to a moving direction of the stage, and the control means is configured to control the feed error amount according to a moving direction of the stage with respect to each of the plurality of regions. 15. The position control device according to claim 1, wherein the movement of the stage is controlled based on the position.
【請求項16】 前記基板上に形成された前層の焼き付
けを行った露光装置から転送されてきた前記送り誤差情
報を記憶することを特徴とする請求項1乃至請求項15
のいずれか1項に記載の位置制御装置。
16. The apparatus according to claim 1, wherein said feed error information transferred from an exposure apparatus which has baked a previous layer formed on said substrate is stored.
The position control device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項17】 請求項1乃至請求項16のうちのいず
れか1項に記載の位置制御装置により位置決めされた基
板を、マスクパターンで露光することを特徴とする露光
装置。
17. An exposure apparatus, wherein a substrate positioned by the position control device according to claim 1 is exposed with a mask pattern.
【請求項18】 デバイスパターンを、請求項17に記
載の露光装置を用いて前記基板上に露光する工程を経て
製造されたデバイス。
18. A device manufactured through a step of exposing a device pattern on the substrate using the exposure apparatus according to claim 17.
【請求項19】 物体を載置して二次元平面内を移動可
能なステージの該平面内での移動方向の相違に起因する
送り誤差情報を獲得し、 前記二次元平面内における前記ステージの位置を計測
し、 前記ステージ上に載置された基板上の複数の領域の位置
情報を、前記ステージの位置計測と協働して実測し、 前記誤差情報及び前記実測された位置情報とに基づい
て、前記ステージの移動を制御することを特徴とする位
置制御方法。
19. A stage on which an object is placed and which can move in a two-dimensional plane acquires feed error information resulting from a difference in a moving direction in the plane, and the position of the stage in the two-dimensional plane The position information of a plurality of areas on the substrate placed on the stage is measured in cooperation with the position measurement of the stage, based on the error information and the actually measured position information. And controlling the movement of the stage.
【請求項20】 複数の領域が設計上の配列情報に基づ
き二次元に規則的に配列された基板を載置して、該二次
元の配列方向のそれぞれに沿って二次元平面内を移動可
能なステージを有する位置制御装置の位置制御方法であ
って、 前記基板上で所定の配列方向に直線状に並んだ複数の領
域を1つの組としたとき、該組と隣接する他の組との間
に発生しうる前記設計上の配列状態からの誤差情報を獲
得し、 前記二次元平面内における前記ステージの位置を計測
し、 前記ステージ上に載置された基板上の複数の領域の位置
情報を、前記ステージの位置計測と協働して実測し、 前記誤差情報及び前記実測された位置情報とに基づい
て、前記ステージの移動を制御することを特徴とする位
置制御方法。
20. A substrate on which a plurality of regions are regularly arranged in a two-dimensional manner on the basis of arrangement information in a design is placed, and can be moved in a two-dimensional plane along each of the two-dimensional arrangement directions. A position control method for a position control device having a plurality of stages, wherein, when a plurality of regions linearly arranged in a predetermined arrangement direction on the substrate are formed as one set, the position of the set and the adjacent set are determined. Acquiring error information from the design arrangement state that may occur between the two, the position of the stage in the two-dimensional plane is measured, and position information of a plurality of regions on a substrate placed on the stage Is actually measured in cooperation with the position measurement of the stage, and the movement of the stage is controlled based on the error information and the actually measured position information.
【請求項21】 前記実測では、前記基板上の複数の領
域のうち、特定の複数領域の位置情報を実測し、 前記誤差情報と、前記実測された特定領域の位置情報
と、前記基板上の複数の領域の設計上の配列情報とに基
づいて、前記ステージの移動を制御することを特徴とす
る請求項19または請求項20に記載の位置制御方法。
21. In the actual measurement, position information of a specific plurality of regions among a plurality of regions on the substrate is actually measured, and the error information, the actually measured position information of the specific region, and 21. The position control method according to claim 19, wherein the movement of the stage is controlled based on design arrangement information of a plurality of regions.
【請求項22】 複数の領域が設計上の配列情報に基づ
いて二次元に規則的に配列された基板を載置して、該二
次元の配列方向のそれぞれに沿って二次元平面内を移動
可能なステージを有する位置制御装置の位置制御方法で
あって、 前記ステージの位置を計測し、 前記基板上の特定の複数領域の位置情報を、前記位置計
測と協働して実測し、 前記ステージを移動せしめる際に発生しうる送り誤差情
報を記憶し、 前記実測された特定領域の位置情報と、前記基板上の複
数の領域の設計上の配列情報と、前記送り誤差情報とに
基づき、前記ステージの移動を制御することを特徴とす
る位置制御方法。
22. A substrate on which a plurality of regions are regularly arranged two-dimensionally based on design arrangement information is placed, and moves in a two-dimensional plane along each of the two-dimensional arrangement directions. A position control method of a position control device having a possible stage, wherein the position of the stage is measured, and position information of a plurality of specific regions on the substrate is actually measured in cooperation with the position measurement. Storing the feed error information that can occur when moving the, the measured position information of the specific area, the array information of the design of the plurality of areas on the substrate, based on the feed error information, A position control method comprising controlling movement of a stage.
【請求項23】 前記ステージの移動の制御では、 前記実測された特定領域の位置情報と、前記設計上の配
列情報とに基づく統計的な演算により、前記複数の領域
の位置情報を算出し、 前記複数の領域の位置情報の算出結果を前記誤差情報に
基づき補正演算して、前記ステージが移動すべき目標位
置情報を求め、 前記目標位置情報と前記計測された位置とに基づき、前
記ステージ移動を制御することを特徴とする請求項21
または請求項22に記載の位置制御方法。
23. In the control of the movement of the stage, the position information of the plurality of regions is calculated by a statistical operation based on the actually measured position information of the specific region and the design sequence information. The calculation result of the position information of the plurality of areas is corrected and calculated based on the error information to obtain target position information to be moved by the stage, and the stage movement is performed based on the target position information and the measured position. 22. The method according to claim 21, wherein
Or the position control method according to claim 22.
【請求項24】 前記誤差情報は、前記ステージの移動
方向に応じる該ステージの送り誤差量として複数設けら
れており、 前記複数の領域の個々に関して前記ステージが移動する
方向に応じた前記送り誤差量に基づいて、該ステージの
移動を制御することを特徴とする請求項19乃至請求項
23のいずれか1項に記載の位置制御方法。
24. The error information is provided as a plurality of feed error amounts of the stage according to the moving direction of the stage, and the feed error amount according to the moving direction of the stage with respect to each of the plurality of regions. The position control method according to any one of claims 19 to 23, wherein the movement of the stage is controlled based on the following.
【請求項25】 請求項19乃至請求項24のうちのい
ずれか1項に記載の位置制御方法により位置決めされた
基板を、マスクパターンで露光することを特徴とする露
光方法。
25. An exposure method comprising exposing a substrate positioned by the position control method according to claim 19 to a mask pattern.
【請求項26】 デバイスパターンを、請求項25に記
載の露光方法を用いて前記基板上に露光する工程を含む
ことを特徴とするデバイス製造方法。
26. A device manufacturing method, comprising a step of exposing a device pattern on the substrate using the exposure method according to claim 25.
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