JP3224182B2 - 位置合わせ方法、露光方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
位置合わせ方法、露光方法及び半導体装置の製造方法Info
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- JP3224182B2 JP3224182B2 JP29481294A JP29481294A JP3224182B2 JP 3224182 B2 JP3224182 B2 JP 3224182B2 JP 29481294 A JP29481294 A JP 29481294A JP 29481294 A JP29481294 A JP 29481294A JP 3224182 B2 JP3224182 B2 JP 3224182B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに縮小倍率の異な
る露光装置を混用して露光工程を行なう（以下、「ミッ
クス＆マッチ」という）場合の、重ね合わせ露光時の位
置合わせ方法に関する。
る露光装置を混用して露光工程を行なう（以下、「ミッ
クス＆マッチ」という）場合の、重ね合わせ露光時の位
置合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体装置などを製造する際の
露光工程において、縮小倍率が１／１０〜１／５でステ
ップ＆リピート方式の露光装置（以下「高倍率ステッパ
ー」と呼ぶ）と、等倍のミラープロジェクションやプロ
キシミティー方式の露光装置をミックス＆マッチで使用
する場合がある。これは、高倍率ステッパーより等倍露
光装置の方がスループットが高いため、１０数工程を要
する半導体プロセスにおいて、解像力やアライメントの
精度の仕様が緩い工程に対しては等倍露光装置を使用
し、厳しい工程には高倍率ステッパーを使用することに
より、ミックス＆マッチの方が半導体製造コストが低く
なるという理由からである。
露光工程において、縮小倍率が１／１０〜１／５でステ
ップ＆リピート方式の露光装置（以下「高倍率ステッパ
ー」と呼ぶ）と、等倍のミラープロジェクションやプロ
キシミティー方式の露光装置をミックス＆マッチで使用
する場合がある。これは、高倍率ステッパーより等倍露
光装置の方がスループットが高いため、１０数工程を要
する半導体プロセスにおいて、解像力やアライメントの
精度の仕様が緩い工程に対しては等倍露光装置を使用
し、厳しい工程には高倍率ステッパーを使用することに
より、ミックス＆マッチの方が半導体製造コストが低く
なるという理由からである。
【０００３】また、最近、縮小倍率が１／２〜１／４で
転写像サイズが高倍率ステッパーの２倍（面積では４
倍）以上のステッパー（以下「低倍率ステッパー」と呼
ぶ）が考えられている。
転写像サイズが高倍率ステッパーの２倍（面積では４
倍）以上のステッパー（以下「低倍率ステッパー」と呼
ぶ）が考えられている。
【０００４】以下に従来の露光工程について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【０００５】図１２は、従来のミックス＆マッチにおけ
る低倍率ステッパーのグローバルアライメント計測（ウ
ェハ上の代表的数点を選んでアライメント計測する方
式）を説明するための図である。図１２に示すように、
ウェハ４１０上に露光した高倍率ステッパーの１ショッ
ト分４３０の４つ分を低倍率ステッパーの１ショット４
２０で露光している。また、図１３は図１２から低倍率
ステッパーの１ショット分を抜き出したもので、符号４
４０Ｘ，４４０Ｙはそれぞれ高倍率ステッパーの１ショ
ット時に作成されたＸ方向計測用アライメントマーク、
Ｙ方向計測用アライメントマークを示す。
る低倍率ステッパーのグローバルアライメント計測（ウ
ェハ上の代表的数点を選んでアライメント計測する方
式）を説明するための図である。図１２に示すように、
ウェハ４１０上に露光した高倍率ステッパーの１ショッ
ト分４３０の４つ分を低倍率ステッパーの１ショット４
２０で露光している。また、図１３は図１２から低倍率
ステッパーの１ショット分を抜き出したもので、符号４
４０Ｘ，４４０Ｙはそれぞれ高倍率ステッパーの１ショ
ット時に作成されたＸ方向計測用アライメントマーク、
Ｙ方向計測用アライメントマークを示す。
【０００６】図１２において、周辺８ショットを計測す
るグローバルアライメントを考えると、従来アライメン
トマークの位置は、破線丸４６０（Ｘ計測で使用するマ
ーク）および実線丸４７０（Ｙ計測で使用するマーク）
で示すように、低倍率ステッパーのショット中心に対し
て固定となっていた。このため、ウェハの反りやレジス
トの塗布むらの影響の少ない範囲を示す仮想円４５０
（ウェハ中心を中心とする円）の外側のマークを検出す
る場合が生じたり、外側のマークを計測しないで計測数
が減少する現象が生じた。
るグローバルアライメントを考えると、従来アライメン
トマークの位置は、破線丸４６０（Ｘ計測で使用するマ
ーク）および実線丸４７０（Ｙ計測で使用するマーク）
で示すように、低倍率ステッパーのショット中心に対し
て固定となっていた。このため、ウェハの反りやレジス
トの塗布むらの影響の少ない範囲を示す仮想円４５０
（ウェハ中心を中心とする円）の外側のマークを検出す
る場合が生じたり、外側のマークを計測しないで計測数
が減少する現象が生じた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の高倍率ステッパーと低倍率ステッパーをミック
ス＆マッチで使用する場合には、低倍率のステッパーは
１ショットの画面サイズが大きいために、１枚のウェハ
当りの露光回数が高倍率のステッパーと比較すると少な
くなる。このため、ウェハ上の代表的数点を選んでアラ
イメント計測する場合、代表点の数が減ってアライメン
ト精度が落ちたり、アライメントマークのスパンが広く
取れないことでアライメント精度が悪くなるという問題
点があった。
た従来の高倍率ステッパーと低倍率ステッパーをミック
ス＆マッチで使用する場合には、低倍率のステッパーは
１ショットの画面サイズが大きいために、１枚のウェハ
当りの露光回数が高倍率のステッパーと比較すると少な
くなる。このため、ウェハ上の代表的数点を選んでアラ
イメント計測する場合、代表点の数が減ってアライメン
ト精度が落ちたり、アライメントマークのスパンが広く
取れないことでアライメント精度が悪くなるという問題
点があった。
【０００８】また、アライメントマークの位置が低倍率
ステッパーのショットの中心に対して固定となっていた
ため、アライメントマークの位置がウェハ周辺近傍にな
るショットがあって、ウェハの反りやレジストの膜厚変
化の影響を受けやすくアライメント精度が落ちるという
問題点があった。
ステッパーのショットの中心に対して固定となっていた
ため、アライメントマークの位置がウェハ周辺近傍にな
るショットがあって、ウェハの反りやレジストの膜厚変
化の影響を受けやすくアライメント精度が落ちるという
問題点があった。
【０００９】そこで本発明は、上述したような従来の技
術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、代表
点の数が減ったり、アライメントマークのスパンが広く
とれなかったり、ウェハの反りやレジストの膜厚変化の
影響を受けてアライメント精度が落ちることなく位置を
合わせることができる位置合わせ方法を提供することを
目的とする。
術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、代表
点の数が減ったり、アライメントマークのスパンが広く
とれなかったり、ウェハの反りやレジストの膜厚変化の
影響を受けてアライメント精度が落ちることなく位置を
合わせることができる位置合わせ方法を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステ
ッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高
倍率ステッパーとを混用して露光工程を行なう場合にお
ける重ね合わせ露光時の位置合わせ方法において、前記
高倍率ステッパーで作成したアライメントマークに対し
て前記低倍率ステッパーでグローバルアライメントを行
なうとき、アライメントマークの位置を前記低倍率ステ
ッパーの１ショット毎にショット中心に対して可変して
使用することを特徴とする。また、縮小倍率が１／２か
ら１である低倍率ステッパーと、該低倍率ステッパーよ
りも縮小倍率が高い高倍率ステッパーとを混用して露光
工程を行なう場合における重ね合わせ露光時の位置合わ
せ方法において、前記低倍率ステッパーで作成したアラ
イメントマークに対して前記高倍率ステッパーでグロー
バルアライメントを行なうとき、アライメントマークの
位置を前記高倍率ステッパーの１ショット毎にショット
中心に対して可変して使用することを特徴とする。 ま
た、アライメントマークを複数個設けて、縮小倍率が１
／２から１である低倍率ステッパーと、該低倍率ステッ
パーよりも縮小倍率が高い高倍率ステッパーとを混用し
て露光工程を行なう場合における重ね合わせ露光時の位
置合わせ方法において、各アライメントマーク像高ごと
にオフセットを設けて、その使用回数に応じてアライメ
ントオフセットを反映することを特徴とする。
に本発明は、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステ
ッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高
倍率ステッパーとを混用して露光工程を行なう場合にお
ける重ね合わせ露光時の位置合わせ方法において、前記
高倍率ステッパーで作成したアライメントマークに対し
て前記低倍率ステッパーでグローバルアライメントを行
なうとき、アライメントマークの位置を前記低倍率ステ
ッパーの１ショット毎にショット中心に対して可変して
使用することを特徴とする。また、縮小倍率が１／２か
ら１である低倍率ステッパーと、該低倍率ステッパーよ
りも縮小倍率が高い高倍率ステッパーとを混用して露光
工程を行なう場合における重ね合わせ露光時の位置合わ
せ方法において、前記低倍率ステッパーで作成したアラ
イメントマークに対して前記高倍率ステッパーでグロー
バルアライメントを行なうとき、アライメントマークの
位置を前記高倍率ステッパーの１ショット毎にショット
中心に対して可変して使用することを特徴とする。 ま
た、アライメントマークを複数個設けて、縮小倍率が１
／２から１である低倍率ステッパーと、該低倍率ステッ
パーよりも縮小倍率が高い高倍率ステッパーとを混用し
て露光工程を行なう場合における重ね合わせ露光時の位
置合わせ方法において、各アライメントマーク像高ごと
にオフセットを設けて、その使用回数に応じてアライメ
ントオフセットを反映することを特徴とする。
【００１１】また、縮小倍率が１／２から１である低倍
率ステッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が
高い高倍率ステッパーとを混用して露光する露光方法に
おいて、前記高倍率ステッパーで作成したアライメント
マークのうち該低倍率ステッパーの１ショット毎にショ
ット中心に対してアライメントマークの位置を可変して
グローバルアライメントを行い、当該位置にて前記低倍
率ステッパーを用いた露光を行うことを特徴とする。ま
た、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステッパー
と、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高倍率ス
テッパーとを混用して露光する露光方法において、前記
低倍率ステッパーで作成したアライメントマークのうち
該高倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心に対
してアライメントマークの位置を可変してグローバルア
ライメントを行い、当該位置にて前記高倍率ステッパー
を用いた露光を行うことを特徴とする。
率ステッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が
高い高倍率ステッパーとを混用して露光する露光方法に
おいて、前記高倍率ステッパーで作成したアライメント
マークのうち該低倍率ステッパーの１ショット毎にショ
ット中心に対してアライメントマークの位置を可変して
グローバルアライメントを行い、当該位置にて前記低倍
率ステッパーを用いた露光を行うことを特徴とする。ま
た、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステッパー
と、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高倍率ス
テッパーとを混用して露光する露光方法において、前記
低倍率ステッパーで作成したアライメントマークのうち
該高倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心に対
してアライメントマークの位置を可変してグローバルア
ライメントを行い、当該位置にて前記高倍率ステッパー
を用いた露光を行うことを特徴とする。
【００１２】また、縮小倍率が１／２から１である低倍
率ステッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が
高い高倍率ステッパーとを混用して露光を行う露光工程
を有する半導体装置の製造方法において、前記高倍率ス
テッパーによって露光を行うとともにアライメントマー
クを作成する工程と、アライメントマークの位置を前記
高倍率ステッパーで作成されたアライメントマークのう
ち前記低倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心
に対して可変して該低倍率ステッパーによってグローバ
ルアライメントを行う工程と、前記低倍率ステッパーに
よって露光を行う工程とを有することを特徴とする。ま
た、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステッパー
と、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高倍率ス
テッパーとを混用して露光を行う露光工程を有する半導
体装置の製造方法において、前記低倍率ステッパーによ
って露光を行うとともにアライメントマークを作成する
工程と、アライメントマークの位置を前記低倍率ステッ
パーで作成されたアライメントマークのうち前記高倍率
ステッパーの１ショット毎にショット中心に対して可変
して該高倍率ステッパーによってグローバルアライメン
トを行う工程と、前記高倍率ステッパーによって露光を
行う工程とを有することを特徴とする。
率ステッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が
高い高倍率ステッパーとを混用して露光を行う露光工程
を有する半導体装置の製造方法において、前記高倍率ス
テッパーによって露光を行うとともにアライメントマー
クを作成する工程と、アライメントマークの位置を前記
高倍率ステッパーで作成されたアライメントマークのう
ち前記低倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心
に対して可変して該低倍率ステッパーによってグローバ
ルアライメントを行う工程と、前記低倍率ステッパーに
よって露光を行う工程とを有することを特徴とする。ま
た、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステッパー
と、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高倍率ス
テッパーとを混用して露光を行う露光工程を有する半導
体装置の製造方法において、前記低倍率ステッパーによ
って露光を行うとともにアライメントマークを作成する
工程と、アライメントマークの位置を前記低倍率ステッ
パーで作成されたアライメントマークのうち前記高倍率
ステッパーの１ショット毎にショット中心に対して可変
して該高倍率ステッパーによってグローバルアライメン
トを行う工程と、前記高倍率ステッパーによって露光を
行う工程とを有することを特徴とする。
【００１３】また、前記低倍率ステッパーのグローバル
アライメントは、前記高倍率ステッパーでグローバルア
ライメントを行なうときと同一のアライメントマークを
計測することを特徴とする。
アライメントは、前記高倍率ステッパーでグローバルア
ライメントを行なうときと同一のアライメントマークを
計測することを特徴とする。
【００１４】また、前記低倍率ステッパーで作成するア
ライメントマークは、前記低倍率ステッパーの縮小投影
レンズの光軸中心に対して対称配置とし、なおかつ前記
高倍率ステッパーのグローバルアライメントで使用する
アライメントマークの計測回数を、その対称に配置され
たマークで等しくとることを特徴とする。また、前記ア
ライメントマークは、計測方向について縮小投影レンズ
中心から対称配置とし、その計測回数はその対称の組で
等しくすることを特徴とする。
ライメントマークは、前記低倍率ステッパーの縮小投影
レンズの光軸中心に対して対称配置とし、なおかつ前記
高倍率ステッパーのグローバルアライメントで使用する
アライメントマークの計測回数を、その対称に配置され
たマークで等しくとることを特徴とする。また、前記ア
ライメントマークは、計測方向について縮小投影レンズ
中心から対称配置とし、その計測回数はその対称の組で
等しくすることを特徴とする。
【００１５】また、前記アライメントマークは、１つの
マークでｘｙ計測できるものであることを特徴とする。
マークでｘｙ計測できるものであることを特徴とする。
【００１６】
【作用】上記のように構成された本発明では、縮小倍率
が１／２から１である低倍率ステッパーと、該低倍率ス
テッパーよりも縮小倍率が高い高倍率ステッパーとを混
用して露光工程を行なう場合における重ね合わせ露光時
に、前記高倍率ステッパーで作成したアライメントマー
クに対して前記低倍率ステッパーでグローバルアライメ
ントを行なうとき、アライメントマークの位置を前記低
倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心に対して
可変して使用し、アライメントマークをウェハの反りや
レジストの膜厚変化の影響が少ない位置に設定する。
が１／２から１である低倍率ステッパーと、該低倍率ス
テッパーよりも縮小倍率が高い高倍率ステッパーとを混
用して露光工程を行なう場合における重ね合わせ露光時
に、前記高倍率ステッパーで作成したアライメントマー
クに対して前記低倍率ステッパーでグローバルアライメ
ントを行なうとき、アライメントマークの位置を前記低
倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心に対して
可変して使用し、アライメントマークをウェハの反りや
レジストの膜厚変化の影響が少ない位置に設定する。
【００１７】また、前記低倍率ステッパーのグローバル
アライメントを行なうときは前記高倍率ステッパーでグ
ローバルアライメントを行なうときと同一のアライメン
トマークを計測することにより、アライメントマークの
設定位置の自由度が増すのでアライメントマークのスパ
ンが大きくとれてアライメント精度の低下を防ぐ。ま
た、低倍率ステッパーで露光するショット数よりもグロ
ーバルアライメントで計測するショット数を増やして代
表点の減少を抑える。
アライメントを行なうときは前記高倍率ステッパーでグ
ローバルアライメントを行なうときと同一のアライメン
トマークを計測することにより、アライメントマークの
設定位置の自由度が増すのでアライメントマークのスパ
ンが大きくとれてアライメント精度の低下を防ぐ。ま
た、低倍率ステッパーで露光するショット数よりもグロ
ーバルアライメントで計測するショット数を増やして代
表点の減少を抑える。
【００１８】さらに、アライメントマークの位置を前記
低倍率ステッパーの縮小投影レンズの光軸中心に対して
対称配置、または計測方向についてのみ縮小投影レンズ
の光軸中心に対して対称配置とし、なおかつ前記高倍率
ステッパーのグローバルアライメントで使用するアライ
メントマークの計測回数を、その対称に配置されたマー
クで等しくとることによって歪曲収差の影響を避ける。
低倍率ステッパーの縮小投影レンズの光軸中心に対して
対称配置、または計測方向についてのみ縮小投影レンズ
の光軸中心に対して対称配置とし、なおかつ前記高倍率
ステッパーのグローバルアライメントで使用するアライ
メントマークの計測回数を、その対称に配置されたマー
クで等しくとることによって歪曲収差の影響を避ける。
【００１９】アライメントマーク像高ごとにオフセット
を設けて、その使用回数に応じてアライメントオフセッ
トを反映する場合、アライメントマーク毎の像高の値か
らずれ量を計算し算出された量をオフセットとし、歪曲
収差の影響を少なくする。
を設けて、その使用回数に応じてアライメントオフセッ
トを反映する場合、アライメントマーク毎の像高の値か
らずれ量を計算し算出された量をオフセットとし、歪曲
収差の影響を少なくする。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２１】（第１の実施例）図１は、本発明の位置合
わせ方法の第１の実施例であるミックス＆マッチにおけ
る低倍率ステッパーのグローバルアライメント計測を説
明するための図である。図１に示すように、ウェハ１０
上には高倍率ステッパーの１ショット３０の４つ分が低
倍率ステッパーの１ショット２０で露光している。ま
た、図２は図１から低倍率ステッパーの１ショット分を
抜き出したものである。
わせ方法の第１の実施例であるミックス＆マッチにおけ
る低倍率ステッパーのグローバルアライメント計測を説
明するための図である。図１に示すように、ウェハ１０
上には高倍率ステッパーの１ショット３０の４つ分が低
倍率ステッパーの１ショット２０で露光している。ま
た、図２は図１から低倍率ステッパーの１ショット分を
抜き出したものである。
【００２２】本実施例では、高倍率ステッパーでの露光
時に作成したアライメントマーク４０Ｘ1 〜４０Ｘ4 ，
４０Ｙ1 〜４０Ｙ4 を、グローバルアライメント時ショ
ットごとに使用するマークの位置をショット中心に対し
変えることを特徴とする。図１に示すように、使用する
アライメントマークの位置は破線丸６０（Ｘ計測で使用
するマーク）、実線丸７０（Ｙ計測で使用するマーク）
で示されているが、ウェハの反りやレジストの塗布むら
の影響の少ない範囲を示す仮想円５０の内部でかつ、な
るべく外側のマークを選択している。
時に作成したアライメントマーク４０Ｘ1 〜４０Ｘ4 ，
４０Ｙ1 〜４０Ｙ4 を、グローバルアライメント時ショ
ットごとに使用するマークの位置をショット中心に対し
変えることを特徴とする。図１に示すように、使用する
アライメントマークの位置は破線丸６０（Ｘ計測で使用
するマーク）、実線丸７０（Ｙ計測で使用するマーク）
で示されているが、ウェハの反りやレジストの塗布むら
の影響の少ない範囲を示す仮想円５０の内部でかつ、な
るべく外側のマークを選択している。
【００２３】このようにすれば、ウェハ周辺の反りやレ
ジストの塗布むらの影響を少なくすることができ、なお
かつアライメントマークのスパンも最大限大きくとれる
ので良好なアライメント精度が期待できる。
ジストの塗布むらの影響を少なくすることができ、なお
かつアライメントマークのスパンも最大限大きくとれる
ので良好なアライメント精度が期待できる。
【００２４】（第２の実施例）図３は、本発明の位置合
わせ方法の第２の実施例であるミックス＆マッチにおけ
る高倍率ステッパーのグローバルアライメント計測を説
明するための図である。また、図４は図３から低倍率ス
テッパーの１ショット分を抜き出したものである。 本
実施例では、第１の実施例とは異なり、低倍率ステッパ
ーのショットレイアウトを横の列で半ピッチずつずらし
ていて、また低倍率ステッパーで露光されたアライメン
トマークに対して、高倍率ステッパーのグローバルアラ
イメントを考える。
わせ方法の第２の実施例であるミックス＆マッチにおけ
る高倍率ステッパーのグローバルアライメント計測を説
明するための図である。また、図４は図３から低倍率ス
テッパーの１ショット分を抜き出したものである。 本
実施例では、第１の実施例とは異なり、低倍率ステッパ
ーのショットレイアウトを横の列で半ピッチずつずらし
ていて、また低倍率ステッパーで露光されたアライメン
トマークに対して、高倍率ステッパーのグローバルアラ
イメントを考える。
【００２５】本発明では、低倍率ステッパーで露光する
アライメントマークを縮小投影レンズの光軸中心１８０
に対して対称配置とし、なおかつ高倍率ステッパーのグ
ローバルアライメントで使用するアライメントマークを
縮小投影レンズの光軸中心１８０に対して回数を等しく
とるものである。
アライメントマークを縮小投影レンズの光軸中心１８０
に対して対称配置とし、なおかつ高倍率ステッパーのグ
ローバルアライメントで使用するアライメントマークを
縮小投影レンズの光軸中心１８０に対して回数を等しく
とるものである。
【００２６】文献「レンズ設計法」（松井吉哉著、共立
出版 昭４７）によれば、歪曲収差は画角の３次に比例
する（３次までの収差展開式にて）。すなわち、図４に
示す１４０Ｘ1 ，１４０Ｘ2 と１４０Ｙ2 ，１４０Ｙ3
がそれぞれ縮小投影レンズの光軸中心１８０に対して対
称配置とし、なおかつ図５に示すように計測回数も等し
くすれば、歪曲収差の影響はキャンセルされる。
出版 昭４７）によれば、歪曲収差は画角の３次に比例
する（３次までの収差展開式にて）。すなわち、図４に
示す１４０Ｘ1 ，１４０Ｘ2 と１４０Ｙ2 ，１４０Ｙ3
がそれぞれ縮小投影レンズの光軸中心１８０に対して対
称配置とし、なおかつ図５に示すように計測回数も等し
くすれば、歪曲収差の影響はキャンセルされる。
【００２７】図６は、本実施例において歪曲収差を考慮
していない例である。また、図７は、図６から低倍率ス
テッパーの１ショット分を抜き出したものであり、図８
は、図７における各計測位置の計測回数を示したもので
ある。
していない例である。また、図７は、図６から低倍率ス
テッパーの１ショット分を抜き出したものであり、図８
は、図７における各計測位置の計測回数を示したもので
ある。
【００２８】歪曲収差を考慮しないと、図８に示すよう
に、２４０Ｘ1 と２４０Ｘ2 の計測回数が３回と１回で
異なることにより、歪曲収差の影響でアライメント精度
が低下する。
に、２４０Ｘ1 と２４０Ｘ2 の計測回数が３回と１回で
異なることにより、歪曲収差の影響でアライメント精度
が低下する。
【００２９】また、図５の例では、ｘ計測とｙ計測を別
々のマーク（以下「ｘｙ分離マーク」と称す）で行なっ
ていたが、１つのマークでｘｙ計測できるものでも良
い。さらに、ｘｙ分離マークのときは回数を等しくとる
アライメントマークを、完全に縮小投影レンズの中心１
８０（図４参照）に対して対称としなくても、それに近
い位置であっても良い。
々のマーク（以下「ｘｙ分離マーク」と称す）で行なっ
ていたが、１つのマークでｘｙ計測できるものでも良
い。さらに、ｘｙ分離マークのときは回数を等しくとる
アライメントマークを、完全に縮小投影レンズの中心１
８０（図４参照）に対して対称としなくても、それに近
い位置であっても良い。
【００３０】また、例えば図４に示す１４０Ｘ3 と１４
０Ｘ4 のペアのように、計測する方向に関して対称であ
れば軸外にあるマークを使用しても良いし、あらかじめ
縮小投影レンズの歪曲収差を測定しておき、歪曲収差が
キャンセルできる位置にアライメントマークを設けても
良い。
０Ｘ4 のペアのように、計測する方向に関して対称であ
れば軸外にあるマークを使用しても良いし、あらかじめ
縮小投影レンズの歪曲収差を測定しておき、歪曲収差が
キャンセルできる位置にアライメントマークを設けても
良い。
【００３１】さらに、ウェハー上のアライメントマーク
の位置が縮小投影レンズの歪曲収差によってずれていて
も、アライメントマーク毎の本来あるべき像高からのず
れ量を計測しそのオフセット量を各アライメントマーク
に持たせても良い。そのオフセット量は縮小投影レンズ
の歪曲収差測定値を使ったり、基準となるウェハで例え
ば４０Ｘi と４０Ｙj （ｉ＝ｊ，ｉ＝１〜４）のアライ
メントマークの組み合せでグローバルアライメントを実
行し、アライメントオフセットを各ｉ、ｊに対して求め
ておき、その使用回数に応じてアライメントオフセット
に反映させれば良い。なお、上述した像高別アライメン
トオフセットについては、低倍率ステッパーで露光した
アライメントマークを高倍率ステッパーでグローバルア
ライメントを行なう場合だけでなく、高倍率ステッパー
で露光したアライメントマークを低倍率ステッパーでグ
ローバルアライメントを行なう場合でも良く、また、低
倍率ステッパーで各像高にアライメントマークを配置し
て露光し、低倍率ステッパーで各像高のアライメントマ
ークを使用してグローバルアライメントを行なう場合で
も良い。
の位置が縮小投影レンズの歪曲収差によってずれていて
も、アライメントマーク毎の本来あるべき像高からのず
れ量を計測しそのオフセット量を各アライメントマーク
に持たせても良い。そのオフセット量は縮小投影レンズ
の歪曲収差測定値を使ったり、基準となるウェハで例え
ば４０Ｘi と４０Ｙj （ｉ＝ｊ，ｉ＝１〜４）のアライ
メントマークの組み合せでグローバルアライメントを実
行し、アライメントオフセットを各ｉ、ｊに対して求め
ておき、その使用回数に応じてアライメントオフセット
に反映させれば良い。なお、上述した像高別アライメン
トオフセットについては、低倍率ステッパーで露光した
アライメントマークを高倍率ステッパーでグローバルア
ライメントを行なう場合だけでなく、高倍率ステッパー
で露光したアライメントマークを低倍率ステッパーでグ
ローバルアライメントを行なう場合でも良く、また、低
倍率ステッパーで各像高にアライメントマークを配置し
て露光し、低倍率ステッパーで各像高のアライメントマ
ークを使用してグローバルアライメントを行なう場合で
も良い。
【００３２】（第３の実施例）図９は本発明の位置合わ
せ方式の第３の実施例のミックス＆マッチにおいて、低
倍率ステッパーの１ショットの大きさが高倍率ステッパ
ーの整数倍とならないときの高倍率ステッパーのグロー
バルアライメント計測を説明するための図である。ま
た、図１０は、図９から高倍率ステッパーの１ショット
分を抜き出したものであり、図１１は、図９から低倍率
ステッパーの１ショット分を抜き出したものである。
せ方式の第３の実施例のミックス＆マッチにおいて、低
倍率ステッパーの１ショットの大きさが高倍率ステッパ
ーの整数倍とならないときの高倍率ステッパーのグロー
バルアライメント計測を説明するための図である。ま
た、図１０は、図９から高倍率ステッパーの１ショット
分を抜き出したものであり、図１１は、図９から低倍率
ステッパーの１ショット分を抜き出したものである。
【００３３】本実施例は図９に示すように、高倍率ステ
ッパーで下地を形成し、低倍率ステッパーでアライメン
トを行なう。高倍率ステッパーは、図１０のように１シ
ョット当り複数チップ（図１０では６チップ）を有し、
アライメント用マークがｘ計測、ｙ計測１個ずつ配置さ
れている。十字形は高倍率ステッパーのショット中心を
示す。図９に示すように低倍率ステッパーの１ショット
の大きさが高倍率ステッパーの整数倍とならないとき
は、低倍率ステッパーの露光は図９のように高倍率ステ
ッパーのショットをまたいだレイアウトになる。それに
先立つグローバルアライメントは、高倍率ステッパーで
決定されるショットレイアウトに対してアライメントマ
ークを選択する。例えば、二重丸を付けたショットのア
ライメントマークを用いれば、十分アライメントマーク
のスパンも広くとれ、マークの数が少ないということも
ない。なお、本実施例におけるアライメントマークの設
定については、ウェハ中心に対して対象であり、かつ低
倍率ステッパーの１ショットに対し最低１つのマークを
設定するものであれば図９に示すものには限らない。
ッパーで下地を形成し、低倍率ステッパーでアライメン
トを行なう。高倍率ステッパーは、図１０のように１シ
ョット当り複数チップ（図１０では６チップ）を有し、
アライメント用マークがｘ計測、ｙ計測１個ずつ配置さ
れている。十字形は高倍率ステッパーのショット中心を
示す。図９に示すように低倍率ステッパーの１ショット
の大きさが高倍率ステッパーの整数倍とならないとき
は、低倍率ステッパーの露光は図９のように高倍率ステ
ッパーのショットをまたいだレイアウトになる。それに
先立つグローバルアライメントは、高倍率ステッパーで
決定されるショットレイアウトに対してアライメントマ
ークを選択する。例えば、二重丸を付けたショットのア
ライメントマークを用いれば、十分アライメントマーク
のスパンも広くとれ、マークの数が少ないということも
ない。なお、本実施例におけるアライメントマークの設
定については、ウェハ中心に対して対象であり、かつ低
倍率ステッパーの１ショットに対し最低１つのマークを
設定するものであれば図９に示すものには限らない。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００３５】請求項１および請求項３に記載のものにお
いては、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステッパ
ーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高倍率
ステッパーとを混用して露光工程を行なう場合における
重ね合わせ露光時に、前記高倍率ステッパーで作成した
アライメントマークに対して前記低倍率ステッパーでグ
ローバルアライメントを行なうとき、アライメントマー
クの位置を前記低倍率ステッパーのショット毎にショッ
ト中心に対して可変して使用することにより、アライメ
ントマークをウェハの反りやレジストの膜厚変化の影響
が少ない位置に設定できる。
いては、縮小倍率が１／２から１である低倍率ステッパ
ーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高倍率
ステッパーとを混用して露光工程を行なう場合における
重ね合わせ露光時に、前記高倍率ステッパーで作成した
アライメントマークに対して前記低倍率ステッパーでグ
ローバルアライメントを行なうとき、アライメントマー
クの位置を前記低倍率ステッパーのショット毎にショッ
ト中心に対して可変して使用することにより、アライメ
ントマークをウェハの反りやレジストの膜厚変化の影響
が少ない位置に設定できる。
【００３６】請求項２に記載のものにおいては、前記低
倍率ステッパーのグローバルアライメントを行なうとき
に前記高倍率ステッパーでグローバルアライメントを行
なうときと同一のアライメントマークを計測することに
より、アライメントマークの設定位置の自由度が増すの
でアライメントマークのスパンが広くとれてアライメン
ト精度の低下を防ぐことができ、また、代表点の減少を
抑えることによってもアライメント精度の低下を防ぐこ
とができる。
倍率ステッパーのグローバルアライメントを行なうとき
に前記高倍率ステッパーでグローバルアライメントを行
なうときと同一のアライメントマークを計測することに
より、アライメントマークの設定位置の自由度が増すの
でアライメントマークのスパンが広くとれてアライメン
ト精度の低下を防ぐことができ、また、代表点の減少を
抑えることによってもアライメント精度の低下を防ぐこ
とができる。
【００３７】請求項４および請求項５に記載のものにお
いては、アライメントマークの位置を前記低倍率ステッ
パーの縮小投影レンズの光軸中心に対して対称配置と
し、なおかつ前記高倍率ステッパーのグローバルアライ
メントで使用するアライメントマークの計測回数を、そ
の対称に配置されたマークで等しくとったり、対称の組
で等しくすることによって歪曲収差の影響を避けること
ができる。
いては、アライメントマークの位置を前記低倍率ステッ
パーの縮小投影レンズの光軸中心に対して対称配置と
し、なおかつ前記高倍率ステッパーのグローバルアライ
メントで使用するアライメントマークの計測回数を、そ
の対称に配置されたマークで等しくとったり、対称の組
で等しくすることによって歪曲収差の影響を避けること
ができる。
【００３８】請求項６に記載のものにおいては、アライ
メントマーク像高ごとにオフセットを設けて、その使用
回数に応じてアライメントオフセットを反映する場合、
アライメントマーク毎の像高の値からずれ量を計算し算
出された量をオフセットすることにより、歪曲収差の影
響を少なくすることができる。
メントマーク像高ごとにオフセットを設けて、その使用
回数に応じてアライメントオフセットを反映する場合、
アライメントマーク毎の像高の値からずれ量を計算し算
出された量をオフセットすることにより、歪曲収差の影
響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置合わせ方式の第１の実施例のミッ
クス＆マッチにおける低倍率ステッパーのグローバルア
ライメント計測を説明するための図である。
クス＆マッチにおける低倍率ステッパーのグローバルア
ライメント計測を説明するための図である。
【図２】図１から低倍率ステッパーの１ショット分を抜
き出した図である。
き出した図である。
【図３】本発明の位置合わせ方式の第２の実施例のミッ
クス＆マッチにおける高倍率ステッパーのグローバルア
ライメント計測を説明するための図である。
クス＆マッチにおける高倍率ステッパーのグローバルア
ライメント計測を説明するための図である。
【図４】図３から低倍率ステッパーの１ショット分を抜
き出した図である。
き出した図である。
【図５】図４における各計測位置の計測回数を示した図
である。
である。
【図６】本発明の第２の実施例において、歪曲収差を考
慮していない例を示す図である。
慮していない例を示す図である。
【図７】図６から低倍率ステッパーの１ショット分を抜
き出した図である。
き出した図である。
【図８】図７における各計測位置の計測回数を示した図
である。
である。
【図９】本発明の位置合わせ方式の第３の実施例のミッ
クス＆マッチにおける低倍率ステッパーの１ショットの
大きさが高倍率ステッパーの整数倍とならないときの高
倍率ステッパーのグローバルアライメント計測を説明す
るための図である。
クス＆マッチにおける低倍率ステッパーの１ショットの
大きさが高倍率ステッパーの整数倍とならないときの高
倍率ステッパーのグローバルアライメント計測を説明す
るための図である。
【図１０】図９から高倍率ステッパーの１ショット分を
抜き出した図である。
抜き出した図である。
【図１１】図９から低倍率ステッパーの１ショット分を
抜き出した図である。
抜き出した図である。
【図１２】従来のミックス＆マッチにおける低倍率ステ
ッパーのグローバルアライメント計測を説明するための
図である。
ッパーのグローバルアライメント計測を説明するための
図である。
【図１３】図１２から低倍率ステッパーの１ショット分
を抜き出した図である。
を抜き出した図である。
１０，１１０，２１０，３１０ ウェハ ２０，１２０，２２０，３２０ 低倍率ステッパーの
１ショット ３０，１３０，２３０，３３０ 高倍率ステッパーの
１ショット ４０Ｘi，１４０Ｘi，２４０Ｘi，３４０Ｘi（ｉ＝１，
２，３，４） ｘ方向計測アライメントマーク ４０Ｙj，１４０Ｙj，２４０Ｙj，３４０Ｙj（j ＝１，
２，３，４） ｙ方向計測アライメントマーク ５０，１５０，２５０ 仮想円 ６０，１６０，２６０ ｘ方向計測で使用するマーク ７０，１７０，２７０ ｙ方向計測で使用するマーク １８０ 縮小投影レンズの光軸中心
１ショット ３０，１３０，２３０，３３０ 高倍率ステッパーの
１ショット ４０Ｘi，１４０Ｘi，２４０Ｘi，３４０Ｘi（ｉ＝１，
２，３，４） ｘ方向計測アライメントマーク ４０Ｙj，１４０Ｙj，２４０Ｙj，３４０Ｙj（j ＝１，
２，３，４） ｙ方向計測アライメントマーク ５０，１５０，２５０ 仮想円 ６０，１６０，２６０ ｘ方向計測で使用するマーク ７０，１７０，２７０ ｙ方向計測で使用するマーク １８０ 縮小投影レンズの光軸中心
Claims (19)
- 【請求項１】 縮小倍率が１／２から１である低倍率ス
テッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い
高倍率ステッパーとを混用して露光工程を行なう場合に
おける重ね合わせ露光時の位置合わせ方法において、 前記高倍率ステッパーで作成したアライメントマークに
対して前記低倍率ステッパーでグローバルアライメント
を行なうとき、アライメントマークの位置を前記低倍率
ステッパーの１ショット毎にショット中心に対して可変
して使用することを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の位置合わせ方法におい
て、 前記低倍率ステッパーのグローバルアライメントは、前
記高倍率ステッパーでグローバルアライメントを行なう
ときと同一のアライメントマークを計測することを特徴
とする位置合わせ方法。 - 【請求項３】 縮小倍率が１／２から１である低倍率ス
テッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い
高倍率ステッパーとを混用して露光工程を行なう場合に
おける重ね合わせ露光時の位置合わせ方法において、 前記低倍率ステッパーで作成したアライメントマークに
対して前記高倍率ステッパーでグローバルアライメント
を行なうとき、アライメントマークの位置を前記高倍率
ステッパーの１ショット毎にショット中心に対して可変
して使用することを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の位置合わせ方法におい
て、 前記低倍率ステッパーで作成するアライメントマーク
は、前記低倍率ステッパーの縮小投影レンズの光軸中心
に対して対称配置とし、なおかつ前記高倍率ステッパー
のグローバルアライメントで使用するアライメントマー
クの計測回数を、その対称に配置されたマークで等しく
とることを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項５】 請求項３に記載の位置合わせ方法におい
て、 前記アライメントマークは、計測方向について縮小投影
レンズ中心から対称配置とし、その計測回数はその対称
の組で等しくすることを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項６】 請求項１または請求項３に記載の位置合
わせ方法において、 前記アライメントマークは、１つの
マークでｘｙ計測できるものであることを特徴とする位
置合わせ方法。 - 【請求項７】 アライメントマークを複数個設けて、縮
小倍率が１／２から１である低倍率ステッパーと、該低
倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い高倍率ステッパー
とを混用して露光工程を行なう場合における重ね合わせ
露光時の位置合わせ方法において、 各アライメントマーク像高ごとにオフセットを設けて、
その使用回数に応じてアライメントオフセットを反映す
ることを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項８】 縮小倍率が１／２から１である低倍率ス
テッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高い
高倍率ステッパーとを混用して露光する露光方法におい
て、 前記高倍率ステッパーで作成したアライメントマークの
うち該低倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心
に対してアライメントマークの位置を可変してグローバ
ルアライメントを行い、当該位置にて前記低倍率ステッ
パーを用いた露光を行うことを特徴とする露光方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載の露光方法において、 前記低倍率ステッパーのグローバルアライメントは、前
記高倍率ステッパーでグローバルアライメントを行なう
ときと同一のアライメントマークを計測することを特徴
とする露光方法。 - 【請求項１０】 縮小倍率が１／２から１である低倍率
ステッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高
い高倍率ステッパーとを混用して露光する露光方法にお
いて、 前記低倍率ステッパーで作成したアライメントマークの
うち該高倍率ステッパーの１ショット毎にショット中心
に対してアライメントマークの位置を可変してグローバ
ルアライメントを行い、当該位置にて高倍率ステッパー
を用いた露光を行うことを特徴とする露光方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の露光方法におい
て、 前記低倍率ステッパーで作成するアライメントマーク
は、前記低倍率ステッパーの縮小投影レンズの光軸中心
に対して対称配置とし、なおかつ前記高倍率ステ ッパー
のグローバルアライメントで使用するアライメントマー
クの計測回数を、その対称に配置されたマークで等しく
とることを特徴とする露光方法。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載の露光方法におい
て、 前記アライメントマークは、計測方向について縮小投影
レンズ中心から対称配置とし、その計測回数はその対称
の組で等しくすることを特徴とする露光方法。 - 【請求項１３】 請求項８または請求項１０に記載の露
光方法において、前記アライメントマークは、１つのマ
ークでｘｙ計測できるものであることを特徴とする露光
方法。 - 【請求項１４】 縮小倍率が１／２から１である低倍率
ステッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高
い高倍率ステッパーとを混用して露光を行う露光工程を
有する半導体装置の製造方法において、 前記高倍率ステッパーによって露光を行うとともにアラ
イメントマークを作成する工程と、 アライメントマークの位置を前記高倍率ステッパーで作
成されたアライメントマークのうち前記低倍率ステッパ
ーの１ショット毎にショット中心に対して可変して該低
倍率ステッパーによってグローバルアライメントを行う
工程と、 前記低倍率ステッパーによって露光を行う工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の半導体装置の製造
方法において、 前記低倍率ステッパーのグローバルアライメントは、前
記高倍率ステッパーでグローバルアライメントを行なう
ときと同一のアライメントマークを計測することを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１６】 縮小倍率が１／２から１である低倍率
ステッパーと、該低倍率ステッパーよりも縮小倍率が高
い高倍率ステッパーとを混用して露光を行う露光工程を
有する半導体装置の製造方法において、 前記低倍率ステッパーによって露光を行うとともにアラ
イメントマークを作成する工程と、 アライメントマークの位置を前記低倍率ステッパーで作
成されたアライメントマークのうち前記高倍率ステッパ
ーの１ショット毎にショット中心に対して可変 して該高
倍率ステッパーによってグローバルアライメントを行う
工程と、 前記高倍率ステッパーによって露光を行う工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の半導体装置の製造
方法において、 前記低倍率ステッパーで作成するアライメントマーク
は、前記低倍率ステッパーの縮小投影レンズの光軸中心
に対して対称配置とし、なおかつ前記高倍率ステッパー
のグローバルアライメントで使用するアライメントマー
クの計測回数を、その対称に配置されたマークで等しく
とることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１８】 請求項１６に記載の半導体装置の製造
方法において、 前記アライメントマークは、計測方向について縮小投影
レンズ中心から対称配置とし、その計測回数はその対称
の組で等しくすることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１９】 請求項１４または請求項１６に記載の
半導体装置の製造方法において、 前記アライメントマークは、１つのマークでｘｙ計測で
きるものであることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29481294A JP3224182B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 位置合わせ方法、露光方法及び半導体装置の製造方法 |
| EP00204674A EP1091256A1 (en) | 1994-11-29 | 1995-11-28 | Alignment method and semiconductor exposure method |
| DE69521107T DE69521107T2 (de) | 1994-11-29 | 1995-11-28 | Ausrichtverfahren und Halbleiterbelichtungsverfahren |
| EP95308529A EP0715215B1 (en) | 1994-11-29 | 1995-11-28 | Alignment method and semiconductor exposure method |
| US08/564,615 US5695897A (en) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | Alignment method and semiconductor exposure method |
| KR1019950044594A KR0185453B1 (ko) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | 얼라인먼트방법 및 반도체노광방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29481294A JP3224182B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 位置合わせ方法、露光方法及び半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08153663A JPH08153663A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3224182B2 true JP3224182B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=17812576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29481294A Expired - Fee Related JP3224182B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 位置合わせ方法、露光方法及び半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3224182B2 (ja) |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29481294A patent/JP3224182B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08153663A (ja) | 1996-06-11 |
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