JPH01216527A - 縮小投影露光装置のアライメント方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 縮小投影露光装置のアライメント方式に関し。

ウェハ・ローテーション成分を小さく抑えることにより
チップ間の重ね合わせ精度を向上させることを目的とし
。

アライメントにより生じるウェハ・ローテーション成分
のずれ量を、レチクル側のアライメント光学系を用い、
レチクルをアライメント・駆動補正することにより、上
記ウェハ・ローテーション成分のずれ量を補正するよう
に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、縮小投影露光装置のアライメント方式に関す
る。

〔従来の技術〕

ＩＣ，ＬＳＩの製造において、リソグラフィ工程で縮小
投影露光装置（ステッパー）が用いられている。

縮小投影露光装置は、屈折光学系を用いて、実パターン
の５〜ｌＯ倍の寸法のパターンのマスク（レチクル）の
像を縮小投影し、ウェハを固定したテーブルを平面上に
ステップ・アンド・リピートするものである。

第３図は、縮小投影露光装置の例を示す図である。

第３図において、３１は実パターンの５〜ｌＯ倍の寸法
のマスクであるレチクル、３２は実パターンが投影され
、その上に複数個のチップが形成されるシリコンなどか
らなるウェハ、３３はウェハ３２上に形成され１個々の
ＩＣやＬＳＩを構成するチップ、３４はレチクル３１の
パターンをウェハ３２上に投影させるための縮小投影レ
ンズ。

３５は水銀ランプなどからなる高輝度光源、３６は縮小
投影レンズ３４を通してウェハ３２上のチップ３３を測
定するためのオン・アクシス光学系。

３７は縮小投影レンズ３４を通さずにウェハ３２上のチ
ップ３３を測定するためのオフ・アクシス光学系、３８
はウェハ３２のＸ軸を測定するためのＸ軸干渉針、３９
はウェハ３２のＹ軸を測定するためのＹ軸干渉針、４０
はウェハ３２を把持するためのウェハ・チャック、４１
はウェハ３２をＸ軸およびＹ軸方向に移動させて、ステ
ップ・アンド・リピートするためのＸＹステージである
。

この縮小投影露光装置のレチクル３１とチップ３３とを
アライメントする方式として１次の３方式がある。

１）グイ・パイ・グイ・オン・アクシス（ＤｉｅＢｙ　
Ｄｉｅ　Ｏｎ　Ａｘｉｓ）　　・アライメント方式これ
は、レチクル３１とウェハ３２上のチップ３３とを縮小
投影レンズ３４を通して、オン・アクシス光学系３６を
用いて、直に１つづつアライメントしていく方式である
。

ｉｉ）グイ・パイ・グイ・オフ・アクシス（ＤｉｅＢｙ
　Ｄｉｅ　Ｏｆｆ　Ａｘｉｓ）　・アライメント方式こ
れは、直接レチクル３１とウェハ３２上のチップ３３と
をアライメントセずに、縮小投影レンズ３４を通さずに
オフ・アクシス光学系３７を用いてレチクル３１とウェ
ハ３２上のチップ３３とをアライメントする方式である
。

ｉｉ）グローバル（Ｇｌｏｂａｌ）・アライメント方式
これは、ウェハ３２上の数点を読み取り、それらからチ
ップ３３の配列を算出し、その結果に基づいてレチクル
３１とウェハ３２上のチップ３３とを７ライメントする
方式である。

また、上記の３方式のいずれかにより検出されたウェハ
・ローテーション（ウェハ３２のＸ軸干渉針が示すＸ軸
からの回転ずれ量）を補正する方式として９次の２方式
がある。

ｉ）レチクル駆動方式 これは、レチクル３１を回転駆動してウェハ・ローテー
ションを補正する方式である。

ｉｉ）ウェハ駆動方式 これは、ウェハ３２を回転駆動してウェハ・ローテーシ
ョンを補正する方式である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のように、グイ・パイ・グイ・オン・アクシス・ア
ライメント方式、グイ・パイ・グイ・オフ・アクシス・
アライメント方式またはグローバル・アライメント方式
によりレチクルとウェハ上のチップとのアライメント計
測を行った後に、レチクル駆動方式またはウェハ駆動方
式によりウェハ・ローテーションを補正する方式では、
ウェハ・ローテーションの補正を充分に行うことができ
なかった。

したがって、チップ間の重ね合わせ精度が充分に得られ
ないという問題があった。

本発明は、ウェハ・ローテーション成分を小さく抑える
ことによりチップ間の重ね合わせ精度を向上させた縮小
投影露光装置のアライメント方式を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明の縮小投影露光装置
のアライメント方式は、アライメントにより生じるウェ
ハ・ローテーション成分のずれ量を、レチクル側のアラ
イメント光学系を用い、レチクルをアライメ・ント・駆
動補正することにより。

上記ウェハ・ローテーション成分のずれ量を補正するよ
うに構成する。

〔作用〕 第１図は１本発明の作用説明図である。

第１図を用いて２本発明の詳細な説明する。

レチクルは、予め何らかの方法で縮小投影露光装置内の
所定の位置に設置される。この状態で。

ウェハは、第１図（ａ）に示すように、角度θのウェハ
・ローテーションを持うている。

このウェハ・ローテーションは、ウェハを駆動して補正
する。

また、第１図（Ｃ）に示すように、ウェハ上のチップ配
列は、ステージ干渉計のＸ軸に対して。

角度θだけローテーション成分を持つ。

その後、レチクル側に設けられたアライメント・マーク
と縮小投影露光装置側に設けられた基準マークとでアラ
イメントがなされる。この結果。

縮小投影露光装置側の基準マークとステージ干渉計のＸ
軸とは予め平行出しが行われているので。

第１図（ｂ）に示すように、レチクルのパターンは、ス
テージ干渉計のＸ軸に対してローテーション成分を持た
ないようになる。

しかしながら、実際には、第１図（Ｃ）に示すように、
レチクルのパターンは、ウェハとのアライメント後、ウ
ェハ上において、ステージ干渉針のＸ軸に対しである角
度θを持って転写される。

このローテーション成分をΔとすると、Δは１次式で表
される。すなわち。

Δ＝δ１．．ρ、、。ｉ ＋　（３σｒ＊ｔ、ａｔ直、７　　＋　δｒａｄ？、ａ
ｒ轟１．）　　　　　（１）ここで δｒ＊ｔ＃、　ｒ＊ｓム４ニレチクルをアライメントに
より設定し、そのアライメントおよ び駆動が正確に行っても、実際 にウェハ上にパターンを転写し た場合に生じるローテーション 成分の誤差量 ３σｒｅｔ＋　ａｔム１．ニレチクルを縮小投影露光装
置側に対してアライメントする 時の精度 δ１．、θ１ｒｔｖａ’レチクルを駆動して回転させる
時の駆動系の分解能 である。

特に、δ１．、ρ０１．ム４が生じる理由は、ウェハ上
にレチクルのパターンを転写して、そのローテーション
成分を観測した場合、有限の値がでれば。

実際にはローテーション成分がな″くても、観測された
値の分だけ補正されるからである。

以上のようにして転写されたパターンに対して。

重ね合ねせをして焼き付ける時、そのウェハのローテー
ション成分のアライメント精度を３δｗｊ　ＨＡ　Ｌ　
ｉ□、そして、その駆動系の分解能をδｗＪ、ｄｒｉｖ
＊とすると、全体としてのローテーション成分のずれ量
は９次式のようになる。すなわち。

ｉ）レチクルを駆動してローテーション成分のずれ量を
補正した場合 Δ「３δ「・ｔρ・ｒＩＩ雲五− ＋（３σｒ’ｌｌｔ＋５ｌ１９Ｒ＋δｒａＬｊ、ｄ□９
．）＋３δｗ＃＋ａＬｉｖａ　　　　　　　　　　　１
２１ｉｉ）ウェハを駆動してローテーション成分のずれ
量を補正した場合 Δ−；δ１．乞ρ−ｒ＊ｓｒａ ＋（３σｒａｔ、ａ口、、１＋δｒａＬ＃１ｒｉｖ、）
＋（３σｙＪ、＠Ｌｉｍｅ＋δ、θ、４ｒ！ｖＪ　　　
Ｔａ２（２）式および（３）式においては、（）内の値
のうち、精度の悪い方が支配的であるから。

Δｒ　≦Δ＠（４） が常に成立する。

以上の説明から、予め測定されたウェハ・ローテーショ
ン成分のずれ量を、レチクル側のアライメント光学系を
用い、レチクルをアライメント・駆動補正すれば、ウェ
ハ・ローテーション成分のずれ量を補正すれば、ウェハ
・ローテーション成分のずれ量を小さく抑えることがで
きることが分かる。

〔実施例〕

第２図は１本発明の１実施例構成図である。

レチクル側および縮小投影露光装置側双方に各各アライ
・メント・マークが設けられている。

双方のアライメント・マークは、アライメント対物スコ
ープによりアライメントされる。

アライメントは相対的に行われればよいので。

縮小投影露光装置側のアライメント・マークは。

アライメント対物スコープの中にあってもよい。

アライメント対物スコープによりレチクル例のアライメ
ント・マークと縮小投影露光装置側のアライメント・マ
ークとのずれ量を観測し、そのずれ量をＸ軸方向、Ｙ軸
方向および回転方向の駆動系で補正する。

ウェハ・ローテーション成分は、第３図に示した縮小投
影露光装置のオフ・アクシス光学系３７で測定しても、
また、縮小投影レンズ３４を通してレチクル３１とウェ
ハ３２上のチップ３３とをアライメントしてオン・アク
シス光学系３６で測定してもよい。

測定されたウェハ・ローテーション成分のずれ量は、第
２図に示すような、レチクル−縮小投影露光装置間のア
ライメント光学系を用い、レチクル側をアライメント・
駆動補正することにより行う。

以上のようにすることにより、ウェハ・ローテーション
成分のずれ量が最終的なチップ間の回転成分のずれに転
化されるのを小さく抑えることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれは、縮小投影露光装置のアライメントにお
いて、ウェハ・ローテーション成分を小さく抑えること
により、チップ間の重ね合わせ精度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作用説明図、第２図は本発明の１実施
例構成図、第３図は縮小投影露光装置の例を示す図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アライメントにより生じるウェハ・ローテーション成
   分のずれ量を、レチクル側のアライメント光学系を用い
   、レチクルをアライメント・駆動補正することにより、
   上記ウェハ・ローテーション成分のずれ量を補正するこ
   とを特徴とする縮小投影露光装置のアライメント方式。