JPH01283927A - 縮小投影露光装置 - Google Patents
縮小投影露光装置Info
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- JPH01283927A JPH01283927A JP63115264A JP11526488A JPH01283927A JP H01283927 A JPH01283927 A JP H01283927A JP 63115264 A JP63115264 A JP 63115264A JP 11526488 A JP11526488 A JP 11526488A JP H01283927 A JPH01283927 A JP H01283927A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体製造装置の縮小投影露光装置に係り、
特にアライメントマークによる露光位置補正装置に関す
るものである。
特にアライメントマークによる露光位置補正装置に関す
るものである。
第４図は、縮小投影露光装置の原理図である。
光源ランプｕ２より発せられた光（１３１は、コンデン
サレンズα４によって均一化され、レチクル（１５１上
に描画されているマスクパターン（図示せず）の投影像
を縮小レンズαＧにより縮小し、ウェハ住ηを露光する
ものである。ウェハ住ηはＸＹステージα＆に搭載され
ている。
サレンズα４によって均一化され、レチクル（１５１上
に描画されているマスクパターン（図示せず）の投影像
を縮小レンズαＧにより縮小し、ウェハ住ηを露光する
ものである。ウェハ住ηはＸＹステージα＆に搭載され
ている。
第５図は、上記ウェハαηの載ったＸＹステージの上面
図である。ＸＹステージは水平方向（Ｘ方向）と垂直方
向（Ｙ方向）に移動可能である。ウェハａ７）上には前
工程により、投影マスク像（１）が形成されている。
図である。ＸＹステージは水平方向（Ｘ方向）と垂直方
向（Ｙ方向）に移動可能である。ウェハａ７）上には前
工程により、投影マスク像（１）が形成されている。
第６図は前記投影マスク像（１）の模式図である。
この像上には、Ｘ方向とＹ方向の位置合わせ図にそれぞ
れアライメントマーク（２ｃ） 、 （３ｃ） カ１
個ｆつ配置されている。このマークはレチクル上のマス
クパターン（図示せず）ではＸ軸、（投影像（１）中で
は（５））とＹ軸（投影像（１）中では（６））にのせ
て配置しであるが、投影像（１）上では誤差（ΔＸｃ）
、 （ΔＹｃ）を生じている。
れアライメントマーク（２ｃ） 、 （３ｃ） カ１
個ｆつ配置されている。このマークはレチクル上のマス
クパターン（図示せず）ではＸ軸、（投影像（１）中で
は（５））とＹ軸（投影像（１）中では（６））にのせ
て配置しであるが、投影像（１）上では誤差（ΔＸｃ）
、 （ΔＹｃ）を生じている。
次に動作について説明する。第７図にフローを示す。装
置にセットされたウェハαηはプリアライメントによっ
てラフに位置合わせされた後ＸＹステージａ８１上に搭
載され、ウェハのアライメントマーク（図示せず）によ
り、装置とウェハのＸＹ座標の較正が行なわれる。次に
投影マスク像（１）を縮小レンズ（１６１の焦点位置α
ｌに合わせるために、マスク像（１）のウェハ住η中に
おける座標（前工程でマスク像（１）が形成された時の
座標）をＸＹステージを移動することにより焦点位置Ｈ
の座標に一致させるが、前工程の、あるいは前記の、装
置とウェハの座標較正誤差、又は装置個有の誤差のため
にズを生じている。このズレ補正のためにマスク像（１
）の位置検出を行うが、このとき、検出にアライメント
マーク（２ｃ） 、（３ｃ）が使用される。設計ではア
ライメントマーク（２ｃ） 、 （３ｃ）はマスク像（
１）のＸＹ軸（５）（４）上にあるから、このアライメ
ントマークがレチクルα９上のマスクパターンのＸＹ軸
上にくる様にアライメントする。そして、アライメント
が終了したなら露光を行なう。
置にセットされたウェハαηはプリアライメントによっ
てラフに位置合わせされた後ＸＹステージａ８１上に搭
載され、ウェハのアライメントマーク（図示せず）によ
り、装置とウェハのＸＹ座標の較正が行なわれる。次に
投影マスク像（１）を縮小レンズ（１６１の焦点位置α
ｌに合わせるために、マスク像（１）のウェハ住η中に
おける座標（前工程でマスク像（１）が形成された時の
座標）をＸＹステージを移動することにより焦点位置Ｈ
の座標に一致させるが、前工程の、あるいは前記の、装
置とウェハの座標較正誤差、又は装置個有の誤差のため
にズを生じている。このズレ補正のためにマスク像（１
）の位置検出を行うが、このとき、検出にアライメント
マーク（２ｃ） 、（３ｃ）が使用される。設計ではア
ライメントマーク（２ｃ） 、 （３ｃ）はマスク像（
１）のＸＹ軸（５）（４）上にあるから、このアライメ
ントマークがレチクルα９上のマスクパターンのＸＹ軸
上にくる様にアライメントする。そして、アライメント
が終了したなら露光を行なう。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の縮小投影露光装置の位置合わせは、以上の様に構
成されていたが、マスク像（１）内に配置されたアライ
メントマークは前工程でウェハ上に投影露光されて形成
される際に、レンズデイスト−ジョン、ウェハの歪み等
の影響を受け、また形成後も各プロセス工程によって生
じたウェハの歪みの影響を受けており、その位置は設計
値（つまりＸＹ軸（５）（４）上）からのズレ（ΔＸｃ
） （ΔＹｃ）を含んでいる。そのためこのアライメン
トマークによりアライメントしても誤差を含んだまま位
置合わせされ、重ね合わせ誤差が生ずることになる。
成されていたが、マスク像（１）内に配置されたアライ
メントマークは前工程でウェハ上に投影露光されて形成
される際に、レンズデイスト−ジョン、ウェハの歪み等
の影響を受け、また形成後も各プロセス工程によって生
じたウェハの歪みの影響を受けており、その位置は設計
値（つまりＸＹ軸（５）（４）上）からのズレ（ΔＸｃ
） （ΔＹｃ）を含んでいる。そのためこのアライメン
トマークによりアライメントしても誤差を含んだまま位
置合わせされ、重ね合わせ誤差が生ずることになる。
この発明は上記のような問題点を解消するため罠なされ
たもので、レンズデイスト−ジョン、ウェハの歪み等に
よるアライメントマーグ位ｆ座ｍの設計値からのズレに
よるアライメント誤差を補正し、高精度のアライメント
を行うことのできる装置を得ることを目的とする。
たもので、レンズデイスト−ジョン、ウェハの歪み等に
よるアライメントマーグ位ｆ座ｍの設計値からのズレに
よるアライメント誤差を補正し、高精度のアライメント
を行うことのできる装置を得ることを目的とする。
この発明に係る縮小投影露光装置は、マスク像内に複数
のアライメントマークを有し、投影露光像内のアライメ
ントマーク位置座標の検出により、レンズデイスト−ジ
ョン、及びウェハ歪みなどにより生じたアライメント位
置の誤差量を算出し、この量をもとにアライメント位置
を決定する方法を取るものである。
のアライメントマークを有し、投影露光像内のアライメ
ントマーク位置座標の検出により、レンズデイスト−ジ
ョン、及びウェハ歪みなどにより生じたアライメント位
置の誤差量を算出し、この量をもとにアライメント位置
を決定する方法を取るものである。
この発明における複数個のアライメントマークは、レン
ズデイヌトーション、ウェハ歪み等によるアライメント
マークは、その位置座標から、重ね合わせ誤差が算出さ
れ、アライメント位置を決定する。
ズデイヌトーション、ウェハ歪み等によるアライメント
マークは、その位置座標から、重ね合わせ誤差が算出さ
れ、アライメント位置を決定する。
以下、この発明の一実施例を図に従って説明する。第１
図はこの発明による縮小投影露光装置のマスク投影像と
その中に配置されたアライメントマークを示す模式図で
ある。
図はこの発明による縮小投影露光装置のマスク投影像と
その中に配置されたアライメントマークを示す模式図で
ある。
このマスク像（１）上には、Ｘ方向（水平方向）とＹ方
向（垂直方向）の位置合わせ用にそれぞれアライメント
マーク（２１） （２１）） （３ａ） （３ｂ）が２
個ずつ配置されている。これらのアライメントマークは
レチクル上のマスクパターン（図示せず）ではＸ軸（投
影マスク像（１）上では（δ））とＹ軸（投影マスク像
（１）上では（６））上にのせて配置されているが、投
影像（１）上ではそれぞれ誤差（ΔＸａ） （Δｘｂ）
（ΔＹａ）（ΔＴｈ）によって軸上からズしている。
向（垂直方向）の位置合わせ用にそれぞれアライメント
マーク（２１） （２１）） （３ａ） （３ｂ）が２
個ずつ配置されている。これらのアライメントマークは
レチクル上のマスクパターン（図示せず）ではＸ軸（投
影マスク像（１）上では（δ））とＹ軸（投影マスク像
（１）上では（６））上にのせて配置されているが、投
影像（１）上ではそれぞれ誤差（ΔＸａ） （Δｘｂ）
（ΔＹａ）（ΔＴｈ）によって軸上からズしている。
第２図は装置の動作を説明するブロック図である。（７
）はアライメントマーク検出手段で、アライメントマー
クのマスク像（１）中における位置座標を測定し、この
位置データ但）を得るためのものである。（８）はコン
ピュータ（９）内にある補正量演算手段で、位置データ
（Ｒ）から誤差補正量（Ｓ）を算出する。
）はアライメントマーク検出手段で、アライメントマー
クのマスク像（１）中における位置座標を測定し、この
位置データ但）を得るためのものである。（８）はコン
ピュータ（９）内にある補正量演算手段で、位置データ
（Ｒ）から誤差補正量（Ｓ）を算出する。
（７）は装置内における縮小投影露光部で、内部に第４
図に示すような投影手段０υ２投影マスク像（１）を有
している。
図に示すような投影手段０υ２投影マスク像（１）を有
している。
次に動作について説明する。第３図に動作フローを示す
図を示す。装置にセットされたウェハαのをプリアライ
メントし、ＸＹステージαｇに搭載して、装置とウェハ
のＸＹ座標の較正を行った後、投影マスク像（１）を、
縮小レンズａｅの焦点位置ａ９にＸＹステージを移動さ
せることによって合わせる動作は従来の方法と同様であ
る。ここで従来の方法は上記の位置合わせのズレをＸと
Ｙの各方向につき１個ずつのアライメントマーク（第６
図（２ｏ）（３ｃ）、第１図では（２ａ） 、 （３ｂ
）の位置のアライメントマーク）にレチクル（１５）上
のマスクパターンのＸＹ軸（図示せず）を重ね合わせる
訳であるが、これらのマークは前述のようにレンズデイ
スト−ジョン、ウェハ歪みの影響で軸上からズしている
。
図を示す。装置にセットされたウェハαのをプリアライ
メントし、ＸＹステージαｇに搭載して、装置とウェハ
のＸＹ座標の較正を行った後、投影マスク像（１）を、
縮小レンズａｅの焦点位置ａ９にＸＹステージを移動さ
せることによって合わせる動作は従来の方法と同様であ
る。ここで従来の方法は上記の位置合わせのズレをＸと
Ｙの各方向につき１個ずつのアライメントマーク（第６
図（２ｏ）（３ｃ）、第１図では（２ａ） 、 （３ｂ
）の位置のアライメントマーク）にレチクル（１５）上
のマスクパターンのＸＹ軸（図示せず）を重ね合わせる
訳であるが、これらのマークは前述のようにレンズデイ
スト−ジョン、ウェハ歪みの影響で軸上からズしている
。
従ってこの位置にアライメントしても、新たな誤差（Δ
Ｘａ） 、 （ΔＴｈ）を生じてしまう。そこで複数の
アライメントマークが必要札なる。基到的にはマスク像
（１）自体が歪んでいるので、どの位置にアライメント
してもズレが残ることになるのであるが、ズレによる誤
差を可能な限り小さくすれば、重ね合わせ誤差の許容量
内に入る可能性が高くなる。
Ｘａ） 、 （ΔＴｈ）を生じてしまう。そこで複数の
アライメントマークが必要札なる。基到的にはマスク像
（１）自体が歪んでいるので、どの位置にアライメント
してもズレが残ることになるのであるが、ズレによる誤
差を可能な限り小さくすれば、重ね合わせ誤差の許容量
内に入る可能性が高くなる。
例えば、Ｘ方向の位置合わせで（２ａ）がＹ軸上にある
とみなし、このマーク位置にレチクルα９上のマスクパ
ターンを重ねて露光したら（２ｂ）の位置では、（ΔＸ
ａ＋Δｘｂ ）のズレをＸ方向だけでもつことになる。
とみなし、このマーク位置にレチクルα９上のマスクパ
ターンを重ねて露光したら（２ｂ）の位置では、（ΔＸ
ａ＋Δｘｂ ）のズレをＸ方向だけでもつことになる。
これに対し、本発明では、マスク投影像（１）中の複数
個のアライメントマーク（２１） （２ｂ） （３ａ）
（３ｂ）の位置座標（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ） （Ｘ２ｂ、Ｙ
２ｂ） （Ｘ３ａ、Ｙ３ａ）（Ｘ３ｂ、Ｙ３ｂ）をアラ
イメントマークの個数（この例では２Ｘ２−４個）だけ
検出手段（γ）によシ検出し、位置データ（Ｒ１として
補正量演算手段（８）へ送る。
個のアライメントマーク（２１） （２ｂ） （３ａ）
（３ｂ）の位置座標（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ） （Ｘ２ｂ、Ｙ
２ｂ） （Ｘ３ａ、Ｙ３ａ）（Ｘ３ｂ、Ｙ３ｂ）をアラ
イメントマークの個数（この例では２Ｘ２−４個）だけ
検出手段（γ）によシ検出し、位置データ（Ｒ１として
補正量演算手段（８）へ送る。
ここで、Ｘ方向の誤差（ΔＸａ）（Δｘｂ）を平均化し
てＸｏ ＝ （Ｘ２ａ ＋ Ｘ２ｂ ） ／ ２と、Ｙ
方向の誤差（ΔＹａ）（ΔＹｂ）を平均化して、Ｙｏ
＝ （Ｙ３ａ ’＋ Ｙ３ｂ ） ／ ２を算出する。
てＸｏ ＝ （Ｘ２ａ ＋ Ｘ２ｂ ） ／ ２と、Ｙ
方向の誤差（ΔＹａ）（ΔＹｂ）を平均化して、Ｙｏ
＝ （Ｙ３ａ ’＋ Ｙ３ｂ ） ／ ２を算出する。
この（Ｘｏ、Ｙｏ）の座標を誤差補正量（８１として投
影手段任υへ送る。投影手段では、前述の（Ｘｏ 、
Ｙｏ ）とレチグルｔｔＳ上のマスクパターンの原点（
図示せず）に対しアライメントを行う。アライメント終
了後、重ね合わせ露光を行なう。このようにアライメン
トを行なうと、Ｘ方向では、（２ａ） 、 （２ｂ）の
アライメントマーク位置でのズレは各々（ΔＸａ＋ΔＸ
ｂ） ／ ２となり、従来の方法に比較し半分に減少し
ており、重ね合わせ誤差の許容量内に入る可能性が高く
なる。
影手段任υへ送る。投影手段では、前述の（Ｘｏ 、
Ｙｏ ）とレチグルｔｔＳ上のマスクパターンの原点（
図示せず）に対しアライメントを行う。アライメント終
了後、重ね合わせ露光を行なう。このようにアライメン
トを行なうと、Ｘ方向では、（２ａ） 、 （２ｂ）の
アライメントマーク位置でのズレは各々（ΔＸａ＋ΔＸ
ｂ） ／ ２となり、従来の方法に比較し半分に減少し
ており、重ね合わせ誤差の許容量内に入る可能性が高く
なる。
前記実施例においては、アライメントマークはＸＹの各
軸上に２個ずつ配置したが、アライメントマークの数は
２個に限定されるものではなく、数が多いと精度の向上
も見込める。また補正量（Ｘｏ 、 Ｙｏ ）の演算方
法については、平均値を求める他に、最小二乗計算を行
うなどの方法が考えられる。
軸上に２個ずつ配置したが、アライメントマークの数は
２個に限定されるものではなく、数が多いと精度の向上
も見込める。また補正量（Ｘｏ 、 Ｙｏ ）の演算方
法については、平均値を求める他に、最小二乗計算を行
うなどの方法が考えられる。
以上のように、この発明によれば、１つの投影マスク線
のＸＹ軸上に複数のアライメントマークを配置すること
によって従来法では不可能であったレンズデイストーシ
ジン、及びウェハ歪みによるアライメント誤差を補正で
きるので、より高精度なアライメント、重ね合わせ露光
を行なうことができる。
のＸＹ軸上に複数のアライメントマークを配置すること
によって従来法では不可能であったレンズデイストーシ
ジン、及びウェハ歪みによるアライメント誤差を補正で
きるので、より高精度なアライメント、重ね合わせ露光
を行なうことができる。
第１図はこの発明の一実施例による縮小投影露光装置に
おけるマスク投影像の模式図、第２図はこの装置の動作
を説明するブロック図、第３図はこの装置の動作フロー
図、第４図はこの装置あるいは従来の装置の原理図、第
５図はＸＹステージ上面図である。また第６図は従来の
装置における投影マスク像の模式図、第７図は従来の装
置の動作フローを示す図である。 （１）は投影マスク像、（２ａ） （２ｂ）及び（２Ｃ
）はＸ方向アライメント用のアライメントマーク、（３
ａ）（３ｂ）及び（３ｃ）はＹ方向アライメント用アラ
イメントマーク、（４）はＹ軸、（６）はＸ軸、（６）
は原点（０゜０）６、ΔＸａ 、Δｘｂ 、ΔＸｃはＸ
方向誤差量、ΔＹａ 。 ΔＹｂ 、ΔＹｃはＹ方向誤差量、（））は検出手段、
（８）は補正量演算手段、（９）はコンピュータ、（至
）は縮小投影露光部、ａυは投影手段、Ｑ２は光源ラン
プ、Ｑ３は光、■はコンデンサレンズ、（１９はレチク
ル、霞は縮小レンズ、ａηはウェハ、（１８１はＸＹス
テージ、翰は縮小レンズ焦点位置である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
おけるマスク投影像の模式図、第２図はこの装置の動作
を説明するブロック図、第３図はこの装置の動作フロー
図、第４図はこの装置あるいは従来の装置の原理図、第
５図はＸＹステージ上面図である。また第６図は従来の
装置における投影マスク像の模式図、第７図は従来の装
置の動作フローを示す図である。 （１）は投影マスク像、（２ａ） （２ｂ）及び（２Ｃ
）はＸ方向アライメント用のアライメントマーク、（３
ａ）（３ｂ）及び（３ｃ）はＹ方向アライメント用アラ
イメントマーク、（４）はＹ軸、（６）はＸ軸、（６）
は原点（０゜０）６、ΔＸａ 、Δｘｂ 、ΔＸｃはＸ
方向誤差量、ΔＹａ 。 ΔＹｂ 、ΔＹｃはＹ方向誤差量、（））は検出手段、
（８）は補正量演算手段、（９）はコンピュータ、（至
）は縮小投影露光部、ａυは投影手段、Ｑ２は光源ラン
プ、Ｑ３は光、■はコンデンサレンズ、（１９はレチク
ル、霞は縮小レンズ、ａηはウェハ、（１８１はＸＹス
テージ、翰は縮小レンズ焦点位置である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）マスク像をレンズを通して投影する縮小投影露光
装置において、アライメント時に複数のアライメントマ
ークを検出し、それらの位置関係によつてアライメント
位置を決定する方法を取る縮小投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115264A JPH01283927A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 縮小投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115264A JPH01283927A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 縮小投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283927A true JPH01283927A (ja) | 1989-11-15 |
Family
ID=14658368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63115264A Pending JPH01283927A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 縮小投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01283927A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5451479A (en) * | 1993-04-26 | 1995-09-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a pattern of a multilayer type semiconductor device |
| JP2009206143A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Seiko Instruments Inc | アライメント方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918950A (ja) * | 1982-07-09 | 1984-01-31 | パ−キン−エルマ−・ツエンゾ−ル・アンシユタルト | 加工片上へのマスクの投影転写装置およびその調整方法 |
| JPS59161815A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-12 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影露光装置 |
| JPS60194520A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Hitachi Ltd | 半導体素子パタ−ン |
| JPS61177721A (ja) * | 1985-02-01 | 1986-08-09 | Canon Inc | 露光装置 |
| JPS6243128A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-25 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影光学装置 |
| JPS62171126A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-28 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影型露光装置 |
-
1988
- 1988-05-11 JP JP63115264A patent/JPH01283927A/ja active Pending
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| JP2009206143A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Seiko Instruments Inc | アライメント方法 |
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