JPH0368127A - Exposure device - Google Patents

Exposure device

Info

Publication number
JPH0368127A
JPH0368127A JP1202775A JP20277589A JPH0368127A JP H0368127 A JPH0368127 A JP H0368127A JP 1202775 A JP1202775 A JP 1202775A JP 20277589 A JP20277589 A JP 20277589A JP H0368127 A JPH0368127 A JP H0368127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
mask
stage
exposure
positioning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1202775A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2829636B2 (en
Inventor
Hiroshi Kurosawa
黒沢 博史
Koji Uda
宇田 幸二
Kunitaka Ozawa
小澤 邦貴
Shunichi Uzawa
鵜澤 俊一
Nobutoshi Mizusawa
水澤 伸俊
Shigeyuki Suda
須田 繁幸
Tetsushi Nose
哲志 野瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP1202775A priority Critical patent/JP2829636B2/en
Priority to EP90308642A priority patent/EP0412756B1/en
Priority to DE69023186T priority patent/DE69023186T2/en
Priority to US07/563,420 priority patent/US5182615A/en
Publication of JPH0368127A publication Critical patent/JPH0368127A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2829636B2 publication Critical patent/JP2829636B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049Technique, e.g. interferometric

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the overlapping alignment precision and the throughput in the case of making alignment of a mask with a wafer by a method wherein the wafer positioning is made by the feed corresponding to any exposure position. CONSTITUTION:The alignment measurement in the exposure area for several shots represented on a wafer 3 is taken on the wafer 3 loaded on a chuck. Any residual shots are interpolated and estimated by the alignment measurement data collected from the shots for the peripheral measurement. Next, the driven amounts in respective axes of a wafer stage 24 for making alignment of the shot on the wafer 3 to be exposed with a pattern drawn on a mask 2 as well as a mask stage 4 are computed. Later, the wafer whose alignment is made by blind feeding is exposed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は駆動軸を有するマスクチャックやウェハチャッ
クをi密に制御するようにした露光装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an exposure apparatus that tightly controls a mask chuck or a wafer chuck having a drive shaft.

[従来の技術] 従来、露光装置においては、マスク・ウェハ間のアラメ
ントシーケンスとしてはダイバイダイアライメント方式
およびグローバルアライメント方式の2つの方式が主に
使われている。ダイバイダイアライメント方式とは、ワ
ンショット毎にマスクとウェハのアライメント整合をと
ってから露光する方式である。グローバルアライメント
方式とは、−枚のウェハの中で代表する数ケ所において
マスクとウェハのアライメント計測を行ない、これらの
データをもとに他の露光ショットの最適位置を計算し、
その後はアライメント計測をせずに一挙にすべてのショ
ットの露光を行なう方式である。
[Prior Art] Conventionally, in exposure apparatuses, two methods have been mainly used for alignment sequences between a mask and a wafer: a die-by-die alignment method and a global alignment method. The die-by-die alignment method is a method in which the mask and wafer are aligned for each shot and then exposed. The global alignment method measures the alignment of the mask and wafer at several representative locations on a single wafer, calculates the optimal position for other exposure shots based on this data, and
After that, all shots are exposed at once without alignment measurement.

[発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、ダイバイダイアライメント方式では、シ
ョット毎の重ね合せ精度はよい反面、スループットが落
ち、チップローテーションが累積するという欠点がある
。またグローバルアライメント方式では、スルーブツト
はダイバイダイアライメント方式よりもよい反面、ショ
ット毎の重ね合せ精度がダイバイダイアライメント方式
より悪いという欠点がある。したがって、場合社よって
これらの方式を使い分けているのが現状である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, although the die-by-die alignment method has good overlay accuracy for each shot, it has drawbacks such as reduced throughput and cumulative chip rotation. Furthermore, although the global alignment method has better throughput than the die-by-die alignment method, it has the disadvantage that the overlay accuracy for each shot is worse than the die-by-die alignment method. Therefore, the current situation is that these methods are used depending on the situation.

また、グローバルアライメント方式でクエへを露光する
場合、第5図に示すようなシーケンスで行なわれ、同シ
ーケンス中のステップ504において、ウェハステージ
およびマスクステージをウェハ・マスク間のアライメン
ト状態を計測することなしに駆動する(以下、「盲送り
」と呼ぶ)が、この際マスクステージとウェハステージ
が個々に有する座標軸が一致していない場合にマスクと
ウェハ間の重ね合せ誤差が生じる。この誤差は、従来は
駆動量が僅かであるためにあまり問題とされず、これに
対する対策が施されてなかった。しかし、回路パターン
の微細化が要求されている昨今ではこういった誤差が無
視できなくなりつつある。
Furthermore, when exposing a square using the global alignment method, the sequence is shown in FIG. 5, and in step 504 of the sequence, the alignment state between the wafer stage and the mask stage is measured However, in this case, if the coordinate axes of the mask stage and the wafer stage do not match, an overlay error occurs between the mask and the wafer. Conventionally, this error has not been considered much of a problem because the amount of drive is small, and no countermeasures have been taken against it. However, with the recent demand for finer circuit patterns, these errors can no longer be ignored.

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、
露光装置において、マスクとウェハ間のアライメントに
際しての重合せ精度およびスループットをともに向上さ
せることにある。
In view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to
An object of the present invention is to improve both the overlay accuracy and throughput during alignment between a mask and a wafer in an exposure apparatus.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明では、マスクを保持して
位置決めする手段、およびウェハを保持して位置決めす
る手段を備え、マスクとクエへとを順次位置決めし、マ
スクに形成されているパターンをウェハ上の複数露光位
置に順次投影露光する露光装置において、マスクの位置
決めに伴う、ウェハ側からみた位置決め誤差を計測して
得たデータテーブルを備え、マスクとウェハ間の位置決
めに際してはこのデータテーブルを参照してウェハの位
置決めを行うようにしている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes means for holding and positioning a mask, and means for holding and positioning a wafer, and sequentially positions the mask and the wafer, In an exposure apparatus that sequentially projects and exposes a pattern formed on a mask onto multiple exposure positions on a wafer, it is equipped with a data table obtained by measuring the positioning error seen from the wafer side as the mask is positioned. When positioning the wafer, this data table is referred to for positioning the wafer.

マスクの位置決めは、通常、回転方向への駆動を含み、
ウェハ側からみた位置決め誤差は、この回転方向への駆
動に起因するのが通常である。
Positioning the mask typically involves driving in a rotational direction,
Positioning errors seen from the wafer side are usually caused by driving in this rotational direction.

ウェハ側からみた位置決め誤差の測定は、例えばマスク
に対して位置が固定された発光素子から投光される光を
受ける、ウェハに固定された受光素子の出力を計測・処
理する事によりなされる。
The positioning error seen from the wafer side is measured, for example, by measuring and processing the output of a light receiving element fixed to the wafer that receives light emitted from a light emitting element whose position is fixed with respect to the mask.

[作用] この構成において、露光に際しては、特に、ダイバイダ
イアライメント方式によらずグローバルアライメントに
よりマスクとウェハとの位置決めを行い、スルーブツト
の向上を図っている。したがって、一部の露光位置につ
いて行った位置合せ結果に基づいて他の露光位置におけ
る位置決めすなわち盲送りが行われるが、その際には通
常、露光位置に応じてマスクを回転させる等の補正を必
要とする。そして、これにより、ウェハ側からみたマス
クのX、Y位置も変化し誤差を生ずることになる。しか
し、予めその誤差を計測して得たデータテーブルを考慮
して露光位置に応じた送り量でウェハ位置決めを行うよ
うにしているため、その誤差は補正され、正確なアライ
メントが行われる。
[Function] In this configuration, during exposure, the mask and wafer are positioned by global alignment, not by die-by-die alignment, in order to improve throughput. Therefore, positioning at other exposure positions, that is, blind feeding, is performed based on the alignment results for some exposure positions, but in this case, corrections such as rotating the mask are usually required depending on the exposure position. shall be. As a result, the X and Y positions of the mask as seen from the wafer side also change, causing errors. However, since the wafer is positioned by the feed amount according to the exposure position in consideration of the data table obtained by measuring the error in advance, the error is corrected and accurate alignment is performed.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る露光装置におけるマス
クθステージ部分の構成を表わしており、同図において
、106はマスクθステージ4の基台となるマスクθス
テージベース、1o9はマスクθステージベース106
に対し、マスク2を面内回転方向(θ方向)にのみ柔に
支持し他の方向には剛に支持する放射状の板ばね、10
7はマスク2を着脱自在にするためのマスクチャック、
103および104はマスク2を機械的に位置決めする
位置決めVブロックおよび位置決めピン、102はマス
クθステージベース106に対するマスク2の相対的回
転角度を近似的に円周方向の直線変位で測定するための
変位センサ、112はマスクθステージ4の駆動変位源
であるところのピエゾ素子、113はピエゾ素子112
の変位を拡大するてこ拡大機構、iotはてこ拡大機構
113により拡大された変位を円周方向以外に極力伝え
ない様に伝達する弾性カップリング、111はマスクθ
ステージ4の振動を減衰させるダンパである。
FIG. 1 shows the configuration of a mask θ stage portion in an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. stage base 106
On the other hand, a radial leaf spring 10 supports the mask 2 flexibly only in the in-plane rotation direction (θ direction) and rigidly supports it in other directions.
7 is a mask chuck for attaching and detaching the mask 2;
103 and 104 are a positioning V block and a positioning pin for mechanically positioning the mask 2, and 102 is a displacement for measuring the relative rotation angle of the mask 2 with respect to the mask θ stage base 106 approximately as a linear displacement in the circumferential direction. A sensor, 112 is a piezo element which is a driving displacement source of the mask θ stage 4, 113 is a piezo element 112
IOT is an elastic coupling that transmits the displacement expanded by the lever expansion mechanism 113 in a direction other than the circumferential direction as much as possible, and 111 is a mask θ.
This is a damper that dampens the vibrations of the stage 4.

108はマスクθステージ4に固定されたレーザダイオ
ードであり、その光軸はマスク2面に対し垂直にウェハ
ステージ側に投下される。
A laser diode 108 is fixed to the mask θ stage 4, and its optical axis is projected toward the wafer stage side perpendicularly to the mask 2 surface.

第2図は本実施例における露光装置の全体構成を示す。FIG. 2 shows the overall configuration of the exposure apparatus in this embodiment.

同図において、3はクエへでありウェハステージ24上
のウェハチャック(不図示)にチャッキングされる。5
は粗θステージでありθ方向(Z軸のまわり)に回転可
能で2チルトステージ6上に保持されている。Zチルト
ステージ6はZ方向に移動可能で徹θステージ7の上に
保持されている。徴θステージ7はθ方向に回転可能で
ltxステージ8の上に保持されている。微xステージ
8はX軸方向に移動可能でW&Yステージ9の上に保持
されている。微Yステージ9はY軸方向に移動可能で粗
Xステージ10の上に保持されている。
In the same figure, numeral 3 indicates a wafer which is chucked into a wafer chuck (not shown) on a wafer stage 24 . 5
is a coarse θ stage, which is rotatable in the θ direction (around the Z axis) and is held on a two-tilt stage 6. The Z tilt stage 6 is movable in the Z direction and is held on the full-theta stage 7. The θ stage 7 is rotatable in the θ direction and is held on the ltx stage 8. The fine X stage 8 is movable in the X-axis direction and is held on the W&Y stage 9. The fine Y stage 9 is movable in the Y-axis direction and is held on the coarse X stage 10.

粗Xステージ10はX方向に移動可能で粗Yステージ1
1の上に保持されている。粗Yステージ11はY方向に
移動可能でフレーム15に保持されている。
The coarse X stage 10 is movable in the X direction, and the coarse Y stage 1
It is held above 1. The rough Y stage 11 is movable in the Y direction and is held by a frame 15.

ステージ24の位置X、Yおよび姿勢θ、ω×ω7は装
置の固定位置から投光されるレーザ干渉計゛ビーム17
を2チルトステージ6上に固定されているミラー16で
反射して干渉計で測長する。
The position X, Y and attitude θ, ω×ω7 of the stage 24 are the laser interferometer beam 17 projected from the fixed position of the device.
is reflected by a mirror 16 fixed on a second tilt stage 6, and its length is measured by an interferometer.

2はマスクであり、マスクθステージ4上のマスクチャ
ック(不図示)にチャッキングされている。マスクθス
テージ4は露光光1を法線とする平面内において回転可
能であり、フレームC保持されている。
2 is a mask, which is chucked on a mask chuck (not shown) on a mask θ stage 4. The mask θ stage 4 is rotatable within a plane normal to the exposure light 1, and is held by a frame C.

12は複数の検出光学針(以下ピックアップと呼ぶ)で
あり、マスクとウェハ間のギャップ(間隔)計測および
マスクとウェハ間のアライメントずれの計測を行なう。
Reference numeral 12 denotes a plurality of detection optical needles (hereinafter referred to as pickups), which measure the gap between the mask and the wafer and the misalignment between the mask and the wafer.

特に本実施例では4基のピックアップが装備されている
。各ピックアップ12はそれぞれX、Y方向に移動可能
なピックアップステージ13の上に保持されている。
In particular, this embodiment is equipped with four pickups. Each pickup 12 is held on a pickup stage 13 that is movable in the X and Y directions.

23はピックアップ12からの投光ビームを示している
。投光ビームは斜めに投光されているので露光の際ピッ
クアップが露光光1を遮ることはない、したがって、露
光時(ピックアップ12を退避させる必要がない。
Reference numeral 23 indicates a light beam emitted from the pickup 12. Since the projected light beam is projected obliquely, the pickup does not block the exposure light 1 during exposure, so there is no need to retreat the pickup 12 during exposure.

露光光1によりマスク2上に形成された転写パターンを
、前レイヤーまでが転写されているウェハ上の転写済パ
ターンの上に焼き付ける。27はギャップセンサであり
、Zチルトステージ6の上に設置されており、ウェハチ
ャック(不図示)の下面を相対的に計測する。
A transfer pattern formed on a mask 2 by exposure light 1 is printed onto a transferred pattern on a wafer on which up to the previous layer has been transferred. A gap sensor 27 is installed on the Z tilt stage 6 and relatively measures the lower surface of the wafer chuck (not shown).

14は2チルトステージ6上に設置された受光素子、2
6はフレーム上に固定された投光素子であり、ウェハス
テージ24と対向する位置にある。
14 is a light receiving element installed on the 2-tilt stage 6;
Reference numeral 6 denotes a light projecting element fixed on the frame, and is located at a position facing the wafer stage 24.

受光素子14はピックアップ12から投下されるアライ
メント検出用の投光ビーム23および投光素子26より
投下される投光ビームを検出することができる。受光素
子14で受けた投光ビームについては、ビームの中心位
置が算出され、これにウェハステージ24の位置データ
を加味した上で精度よくビーム中心の位置を計測するこ
とが可能である。
The light receiving element 14 can detect a projection beam 23 for alignment detection projected from the pickup 12 and a projection beam projected from the light projection element 26 . Regarding the projected beam received by the light receiving element 14, the center position of the beam is calculated, and by taking into account the position data of the wafer stage 24, it is possible to accurately measure the position of the beam center.

第8図は受光素子14の構成を示す、受光素子14は同
図に示すように、平板状シリコン素子802に電極80
1a〜801dを付けた形になっており、電極801a
〜801dのリード803a〜803dの一端を含めて
1つのパッケージ805内に封入されている。シリコン
素子802上に投下されたビームスポットの素子中点か
ら見た座標値(px、py)は以下の関係より求めるこ
とができる。
FIG. 8 shows the structure of the light-receiving element 14. As shown in the figure, the light-receiving element 14 has an electrode 80 on a flat silicon element 802.
1a to 801d, and the electrode 801a
- 801d are enclosed in one package 805 including one end of leads 803a to 803d. The coordinate values (px, py) of the beam spot projected onto the silicon element 802 as seen from the element midpoint can be determined from the following relationship.

但しここで、Xi 、Yt 、X2 、Y2はそれぞれ
受光素子の中心電極804と各電極801a〜801d
間に流れる光電流であり、Lは中心電極804から各電
極801a〜801dまでの距離を示す。
However, here, Xi, Yt, X2, and Y2 are the center electrode 804 of the light receiving element and each electrode 801a to 801d, respectively.
A photocurrent flows between them, and L indicates the distance from the center electrode 804 to each of the electrodes 801a to 801d.

ビームスポットのステージ座標系における位置は、受光
素子14から読み取った値(px、py)とステージ座
標のレーザ干渉計軸上における計測値、およびウェハス
テージ上の受光素子14の配置(固定値)より求めるこ
とができる。
The position of the beam spot in the stage coordinate system is determined from the values read from the light receiving element 14 (px, py), the measured value of the stage coordinates on the laser interferometer axis, and the arrangement (fixed value) of the light receiving element 14 on the wafer stage. You can ask for it.

第3図は露光装置の制御部を示すブロック図である。同
図に示すように、本実施例に係る露光装置は最上位は位
置するメインプロセッサ301のもとにすべての機能が
管理されている。メインプロセッサ301は通信路30
2および通信I/F303を介して各ハードウェアユニ
ットに接続されており、第3図ではその中でアライメン
ト機能や、ステージ制御機能、ピックアップステージ制
御機能を含んだハードウェアユニットを抽出して示しで
ある。このハードウェアユニットの呼称をここでは本体
制御ブロックと呼ぶものとする。
FIG. 3 is a block diagram showing a control section of the exposure apparatus. As shown in the figure, in the exposure apparatus according to this embodiment, all functions are managed under a main processor 301 located at the top. The main processor 301 is connected to the communication path 30
2 and communication I/F 303, and in Figure 3, the hardware units including the alignment function, stage control function, and pickup stage control function are extracted and shown. be. This hardware unit is herein referred to as a main body control block.

本体制御ブロックはアライメント系に関して、4つのピ
ックアップ12(第2図参照)を2軸方向(α軸、β軸
)に位置決め制御するピックアップステージ制御部30
5、ウェハ3とマスク2の平面上の位置ずれおよび平行
出しを行なうためのファインAA、AF制御部309a
 〜309d。
Regarding the alignment system, the main body control block includes a pickup stage control section 30 that controls the positioning of the four pickups 12 (see FIG. 2) in two axis directions (α axis, β axis).
5. Fine AA and AF control unit 309a for aligning and aligning the wafer 3 and mask 2 on a plane
~309d.

ウェハX、Y粗動ステージ10.11(第2図参照)、
およびウェハ機動ステージ6〜9を位置決め制御するた
めのステージ制御部313が接続されている。
Wafer X, Y coarse movement stage 10.11 (see Figure 2),
A stage control section 313 for controlling the positioning of the wafer movement stages 6 to 9 is connected.

本体コントロールユニット304は、所定のシーケンス
を行・なうプログラムがストアされており、そのシーケ
ンスに従って上記各制御部を動作させるコントロール部
分である。また、本体コントロールユニット304は上
位のメインプロセッサユニット301と通信路302、
通信I/F303を介して接続されており、データの授
受を行なう。
The main body control unit 304 stores a program for executing a predetermined sequence, and is a control section that operates the above-mentioned control sections according to the sequence. In addition, the main body control unit 304 connects to the upper main processor unit 301 and the communication path 302,
It is connected via a communication I/F 303 and sends and receives data.

さらに前述の各制御部のうち、ファインAA。Furthermore, among the above-mentioned control units, the fine AA.

AF制御部309a〜309dおよびステージ制御部3
13は各々通信17F306,308゜310.312
を介して通信路307.311を通じ本体コントロール
ユニット304とデータの授受を行なう。
AF control units 309a to 309d and stage control unit 3
13 are respectively communication 17F306, 308°310.312
Data is exchanged with the main body control unit 304 through communication paths 307 and 311.

これら通信路を以って本体コントロールユニット304
と接続されている各制御部は、内部にCPUが搭載され
ており、ハードウェア的な信号処理はすべてこの中で完
結されている。そしてこの構成により各制御部を独立に
動作させかつ階層化させることを可能としている。
The main body control unit 304 uses these communication channels.
Each control unit connected to the controller has a CPU mounted therein, and all hardware signal processing is completed within this CPU. This configuration allows each control section to operate independently and to be hierarchical.

第4図は第3図中のステージ制御部313の詳細ブロッ
ク図である。このユニットは本体コントロールユニット
304とは通信I/F310゜312および通信路31
1を介して情報のやりとりを行なう。ウェハステージコ
ントロールユニット401は、内部にCPU (不図示
)を有し、本体コントロールユニット304から送られ
てくるステージの目標位置に対し、ウェハステージ内部
に搭載されている各アクチュエータの駆動量を計算する
。また、このほかにウェハステージ上の受光センサ(P
SD)14より出力される信号を受けるPSD測長系コ
ントロールユニット409から送られるデータをもとじ
然るべき位置データに変換する処理機能も有している。
FIG. 4 is a detailed block diagram of the stage control section 313 in FIG. 3. This unit is connected to the main body control unit 304 through communication I/F 310° 312 and communication path 31.
Information is exchanged via 1. The wafer stage control unit 401 has a CPU (not shown) inside, and calculates the drive amount of each actuator mounted inside the wafer stage with respect to the target position of the stage sent from the main body control unit 304. . In addition, there is also a light receiving sensor (P) on the wafer stage.
It also has a processing function that converts data sent from the PSD length measurement system control unit 409, which receives the signal output from the SD) 14, into appropriate position data.

402はレーザ干渉計測長ユニットであり、ウニへ面に
対し法線方向にあたる軸(2軸)を除いたS軸における
位置計測を行なっている。403は微小変位センサコン
トロールユニットであり、微小変位センサ27のドライ
ブおよび信号処理をすることによりウェハステージの2
軸変位量を計測する。404はX、Y粗動コントローラ
であって、第2図におけるウェハX、Y粗動ステージ1
0.11の電動シリンダの制御を行なう。405はθ粗
動コントローラである。θ粗動軸は第2図で示す様にス
テージ8〜11のX、Y駆動軸、ステージ6のZ。
Reference numeral 402 denotes a laser interferometric measurement length unit, which performs position measurement on the S axis excluding the axes (two axes) normal to the surface of the sea urchin. 403 is a minute displacement sensor control unit, which drives the minute displacement sensor 27 and performs signal processing to control the second wafer stage.
Measure the amount of shaft displacement. 404 is an X, Y coarse movement controller, which controls the wafer X, Y coarse movement stage 1 in FIG.
0.11 electric cylinder control. 405 is a θ coarse motion controller. The θ coarse movement axes are the X and Y drive axes of stages 8 to 11, and the Z of stage 6, as shown in FIG.

ω8.ω、駆動軸およびステージ7のθ微動軸の上に搭
載されており、ステージ5のθ粗動軸を動かしたことに
よるウェハステージ24の位置変化は干渉計からの光軸
17の反射用のミラー16の動きには反映されない。従
って本実施例においてはθ粗動軸のアクチュエータとし
てインチワームアクチュエータを用いることにより、θ
軸粗合せ後の位置変動をなくしている。406は3木の
ピエゾアクチュエータによて2.ωX、ωYを位置決め
するチルトステージコントローラであり、X、Y駆動軸
およびθ微動軸上に搭載されているチルトステージ6の
位置をウェハステージコントロールユニット401から
の指令により制御する。407は微動ステージコントロ
ーラであり、ステージ8.9の徴X、Y駆動軸の微少変
位アクチュエータの制御を行なう、408はマスクθコ
ントローラであり、マスクステージに搭載されたマスク
θ微動ステージ4の制御を行なう。
ω8. It is mounted on the ω, drive axis and the θ fine movement axis of the stage 7, and the position change of the wafer stage 24 caused by moving the θ coarse movement axis of the stage 5 is caused by a mirror for reflecting the optical axis 17 from the interferometer. It is not reflected in the movement of 16. Therefore, in this embodiment, by using an inchworm actuator as the actuator for the θ coarse movement axis, the θ
Eliminates positional fluctuations after rough shaft alignment. 406 is operated by three piezo actuators. This is a tilt stage controller that positions ωX and ωY, and controls the position of the tilt stage 6 mounted on the X and Y drive axes and the θ fine movement axis based on commands from the wafer stage control unit 401. 407 is a fine movement stage controller, which controls the fine displacement actuators of the X and Y drive axes of stage 8.9, and 408 is a mask θ controller, which controls the mask θ fine movement stage 4 mounted on the mask stage. Let's do it.

第5図はグローバルアライメント方式による露光シーケ
ンスを示す。同図を用いて装置の動作を説明すれば、ウ
ェハチャックにロードされたウェハ3は、まずステップ
501において、ウェハ3上で代表する数ショット分の
露光エリアにおけるアライメント計測が行われる。アラ
イメント計測されるショットは例えば第6図において6
01. a〜601eで示されるショットであり、アラ
イメント計測が行なわれなかった残りのショット602
は周辺の計測を行なったショット601a〜601Cか
ら得られたアライメント計測データにより、補間され、
予測される(ステップ502)。ステップ503では、
露光を行なうウニへ3上のショットをマスク2上に描画
されたパターンに位置合せするためのウェハステージ2
4とマスクステージ4の各軸における駆動量を算出する
FIG. 5 shows an exposure sequence using the global alignment method. The operation of the apparatus will be described with reference to the figure. First, in step 501, the wafer 3 loaded onto the wafer chuck undergoes alignment measurement in an exposure area corresponding to several representative shots on the wafer 3. For example, the shot whose alignment is measured is 6 in Fig. 6.
01. The remaining shots 602 are the shots shown by a to 601e and the alignment measurement was not performed.
is interpolated using alignment measurement data obtained from shots 601a to 601C for which peripheral measurements were performed,
predicted (step 502). In step 503,
A wafer stage 2 for aligning the shot on the urchin 3 to be exposed to the pattern drawn on the mask 2
4 and the drive amount of each axis of the mask stage 4 is calculated.

ここで例えば移動目標位置Pの座標を P (x、y、z、 θ、ωX、ωY)の様な絶対位置
座標で与えるとすれば、このときの各軸の駆動目標位置
(x、y、e、z□Z2 、 zs )は ■チルトステージを21.Z2 、Zsへ向けて駆動す
る3本のピエゾアクチエエータに関してであり、 ■マスクステージのピエゾアクチュエータについては eM =LM θ              (4)
であり、 ■X、Yステージの目標イ直X、Yは X−x −ft(L、Zz、Zs)−fM(e M )
     (5)Y−+y−gT(Z+、Zz、Zs)
−gy (e M )     (6)で表わされる。
For example, if the coordinates of the movement target position P are given as absolute position coordinates such as P (x, y, z, θ, ωX, ωY), then the drive target position of each axis at this time (x, y, z, θ, ωX, ωY) e, z□Z2, zs) ■ Tilt stage 21. Regarding the three piezo actuators that drive toward Z2 and Zs, ■For the piezo actuator of the mask stage, eM = LM θ (4)
, ■The target A of the X and Y stages is X-x - ft (L, Zz, Zs) - fM (e M )
(5) Y-+y-gT (Z+, Zz, Zs)
−gy (e M ) (6).

ただし、ATは3本のピエゾアクチュエータの配置され
る位置関係より決定される変換行列、L4は微少変位す
るマスクステージにおけるピエゾアクチュエータ112
のマスク中心から作用点までの距離を示す。関数fTお
よびgtはそれぞれX、Y軸に関して、チルトステージ
を傾けたことによって生ずるチルトステージのアツベ長
による発生移動量であり、fM、gMは本発明によって
新たに補正項として加わったマスクθステージ4の駆動
に伴うマスクステージ回転中心のX、Y方向への発生移
動量である。この発生移動量は本来図るべくして発生し
たものではなく、マスクステージ4を複数枚にて支持し
ている板ばね109の剛性ばらつきや、ピエゾアクチュ
エータ112で発生する力がマスクステージ4周りの一
点において作用することによって生ずる、作用点にかか
る力の方向に配置された板ばねの伸縮によって生ずるも
のである。関数fM、gMは本実施例における露光装置
を起動した時に作成されるが、その作成手順は後述する
However, AT is a transformation matrix determined from the positional relationship in which the three piezo actuators are arranged, and L4 is the piezo actuator 112 on the mask stage that slightly displaces.
Indicates the distance from the center of the mask to the point of application. The functions fT and gt are the amount of movement caused by the tilt stage height caused by tilting the tilt stage with respect to the X and Y axes, respectively, and fM and gM are the displacements of the mask θ stage 4 newly added as correction terms according to the present invention. This is the amount of movement of the rotation center of the mask stage in the X and Y directions caused by the drive of the mask stage. This amount of movement is not something that was originally intended, but is due to variations in the rigidity of the leaf springs 109 that support the mask stage 4, and the force generated by the piezo actuator 112 at a single point around the mask stage 4. This is caused by the expansion and contraction of a leaf spring placed in the direction of the force acting on the point of application. The functions fM and gM are created when the exposure apparatus in this embodiment is started up, and the creation procedure will be described later.

次に、ステップ504ではマスクとウェハを位置合せす
べく各ステージの軸に駆動命令を与える。ステップ50
5においては盲送りで位置合せされたウェハを露光する
。そして、ステップ506においてすべてのショットが
露光を終了したかどうかを判断し、終了していればその
ウェハに関する露光は終了とし、終了していなければ次
のショットの処理に入る。
Next, in step 504, drive commands are applied to the axes of each stage to align the mask and wafer. Step 50
In step 5, the aligned wafer is exposed by blind feeding. Then, in step 506, it is determined whether or not exposure has been completed for all shots. If the exposure has been completed, the exposure for that wafer is terminated, and if not, the next shot is processed.

第6図はグローバルアライメント方式によるウェハ3上
のアライメント計測ショット60!a〜601eを示し
たものである。602はアライメント計測を行なわずに
周囲のアライメント計測ショットより予測された位置に
盲送りされて露光されるショット(以下未計測ショット
と呼ぶ)である。
Figure 6 shows alignment measurement shot 60 on wafer 3 using the global alignment method! a to 601e are shown. Reference numeral 602 denotes a shot (hereinafter referred to as an unmeasured shot) that is blindly fed and exposed to a position predicted from surrounding alignment measurement shots without performing alignment measurement.

第7図は第5図の説明の中で述べた関数f工。FIG. 7 shows the function f mentioned in the explanation of FIG.

gmの作成シーケンスのフローチャートである。It is a flowchart of the gm creation sequence.

同図に従って説明すれば、露光装置を起動すると、まず
ウェハステージおよびマスクステージのイニシャライズ
(ステップ701,702)が並行して行なわれる。
To explain with reference to the figure, when the exposure apparatus is started, initialization of the wafer stage and mask stage (steps 701 and 702) are performed in parallel.

次に、ステップ703で、マスクステージ上のLn2O
3が点灯され、光束をマスク2に対して垂直な方向に落
とす。ステップ704では、ウェハステージ上の受光素
子14によりLn2O3から投下されるレーザ光のスポ
ットを探し、ステップ705で同スポットを捉えたとき
のウェハステージ24の位置をマスクステージの送り位
置と対にしてウェハステージコントロールユニット40
1内のメモリにストアする。
Next, in step 703, Ln2O on the mask stage
3 is turned on, and the light beam falls in a direction perpendicular to the mask 2. In step 704, the light receiving element 14 on the wafer stage searches for a spot of the laser beam projected from Ln2O3, and in step 705, the position of the wafer stage 24 when the same spot is captured is paired with the feeding position of the mask stage, and the wafer is stage control unit 40
Store in memory within 1.

ステップ706ではザンブリングすべき計測点のすべて
を計測終了したか否かを判別し、計測点すべてがまだ計
測し終えていなければマスクθステージ4をステップ移
動して次の計測点での計測に入る(ステップ707)。
In step 706, it is determined whether all the measurement points to be zumbling have been measured, and if all the measurement points have not been measured yet, the mask θ stage 4 is moved step by step and measurement begins at the next measurement point. (Step 707).

計測がすべて終了すると、ウェハステージコントロール
ユニット401内にストアされたデータは、本体コント
ロールユニット301内に転送され、マスクステージを
ステップさせる毎に計測したサンプル点で補間したテー
ブルを作成する処理が行なわれる。ステップ709では
ステップ708で作成したテーブルをもとに関数(また
は変換テーブルでもよい)fw r gMを生成し、ウ
ェハステージコントロールユニット401へ転送する。
When all measurements are completed, the data stored in the wafer stage control unit 401 is transferred to the main body control unit 301, and a process is performed to create a table interpolated with sample points measured each time the mask stage is stepped. . In step 709 , a function (or a conversion table may be used) fw r gM is generated based on the table created in step 708 and transferred to the wafer stage control unit 401 .

[発明の効果] 本発明を適用することによりグローバルアライメント方
式による露光の精度が向上する。
[Effects of the Invention] By applying the present invention, the accuracy of exposure using the global alignment method is improved.

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

第1図は、本発明の一実施例に係るマスクチャックおお
よびマスクステージの構成図、342図は、第1図の装
置が使用された露光装置の構成概略図、 第3図は、342図の露光装置をコントロールする電気
的ハードウェア構成プロ多り図、第4図は、第3図中に
おけるステージ制御部の電気的ハードウェア構成ブロッ
ク図 第5図は、本発明を適用したグローバルアライメントに
よるウニ八露先のフローチャート、第6図は、ウェハ上
におけるグローバルアライメント計測ショットの配置図
、 第7図は、マスクθステージ駆動に伴うマスクステージ
回転中心のX、Y方向への発生移動量fM、gMを求め
るためのフローチャート、そして 第8図は、第2図中における受光素子の詳細図である。 2:、マスク、3:ウェハ、4:マスクθステージ、1
4:受光素子、24:ウェハステージ、108:レーザ
ダイオード(LD)、112:ピエゾアクチュエータ。
1 is a configuration diagram of a mask chuck and a mask stage according to an embodiment of the present invention, FIG. 342 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus in which the apparatus of FIG. 1 is used, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the electrical hardware configuration of the stage control section in FIG. 3. FIG. Flowchart of the Uchi Yaro tip, Figure 6 is a layout diagram of global alignment measurement shots on the wafer, Figure 7 is the amount of movement fM of the rotation center of the mask stage in the X and Y directions due to the drive of the mask θ stage, A flowchart for determining gM and FIG. 8 are detailed views of the light receiving element in FIG. 2. 2: Mask, 3: Wafer, 4: Mask θ stage, 1
4: Photodetector, 24: Wafer stage, 108: Laser diode (LD), 112: Piezo actuator.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マスクを保持して位置決めする手段、およびウェ
ハを保持して位置決めする手段を備え、マスクとウェハ
とを順次位置決めし、マスクに形成されているパターン
をウェハ上の複数露光位置に順次投影露光する露光装置
において、マスクの位置決め駆動に伴う、ウェハ側から
みた位置決め誤差を計測して得たデータテーブルを備え
、マスクとウェハ間の位置決めに際してはこのデータテ
ーブルを参照してウエハの位置決めを行うことを特徴と
する露光装置。
(1) Equipped with a means for holding and positioning a mask and a means for holding and positioning a wafer, the mask and wafer are sequentially positioned, and the pattern formed on the mask is sequentially projected onto multiple exposure positions on the wafer. The exposure equipment that performs exposure is equipped with a data table obtained by measuring the positioning error seen from the wafer side during mask positioning drive, and the wafer is positioned by referring to this data table when positioning between the mask and the wafer. An exposure device characterized by:
(2)マスクの位置決めは回転方向への駆動を含み、ウ
ェハ側からみた位置決め誤差は、この回転方向への駆動
に起因するものである請求項1記載の露光装置。
(2) The exposure apparatus according to claim 1, wherein the positioning of the mask includes driving in the rotational direction, and the positioning error seen from the wafer side is caused by the driving in the rotational direction.
(3)マスクに対して位置が固定される発光素子と、ウ
エハに対して位置が固定され、発光素子から投光される
光を受ける受光素子とを備え、ウェハ側からみた位置決
め誤差の測定は、この受光素子の出力に基づいて行う請
求項1項記載の露光装置。
(3) It is equipped with a light emitting element whose position is fixed with respect to the mask and a light receiving element whose position is fixed with respect to the wafer and receives the light emitted from the light emitting element, and the measurement of positioning error from the wafer side is possible. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure is performed based on the output of the light receiving element.
JP1202775A 1989-08-07 1989-08-07 Exposure equipment Expired - Fee Related JP2829636B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1202775A JP2829636B2 (en) 1989-08-07 1989-08-07 Exposure equipment
EP90308642A EP0412756B1 (en) 1989-08-07 1990-08-06 Exposure apparatus
DE69023186T DE69023186T2 (en) 1989-08-07 1990-08-06 Exposure device.
US07/563,420 US5182615A (en) 1989-08-07 1990-08-07 Exposure apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1202775A JP2829636B2 (en) 1989-08-07 1989-08-07 Exposure equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0368127A true JPH0368127A (en) 1991-03-25
JP2829636B2 JP2829636B2 (en) 1998-11-25

Family

ID=16462980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1202775A Expired - Fee Related JP2829636B2 (en) 1989-08-07 1989-08-07 Exposure equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2829636B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015532726A (en) * 2012-08-23 2015-11-12 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Lithographic apparatus, device manufacturing method, and displacement measurement system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015532726A (en) * 2012-08-23 2015-11-12 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Lithographic apparatus, device manufacturing method, and displacement measurement system
US9575416B2 (en) 2012-08-23 2017-02-21 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and displacement measurement system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2829636B2 (en) 1998-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2829642B2 (en) Exposure equipment
US6624433B2 (en) Method and apparatus for positioning substrate and the like
KR20000075541A (en) Repetitively projecting a mask pattern using a time-saving height measurement
JP2646412B2 (en) Exposure equipment
JP3548298B2 (en) Position shift measuring method and position shift measuring apparatus using the same
US6674512B2 (en) Interferometer system for a semiconductor exposure system
JP3068843B2 (en) Exposure apparatus positioning method and positioning mechanism
JP2004140290A (en) Stage device
JPH0368127A (en) Exposure device
US4881100A (en) Alignment method
JP3285256B2 (en) Automatic alignment adjustment method and apparatus for laser robot
JPH05315221A (en) Positioning apparatus
JP2632416B2 (en) Exposure equipment
JP2777931B2 (en) Exposure equipment
JPH06267819A (en) Alignment method
JP3204253B2 (en) Exposure apparatus, device manufactured by the exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing device using the exposure method
JP2638528B2 (en) Positioning method
JP2868548B2 (en) Alignment device
JP2868546B2 (en) Exposure equipment
JP2829649B2 (en) Alignment device
JP2816716B2 (en) Exposure equipment
JP2785141B2 (en) Alignment device
JP2000106345A (en) Aligner, device manufactured by the same, exposure method, and device manufacturing method using the same
JP2882821B2 (en) Alignment device
JP2823227B2 (en) Positioning device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees