JPH04124808A - Method of exposure - Google Patents

Method of exposure

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Publication number
JPH04124808A
JPH04124808A JP2244608A JP24460890A JPH04124808A JP H04124808 A JPH04124808 A JP H04124808A JP 2244608 A JP2244608 A JP 2244608A JP 24460890 A JP24460890 A JP 24460890A JP H04124808 A JPH04124808 A JP H04124808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
height
profile
exposure
focus
Prior art date
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Pending
Application number
JP2244608A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiichi Kawamura
栄一 河村
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH04124808A publication Critical patent/JPH04124808A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of focusing by, continuously measuring the surface height of a wafer along the direction of a wafer face and by setting a focal point within a range where the measured value shows the least change. CONSTITUTION:In a method for exposure by an exposure device for forming the pattern of a mask 20 by exposure on the surface of a wafer 22 placed on a stage, the surface height of the wafer 22 is continuously measured along the direction of the face of the wafer 22 and a focal point is set within a range where the measured value shows the least change. For example, a signal Sh showing the height Ph of the reflection point of the wafer 22 is outputted from a light sensor 28 and a profile generation circuit 30 takes in a series of signals Sh outputted while the wafer 22 is moved in the xy-direction, to generate a curve(profile) of the change of height of the reflection point Ph. The generated profile is sent to a region extraction circuit 31, which circuit 31 extracts, as the focal point, a region which shows the least change in the profile.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体回路製造用の露光方法に関し、 フォーカス調節の精度向上を目的とし、ステージ上に載
置したウェーハ表面にマスクパターンを露光形成する露
光装置による露光方法であって、前記ウェーへの面方向
に沿って該ウェーハの表面高を連続的に計測し、該計測
値の変動が最も少ない範囲にフォーカスポイントを設定
することを特徴とする。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] This is an exposure method using an exposure device that forms a mask pattern on the surface of a wafer placed on a stage by exposing it to the surface of a wafer placed on a stage, with the aim of improving the precision of focus adjustment. The method is characterized in that the surface height of the wafer is continuously measured along the surface direction toward the wafer, and a focus point is set in a range where the measured value fluctuates least.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、半導体回路製造用の露光方法に関する。 The present invention relates to an exposure method for manufacturing semiconductor circuits.

近年、半導体回路の微細化が進み、これを製造する露光
装置の解像度が一段と高くなってきている。一般に解像
度は、露光光の波長λを短くすることや、レンズの開口
数NA (numerical aperture )
を大きくすることで向上できるが、NAを大きくすると
反面で、フォーカスの合う深さ(いわゆる焦点深度)が
浅くなってピントがずれやすくなる欠点があり、正確な
フォーカス調整が要求される。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor circuits have become increasingly finer, and the resolution of exposure apparatus used to manufacture them has become even higher. In general, resolution can be improved by shortening the wavelength λ of exposure light or by increasing the numerical aperture NA (numerical aperture) of the lens.
This can be improved by increasing the NA, but on the other hand, increasing the NA has the disadvantage that the depth of focus (so-called depth of focus) becomes shallower, making it easier to lose focus, and accurate focus adjustment is required.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

かかるフォーカス調整機能を有する従来の露光装置とし
ては、例えば第5図に示すように、ウェーハ上に測定光
P1を照射するとともに、このウェーハ表面からの反射
光P2を光センサ10で受光するものがあり、光センサ
10には、受光位置に応じて2つの出力信号の大きさが
変化する例えばPS D (Position 5en
sitive Device )が用いられる。
As a conventional exposure apparatus having such a focus adjustment function, for example, as shown in FIG. For example, the optical sensor 10 has a PSD (Position 5en
sitive Device) is used.

ウェーハ表面(露光面)の高さを光センサ10で測定し
、この測定値が、適正なフォーカスを得ることのできる
所定値と一致するように、ウェーハ高を微調整する。
The height of the wafer surface (exposure surface) is measured by the optical sensor 10, and the wafer height is finely adjusted so that the measured value coincides with a predetermined value that allows proper focus to be obtained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、かかる従来の露光装置にあっては、ウェ
ーハ表面の任意位置の測定高に基づいてフォーカス調節
を行う構成となっていたため、例えば、当該任意位置が
チップ境界溝(スクライブライン)に一致した場合に、
溝の底部や壁部で測定光が乱反射して測定高さに誤差が
生ずる結果、誤ったフォーカス調節が行われるといった
問題点があった。
However, such conventional exposure equipment is configured to perform focus adjustment based on the measured height of an arbitrary position on the wafer surface, so for example, if the arbitrary position coincides with a chip boundary groove (scribe line), To,
There is a problem in that the measurement light is diffusely reflected at the bottom and walls of the groove, causing an error in the measurement height, resulting in incorrect focus adjustment.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
フォーカス調節の精度向上を目的としている。
The present invention was made in view of these problems, and
The purpose is to improve the accuracy of focus adjustment.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記目的を達成するために、ステージ上に載
置したウェーハ表面にマスクパターンを露光形成する露
光装置による露光方法であって、前記ウェーへの面方向
に沿って該ウェーハの表面高を連続的に計測し、該計測
値の変動が最も少ない範囲にフォーカスポイントを設定
することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an exposure method using an exposure apparatus that forms a mask pattern on the surface of a wafer placed on a stage by exposing the surface of the wafer along the surface direction of the wafer. It is characterized in that it measures continuously and sets a focus point in the range where the measured value fluctuates the least.

〔作用〕[Effect]

本発明では、ウェーハ表面の高さプロフィールの変動の
最も少ない範囲にフォーカスポイントが設定される。
In the present invention, the focus point is set in the range where the height profile of the wafer surface has the least variation.

ここで、高さプロフィールは、スクライブラインなどの
凹凸位置や表面の材質が変わる位置で大きく変動する。
Here, the height profile varies greatly depending on the position of unevenness such as a scribe line or the position where the material of the surface changes.

したがって、かかる変動の大きい位置を避けてフォーカ
スポイントを設定することにより、実際のウェーハ表面
高との誤差を少なくしてフォーカス精度の向上が図られ
る。
Therefore, by setting the focus point while avoiding positions where such fluctuations are large, the error with the actual wafer surface height can be reduced and focus accuracy can be improved.

[実施例〕 以下、本発明を図面に基づいて説明する。[Example〕 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1〜4図は本発明に係る露光方法を適用する露光装置
の一実施例を示す図である。
1 to 4 are diagrams showing an embodiment of an exposure apparatus to which an exposure method according to the present invention is applied.

まず、構成を説明すると、第1図において、20はマス
クであり、マスク20のパターンは、光学レンズ21を
介してウェーハ22上に露光形成される。
First, the configuration will be described. In FIG. 1, 20 is a mask, and the pattern of the mask 20 is formed by exposure on a wafer 22 through an optical lens 21.

ウェーハ22は、図示を略したステージ上に載置されて
おり、xy方向移動機構23および2方向移動機構24
によって、ウェーハ22の面方1ii1(xy方伺)お
よび面と直角方向(2方向)にそれぞれ駆動される。
The wafer 22 is placed on a stage (not shown), and is moved by an xy-direction moving mechanism 23 and a two-direction moving mechanism 24.
The wafer 22 is driven in the plane direction 1ii1 (xy direction) and in the direction perpendicular to the plane (two directions), respectively.

一方、2Sはフォーカス用の光源であり、この光源25
からの測定光Paは、第1ミラー26によってウェーハ
22の表面に導かれ、ウェーハ22の表面からの反射光
Pbは第2ミラー27によって光センサ−28に導かれ
る。光センサ−28には、例えば、PS D (Pos
ition 5ensitive Device )が
用いられ、光センサ−28からは、ウェーハ22の反射
点の高さPhを示す信号shが出力される。
On the other hand, 2S is a light source for focusing, and this light source 25
The measurement light Pa from the wafer 22 is guided by the first mirror 26 to the surface of the wafer 22, and the reflected light Pb from the surface of the wafer 22 is guided by the second mirror 27 to the optical sensor 28. The optical sensor 28 includes, for example, a PSD (Pos
The optical sensor 28 outputs a signal sh indicating the height Ph of the reflection point on the wafer 22.

信号shは、プロフィール生成回路30に入力され、プ
ロフィール生成回路30は、ウェーハ22をXy方向に
移動させている間の一連の信号shを取り込み、反射点
Phの高さ変化曲線(以下、プロフィール)を生成する
The signal sh is input to the profile generation circuit 30, and the profile generation circuit 30 takes in a series of signals sh while moving the wafer 22 in the X and Y directions, and generates a height change curve (hereinafter referred to as profile) of the reflection point Ph. generate.

生成されたプロフィールは、領域抽出回路31に送られ
、領域抽出回路31はプロフィール中の変動の最も少な
い領域をフォーカスポイントとして抽出する。
The generated profile is sent to the region extraction circuit 31, and the region extraction circuit 31 extracts the region with the least variation in the profile as the focus point.

2つの駆動機構23.24は、ウェーハ22上の測定光
の照射位置と上記抽出回路31で抽出されたフォーカス
ポイントとが一致するように、ウェーハ22をxy方向
および2方向に駆動する。
The two drive mechanisms 23 and 24 drive the wafer 22 in the x and y directions and in two directions so that the irradiation position of the measurement light on the wafer 22 matches the focus point extracted by the extraction circuit 31.

ここで、第2図は、プロフィール性成時におけるウェー
ハ22の移動方向の一例を示す図である。
Here, FIG. 2 is a diagram showing an example of the moving direction of the wafer 22 when the profile is formed.

この例では、スクライブラインを斜めに横切って2つの
移動方向A、Bを設定している。
In this example, two moving directions A and B are set diagonally across the scribe line.

第3図は、2つの移動方向A、Bの測定プロフィールを
示す図であり、実線は移動方向Aに対応し、破線は移動
方向Bに対応する。縦軸は測定高を表し、横軸は移動距
離を表している。
FIG. 3 is a diagram showing measurement profiles in two moving directions A and B, where the solid line corresponds to the moving direction A and the broken line corresponds to the moving direction B. FIG. The vertical axis represents the measurement height, and the horizontal axis represents the moving distance.

測定高が大きく落ち込んでいる部分がスクライブライン
位置に該当する。この部分ではライン溝によって光が乱
反射する影響で実際のライン溝の深さよりも過大な落ち
込み(図では4.93マイクロメータ)が観測されてい
る。一方、プロフィール中には比較的にフラットな部分
が認められる。このフラットな部分は、スクライブライ
ンに挟まれた領域に存在する。
The part where the measurement height drops significantly corresponds to the scribe line position. In this part, an excessive drop (4.93 micrometers in the figure) than the actual depth of the line groove was observed due to the influence of diffuse reflection of light by the line groove. On the other hand, there are relatively flat parts in the profile. This flat portion exists in the area between the scribe lines.

領域抽出回路31は、かかるフラy )な領域を抽出す
るものである。具体的には、隣接する2つの移動点(プ
ロフィール中の・○)間の測定高さの差値を求め、その
差値が焦点深度を考慮してあらかしめ設定した所定の基
準(l!(δ)内に納まる場合をもってフラット領域と
認識する。
The region extraction circuit 31 extracts such a friable region. Specifically, the difference value of the measured height between two adjacent moving points (○ in the profile) is calculated, and the difference value is determined based on a predetermined standard (l! δ) is recognized as a flat region.

次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.

第4図は実施例の処理を示す流れ図である。この図にお
いて、Sは任意のチップ番号、Soは特定のチップ番号
、hはフォーカス測定高、hoはベストフォーカスポイ
ントの高さ、1はチップ内測定箇所の位置番号である。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the embodiment. In this figure, S is an arbitrary chip number, So is a specific chip number, h is the focus measurement height, ho is the height of the best focus point, and 1 is the position number of the measurement location within the chip.

この流れ図では、まず、多数のチップの中から特定のチ
ップS0を指定しくステップS、)、当該チップS。の
測定箇所指標を測定開始位置に初期設定(i=1)する
(ステップSZ)。そして、当該チップS0の座標(X
8.y、)に測定光Paが当たるようにステージを移動
しくステップS3)、その点の高さを測定した後(ステ
ップS4)、測定指標が最終の番号(leFld)にな
るまでの間、測定箇所指標をカウントアツプしながら(
ステップSs、Ss’)、上記ステップS3、S4を繰
り返していく。
In this flowchart, first, in step S, a specific chip S0 is designated from among a large number of chips. The measurement point index of is initially set (i=1) at the measurement start position (step SZ). Then, the coordinates (X
8. After the stage is moved so that the measurement light Pa hits point y, ), and the height of that point is measured (step S4), the measurement point is moved until the measurement index reaches the final number (leFld). While counting up the indicators (
Steps Ss, Ss') and steps S3 and S4 described above are repeated.

この結果、特定のチップS0のi=1番目からj=Ie
、、d番目までの測定箇所の高さが連続的に計測され、
高さプロフィールとして生成される。
As a result, from i=1st to j=Ie of specific chip S0
,, the height of the measurement point up to the dth point is measured continuously,
Generated as a height profile.

次いで、プロフィール中のフォーカス安定9M 域(上
記フラット領域)を抽出した後(ステップS、)、チ・
7ブ指標を初期設定(S=1)L(ステップSt)、当
該チップ指標に示されたS=1番目のチップの所定座標
(xo、ye)にステージを移動する(ステンブSS)
Next, after extracting the focus stable 9M region (above flat region) in the profile (step S),
Initialize the 7-bit index (S=1) L (step St), move the stage to the predetermined coordinates (xo, ye) of the S=1st chip indicated by the chip index (step SS)
.

ここで、所定座標(Xo、yo)は、上記プロフィール
中のフォーカス安定領域に対応し、したがって、特定チ
ップS0のベストフォーカスポイント高h0を測定した
座標に対応している。
Here, the predetermined coordinates (Xo, yo) correspond to the focus stable region in the profile, and therefore correspond to the coordinates at which the best focus point height h0 of the specific chip S0 is measured.

次に、所定座標(Xc+、yo)に対してフォーカス測
定を実行し、その座標点の高さhを求め(ステップS9
)、この測定高りとフォーカス安定領域のベストフォー
カスポイントの高さhoとの差値(lh−h、l)が基
準値(δ)内に納まるか否かを判別する(ステップS1
゜)。そして、納まらない場合、言い換えれば適正なフ
ォーカスが得られない場合には、ステージの高さを変更
しくステップ5II)、上記ステップS、 、S、。を
繰り返す。
Next, focus measurement is performed on the predetermined coordinates (Xc+, yo), and the height h of the coordinate point is determined (step S9
), it is determined whether the difference value (lh-h, l) between this measured height and the height ho of the best focus point in the focus stable area falls within a reference value (δ) (step S1
゜). If it does not fit, in other words, if proper focus cannot be obtained, the height of the stage is changed.Step 5II), Steps S, , S, above. repeat.

すなわち、ここでのステージ移動は、先に抽出しておい
たフォーカス安定領域のベストフォーカスポイントの高
さhoに、チップSの所定座標(xo、yo)の高さh
を合わせるオートフォーカス処理であり、高さhoはス
クライブライン等に影響されない正確な値であるから、
高精度のオートフォーカスを行うことができる。
In other words, the stage movement here is such that the height h of the predetermined coordinates (xo, yo) of the chip S is adjusted to the height ho of the best focus point in the focus stable area extracted previously.
The height ho is an accurate value that is not affected by scribe lines, etc.
Highly accurate autofocus is possible.

かかるオートフォーカス処理を完了すると、当該チップ
の露光開始座標Ps(0,0)にステージを移動しくス
テップS+z)、通常の露光処理を実行する(ステップ
513)。
When such autofocus processing is completed, the stage is moved to the exposure start coordinates Ps (0, 0) of the chip (step S+z), and normal exposure processing is executed (step 513).

そして、チップ指標が最終の番号(S−、、a )にな
るまで当該指標をカウントアツプしくステップS1.)
、カウントアンプごとに、上記ステップS@〜SI3を
繰り返していき、チップ指標が最終の番号(S、、、)
に到達したときに(ステップ515)、一連の処理を完
了する。
Then, the chip index is counted up until the chip index reaches the final number (S-, , a) in step S1. )
, the above steps S@~SI3 are repeated for each count amplifier until the chip index reaches the final number (S,...)
When this is reached (step 515), the series of processing is completed.

以上のように、本実施例では、■多数のチノプの中から
1つの特定チップS。を指定しこの特定チップS0をx
y方向に移動させながらチップ表面の高さプロフィール
を生成する、■このプロフィールの変動が最も小さな領
域をフォーカスポイントとして抽出する、■当該フォー
カスポイントの座標高hoに他のチップの同−座標高り
を合わせる、といった一連のオートフォーカス処理を実
行するので、スクライブラインを回避して正確なフォー
カス基準(ho)を設定でき、フォーカス精度の向上を
図ることができる。
As described above, in this embodiment, (1) one specific chip S is selected from among a large number of chips; Specify this specific chip S0 as x
Generate the height profile of the chip surface while moving in the y direction; ■ Extract the area with the smallest variation in this profile as the focus point; ■ Set the coordinate height ho of the focus point to the same coordinate height of other chips. Since a series of autofocus processes such as aligning the scribe lines are executed, it is possible to avoid the scribe line and set an accurate focus standard (ho), thereby improving focus accuracy.

その結果、特に微細化半導体回路の露光・パタニングを
、安定的、且つ信転性良く行うことができる。
As a result, exposure and patterning of particularly miniaturized semiconductor circuits can be performed stably and with good reliability.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、スクライブラインを回避して正確なフ
ォーカス基準を設定でき、フォーカス精度の向上を図る
ことができる。
According to the present invention, it is possible to set an accurate focus reference while avoiding scribe lines, and it is possible to improve focus accuracy.

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

第1〜4図は本発明に係る露光方法を通用する露光装置
の一実施例を示す図であり、 第1図はその構成図、 第2図はそのプロフィール生成時におけるウェーハの移
動方向を示す図、 第3図はその生成されたプロフィールを示す図、第4図
はその処理の流れ図、 第5図は従来例を示すその概略構成図である。 20・・・・・・マスク、 21・・・・・・光学レンズ、 22・・・・・・ウェーハ、 23・・・−・・xy方向移動機構、 24・・・・・・2方向移動機構、 25・・・・・・光源、 26・・・・・・第1ミラー 27・・・・・・第2ミラー 28・・・・・・光センサ− 30・・・・・・プロフィール生成回路、31・・・・
・・領域抽出回路。 \−一7 一実施例の構成図 第1図
1 to 4 are diagrams showing an embodiment of an exposure apparatus that uses the exposure method according to the present invention. 3 is a diagram showing the generated profile, FIG. 4 is a flowchart of the processing, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional example. 20...Mask, 21...Optical lens, 22...Wafer, 23...--xy direction movement mechanism, 24...2-direction movement Mechanism, 25... Light source, 26... First mirror 27... Second mirror 28... Optical sensor 30... Profile generation Circuit, 31...
...Region extraction circuit. \-17 Configuration diagram of one embodiment Fig. 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ステージ上に載置したウェーハ表面にマスクパターンを
露光形成する露光装置による露光方法であって、 前記ウェーハの面方向に沿って該ウェーハの表面高を連
続的に計測し、 該計測値の変動が最も少ない範囲にフォーカスポイント
を設定することを特徴とする露光方法。
[Scope of Claims] An exposure method using an exposure apparatus that exposes and forms a mask pattern on the surface of a wafer placed on a stage, the method comprising: continuously measuring the surface height of the wafer along the surface direction of the wafer; An exposure method characterized by setting a focus point in a range where the measured value has the least variation.
JP2244608A 1990-09-14 1990-09-14 Method of exposure Pending JPH04124808A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086312A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Renesas Technology Corp Semiconductor device manufacturing method
US8077290B2 (en) 2006-06-09 2011-12-13 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus, and device manufacturing method

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