JPH07321026A - Projection aligner - Google Patents

Projection aligner

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JPH07321026A
JPH07321026A JP6136289A JP13628994A JPH07321026A JP H07321026 A JPH07321026 A JP H07321026A JP 6136289 A JP6136289 A JP 6136289A JP 13628994 A JP13628994 A JP 13628994A JP H07321026 A JPH07321026 A JP H07321026A
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JP
Japan
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correction amount
pattern
marks
optical system
substrate
Prior art date
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Application number
JP6136289A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Matsuura
敏男 松浦
Kei Nara
圭 奈良
Manabu Toguchi
学 戸口
Muneyasu Yokota
宗泰 横田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • 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
    • G03F7/70775Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Abstract

PURPOSE:To obtain a projection aligner in which superposition and synthesis of screen are effected with high accuracy by deriving an optimal correction amount or difference in the alignment therefor easily. CONSTITUTION:A plurality of marks are put around a region on an original plate 3 where a pattern is present and the positions of a plurality of images of the marks projected onto a substrate 5 are detected. Correction amount in the positioning of the substrate 5 or correction amount in the focus characteristics of a projection optical system 4 is then determined depending on the positional shift from the design position thereof for the plurality of marks 3A. Finally, the position of the substrate 5 or the focus characteristics of the projection optical system 4 is corrected based on each correction amount.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は投影露光装置に関し、例
えば液晶デイスプレイや半導体のパターンを基板に投影
露光するものに適用し得る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus, and can be applied to, for example, a liquid crystal display or an apparatus for projecting a semiconductor pattern onto a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液晶デイスプレイ(LCD)を製
造する投影露光装置として、レチクル上に形成されたL
CDパターンをプレートの所定領域に露光した後、プレ
ートを一定距離だけステツピングさせて、再びレチクル
のLCDパターンを露光することを繰り返す、いわゆる
ステツプアンドリピート方式のものがある。このLCD
用露光装置1は、図13に示すように構成されている。
すなわち照明光学系2より照明されてレチクル3上に形
成されたLCDのパターンは、投影レンズ4によつてX
Yステージ5上に載置されたプレート6に転写される。
XYステージ5は、レーザ干渉計7によつて正確に位置
座標がモニタされて位置制御される。
2. Description of the Related Art Conventionally, an L formed on a reticle has been used as a projection exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display (LCD).
There is a so-called step-and-repeat method in which after exposing a predetermined area of a plate with a CD pattern, the plate is stepped a certain distance and the LCD pattern of the reticle is exposed again. This LCD
The exposure apparatus 1 for use is configured as shown in FIG.
That is, the pattern of the LCD formed on the reticle 3 by being illuminated by the illumination optical system 2 is X-rayed by the projection lens 4.
It is transferred to the plate 6 placed on the Y stage 5.
The position coordinate of the XY stage 5 is accurately monitored by the laser interferometer 7 and the position is controlled.

【0003】また位置合せを行うアライメント系とし
て、レチクル3をアライメントするレチクルアライメン
ト系8、プレート6をアライメントするプレートアライ
メント系9がそれぞれ配置されている。さらにこのステ
ツパ方式のLCD用露光装置1では、レチクル3を交換
しながらつなぎ合せ露光するため、レチクル3を交換す
るレチクル交換機構10が装備されている。
A reticle alignment system 8 for aligning the reticle 3 and a plate alignment system 9 for aligning the plate 6 are arranged as alignment systems for performing alignment. Further, the stepper type LCD exposure apparatus 1 is equipped with a reticle exchanging mechanism 10 for exchanging the reticle 3 in order to perform stitching exposure while exchanging the reticle 3.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところでLCDのパタ
ーンは、ステツパ方式のLCD用露光装置1で、通常画
面合成法により形成する。この画面合成法は、例えば図
14に示すように、LCDパターンを4つのパターン
A、B、C、Dに分割して露光する。ここで各パターン
A、B、C、Dは、各々1枚のレチクル3に対応する。
4枚のレチクル3を用いてパターンA、B、C、Dをレ
チクル3を交換しながらプレート6上に露光し、このよ
うにしてプレート6上にパターンA、B、C、Dを合成
してなるLCDのパターンを形成する。
By the way, the pattern of the LCD is formed in the stepper type LCD exposure apparatus 1 by the normal screen compositing method. In this screen compositing method, for example, as shown in FIG. 14, the LCD pattern is divided into four patterns A, B, C and D and exposed. Here, each pattern A, B, C, D corresponds to one reticle 3.
The patterns A, B, C, and D are exposed on the plate 6 by exchanging the reticle 3 using the four reticles 3, and the patterns A, B, C, and D are combined on the plate 6 in this manner. Forming an LCD pattern.

【0005】このような画面合成法を用いる露光では、
図15に示すような誤差要因が存在する。すなわち画面
合成時に転写するパターンが回転誤差を持つていた場合
や、転写するパターンA、Bの位置に誤差がある場合に
は、図15(A)及び(B)に示すように継ぎ部にずれ
が生じる。また図15(C)に示すように、例えば1度
目の露光で形成されたパターンA、Bを点線で、2度目
の露光で重ね合せるパターンA′、B′を実線でそれぞ
れ表して、2度目の露光のパターンA′、B′が倍率誤
差を持つていた場合には、継ぎ部にずれや重ね合せ誤差
が生じる。このほかにレンズのデイストーシヨンによる
継ぎ部のずれや重ね合せの誤差、またレチクル3のパタ
ーンのパターニング誤差による誤差が存在する。
In the exposure using such a screen synthesizing method,
There are error factors as shown in FIG. That is, if the pattern to be transferred has a rotation error when the screens are combined, or if there is an error in the positions of the patterns A and B to be transferred, it shifts to the joint as shown in FIGS. Occurs. Further, as shown in FIG. 15C, for example, the patterns A and B formed by the first exposure are represented by dotted lines, and the patterns A ′ and B ′ to be superimposed by the second exposure are represented by solid lines. If the exposure patterns A ′ and B ′ of 1 have a magnification error, a misalignment or an overlay error occurs at the joint. In addition to this, there are errors due to misalignment of the joint portion due to lens distortion and overlay errors, and errors due to patterning errors in the pattern of the reticle 3.

【0006】ところが上述のように種々の要因により、
重ね合せや画面合成時に誤差が発生すると、露光結果と
して十分な性能のLCDや半導体が製造できなくなる問
題があつた。この問題を解決するための方法として、露
光時の各種補正量(値)を最適化することがある。しか
し補正量の導出には、テスト露光や別の検査装置による
計測を伴うなど容易でなく、また別の誤差要因を含むな
ど、精度も期待できないという多くの問題があつた。
However, as described above, due to various factors,
If an error occurs during overlaying or screen composition, an LCD or semiconductor with sufficient performance cannot be manufactured as a result of exposure. As a method for solving this problem, various correction amounts (values) during exposure may be optimized. However, deriving the correction amount is not easy because it involves test exposure and measurement by another inspection device, and there are many problems in that accuracy cannot be expected because it includes another error factor.

【0007】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、重ね合せや画面合成の露光のための最適な補正量や
偏差を容易に導出して高い精度で重ね合せや画面合成で
露光し得る露光装置を提案しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to easily derive an optimum correction amount or deviation for exposure for overlay or screen composition to perform exposure with high accuracy in overlay or screen composition. It is intended to propose a possible exposure apparatus.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、原板3と基板6とを位置決めし、
原板3上のパターンを所定の結像特性を有する投影光学
系4を介して、基板6の所定領域に投影する投影露光装
置20において、原板3上のパターンが存在する領域の
周囲に複数のマーク3Aを設け、基板6の表面とほぼ同
一の面上に投影された複数のマーク3Aの像の位置をそ
れぞれ検出する位置検出手段21、22と、位置検出手
段21、22によつて検出された複数のマーク3Aの位
置の、複数のマーク3Aが投影光学系4によつて投影さ
れるべき設計上の位置からのずれ量に基づいて、原板3
の基板6に対する位置ずれと、投影光学系4の結像特性
の所定の結像特性に対する偏差との少なくとも一方を求
めるずれ検出手段と、求めた位置ずれに基づく基板6の
位置決めの補正量と、求めた偏差に基づく投影光学系4
の結像特性の補正量との少なくとも一方を求める補正量
演算手段と、求めた各補正量に基づいて基板6の位置を
補正する、若しくは偏差に基づいて投影光学系4の結像
特性を補正する補正手段とを設けるようにした。
In order to solve such a problem, in the present invention, the original plate 3 and the substrate 6 are positioned,
In a projection exposure apparatus 20 that projects a pattern on the original plate 3 onto a predetermined area of a substrate 6 via a projection optical system 4 having a predetermined image forming characteristic, a plurality of marks are provided around the area where the pattern on the original plate 3 exists. 3A is provided and the positions of the images of the plurality of marks 3A projected on the surface substantially the same as the surface of the substrate 6 are respectively detected by the position detecting means 21 and 22, and the position detecting means 21 and 22. Based on the deviation amount of the positions of the plurality of marks 3A from the designed position where the plurality of marks 3A should be projected by the projection optical system 4, the original plate 3
Deviation detection means for determining at least one of a positional deviation of the substrate 6 with respect to the substrate 6 and a deviation of the imaging characteristic of the projection optical system 4 from a predetermined imaging characteristic, and a correction amount for positioning the substrate 6 based on the determined positional deviation. Projection optical system 4 based on the obtained deviation
Correction amount calculation means for determining at least one of the correction amounts of the image forming characteristics, and the position of the substrate 6 is corrected based on the calculated correction amounts, or the image forming characteristic of the projection optical system 4 is corrected based on the deviation. And a correction means for doing so.

【0009】[0009]

【作用】原板3上のパターンが存在する領域の周囲に複
数のマーク3Aを設け、基板6の表面とほぼ同一の面上
に投影された複数のマーク3Aの像の位置をそれぞれ検
出し、複数のマーク3Aが投影光学系4によつて投影さ
れるべき設計上の位置からのずれ量に応じて、基板6の
位置決めの補正量及び又は投影光学系4の結像特性の補
正量を求め、各補正量に基づいて基板6の位置及び又は
投影光学系4の結像特性を補正することにより、重ね合
せや画面合成の露光のための最適な補正量や偏差を容易
に導出して高い精度で重ね合せや画面合成で露光し得
る。
A plurality of marks 3A are provided around the area where the pattern exists on the original plate 3, and the positions of the images of the plurality of marks 3A projected on the surface substantially the same as the surface of the substrate 6 are detected, respectively. The mark 3A of 3 is calculated according to the amount of deviation from the designed position to be projected by the projection optical system 4, and the correction amount of the positioning of the substrate 6 and / or the correction amount of the imaging characteristic of the projection optical system 4 is obtained. By correcting the position of the substrate 6 and / or the image forming characteristic of the projection optical system 4 based on each correction amount, the optimum correction amount and deviation for exposure for superposition and screen composition can be easily derived to obtain high accuracy. It can be exposed by superimposing and screen composition.

【0010】[0010]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0011】図12との対応部分に同一符号を付して示
す図1において、20は全体として本発明によるLCD
用露光装置を示し、照明光学系2はレチクル3上に均一
な照明を与え、レチクル3上のパターンが投影レンズ4
を通つて、XYステージ5上のプレート(図示せず)に
結像する。XYステージ5上の結像位置には、受光部マ
ーク21が設けられている。
In FIG. 1 in which parts corresponding to those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, 20 is an LCD according to the present invention as a whole.
The exposure optical system 2 provides uniform illumination on the reticle 3, and the pattern on the reticle 3 is the projection lens 4
An image is formed on a plate (not shown) on the XY stage 5 through A light receiving portion mark 21 is provided at the image forming position on the XY stage 5.

【0012】この受光部マーク21は、例えば図2
(A)に示すように、スリツト形状の開口パターンとす
る。受光部マーク21を通過した光は、光電変換素子2
2により光電変換され電気信号として処理される。XY
ステージ5はレーザ干渉計7で移動量が正確にモニタさ
れ、精密に位置決め制御される。即ち、レーザ干渉計7
で決定される移動座標系(ステージ座標系)に沿つて移
動する。またレチクル3上には、図2(B)のようなス
リツト形状の開口パターンでなるマーク3Aが配置さ
れ、このマーク3Aの位置を投影光学系4を介して投影
したステージ座標系における位置を求める。これは、マ
ーク3Aの投影像を受光部マーク21でスリツトの長手
方向と直交する方向に走査することにより求め、レーザ
干渉計7の座標を横軸に出力信号を取ると図3(A)に
示すような明信号波形が得られる。
This light receiving portion mark 21 is shown in FIG.
As shown in (A), a slit-shaped opening pattern is formed. The light that has passed through the light receiving portion mark 21 is converted into the photoelectric conversion element 2
2 is photoelectrically converted and processed as an electric signal. XY
The movement amount of the stage 5 is accurately monitored by the laser interferometer 7, and the positioning is precisely controlled. That is, the laser interferometer 7
It moves along the movement coordinate system (stage coordinate system) determined by. Further, a mark 3A having a slit-shaped opening pattern as shown in FIG. 2B is arranged on the reticle 3, and the position of the mark 3A in the stage coordinate system projected through the projection optical system 4 is obtained. . This is obtained by scanning the projected image of the mark 3A with the light-receiving portion mark 21 in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the slit, and FIG. 3A shows the coordinate of the laser interferometer 7 taken on the horizontal axis. A bright signal waveform as shown is obtained.

【0013】ここでレチクル3上の座標計測用のマーク
3Aが、開口でなく遮蔽のスリツトマークの場合は、図
3(B)に示すような暗信号波形が得られる。これらの
波形を処理してレチクル3上のマーク3Aの投影像の位
置を求めることができる。なお受光部マーク21及びレ
チクル3上のマーク3Aは、X方向及びY方向の計測を
行うため、図4に示すように、X及びY方向のスリツト
を有するマーク3Aが形成される。またSN比の良い信
号を得たり、計測パターンを平均化して、精度良い計測
をするために、図5に示すように、マーク3Aとして複
数本のスリツトをX及びY方向に設けても良い。
If the coordinate measuring mark 3A on the reticle 3 is a slit slit mark instead of an opening, a dark signal waveform as shown in FIG. 3B is obtained. By processing these waveforms, the position of the projected image of the mark 3A on the reticle 3 can be obtained. Since the light-receiving unit mark 21 and the mark 3A on the reticle 3 are measured in the X and Y directions, the mark 3A having slits in the X and Y directions is formed as shown in FIG. Further, in order to obtain a signal having a good SN ratio or average the measurement patterns to perform accurate measurement, a plurality of slits may be provided as the mark 3A in the X and Y directions as shown in FIG.

【0014】ここで、これらの座標計測機能を用いたこ
の実施例による露光方法を説明する。まずレチクル3上
の座標計測用のマーク3Aの実際の配置を図6に示す。
このマーク3Aは、X及びY方向を計測するマークであ
り、このマーク3AがLCD用のパターン3Bの周囲に
複数点配置される。まずレチクル3をアライメントマー
ク3Cを用いてアライメントした後、この複数の座標計
測用のマーク3Aを、図1に上述した受光部マーク21
及び光電変換素子22でなるレチクル座標計測機能で計
測し、この計測結果に基づいて重ね合せや画面合成に最
適なパラメータを導出する。
Now, an exposure method according to this embodiment using these coordinate measuring functions will be described. First, FIG. 6 shows the actual arrangement of the coordinate measuring marks 3A on the reticle 3.
The mark 3A is a mark for measuring the X and Y directions, and a plurality of points are arranged around the LCD pattern 3B. First, the reticle 3 is aligned by using the alignment mark 3C, and then the plurality of coordinate measuring marks 3A are attached to the light receiving unit mark 21 described above in FIG.
Also, the reticle coordinate measuring function including the photoelectric conversion element 22 is used for measurement, and optimal parameters for overlaying and screen composition are derived based on the measurement result.

【0015】この計測はレチクル3のパターニング誤差
と投影レンズ4のデイストーシヨンと含めて、実際にプ
レート6上に転写される位置で計測して補正量や偏差を
出すため、これらの誤差を含めて補正することができ
る。例えばレチクル3上の座標計測用のマーク3Aの位
置と、各マーク3Aの設計上あるべき理想点とのずれ量
を求めて、レチクル3の回転補正量、XYシフト補正
量、XY倍率オフセツト量を最小2乗近似やn次式によ
る近似などで求めることができる。これらの補正量に基
づいてレチクル3を位置決めし、投影光学系の結像特性
を変更して露光動作に入る。
This measurement includes the patterning error of the reticle 3 and the distortion of the projection lens 4, and the correction amount and the deviation are obtained by measuring at the position actually transferred onto the plate 6, and therefore these errors are included. Can be corrected. For example, the amount of deviation between the position of the coordinate measuring mark 3A on the reticle 3 and the ideal point that should be designed for each mark 3A is obtained, and the rotation correction amount of the reticle 3, the XY shift correction amount, and the XY magnification offset amount are calculated. It can be obtained by least-squares approximation or approximation by an n-order formula. The reticle 3 is positioned based on these correction amounts, the imaging characteristics of the projection optical system are changed, and the exposure operation starts.

【0016】この実施例では、LCDパターン3Bの外
周部にレチクル座標計測用マーク3Aを複数配置するよ
うにしたことにより、外周部を最適化した補正量が求め
られ、特に画面合成時のつなぎ合せ誤差や、継ぎ部での
重ね合せ精度差を小さく押さえることができ、画面合成
に有効である。
In this embodiment, a plurality of reticle coordinate measuring marks 3A are arranged on the outer peripheral portion of the LCD pattern 3B, so that the correction amount that optimizes the outer peripheral portion can be obtained. It is possible to suppress the error and the difference in overlay accuracy at the joint portion, which is effective for screen composition.

【0017】ここで1度目の露光と2度目の露光を重ね
合せる際の効果について、図7に示す。1度目の露光時
のパターンのずれを、図7(A)に示す。図中2点鎖線
は理想位置である。同様に2度目の露光時のパターンの
ずれを図7(B)に示す。これらを補正することなく露
光すると、図7(C)に示すように、大きな重ね合せの
ずれが発生する。図7(C)では、1度目の露光時のパ
ターンのずれを実線で、2度目の露光時のパターンのず
れを点線でそれぞれ示す。
FIG. 7 shows the effect of superimposing the first exposure and the second exposure. The pattern shift at the time of the first exposure is shown in FIG. The two-dot chain line in the figure is the ideal position. Similarly, FIG. 7B shows the deviation of the pattern at the time of the second exposure. If these are exposed without correction, a large misalignment occurs as shown in FIG. 7 (C). In FIG. 7C, the shift of the pattern at the first exposure is shown by a solid line, and the shift of the pattern at the second exposure is shown by a dotted line.

【0018】1度目の露光時に図7(A)のパターンを
理想位置に近くなるように最適化してパラメータを求め
て露光し、2度目の露光時も同様に図7(B)のパター
ンを理想位置に最適化し、これらを重ね合せると図7
(D)のように図7(C)に比べて大幅に誤差分を小さ
くできる。
When the first exposure is performed, the pattern of FIG. 7A is optimized so as to be close to the ideal position, parameters are obtained, and the pattern of FIG. Figure 7
As shown in FIG. 7D, the error can be significantly reduced as compared with FIG.

【0019】この図7の例では、重ね合せを重視して補
正量を導出したが、同一層の各レチクル3で補正量を求
めれば、同一層内で継ぎ誤差を小さくすることができ
る。重ね合せにしても、継ぎにしても、X及びY方向に
対してだけでなく、パターンの方向性に応じてX又はY
の1方向のみを優先して補正量を導出したり、X又はY
方向で重み付けをして補正量を導出することもできる。
In the example of FIG. 7, the correction amount is derived with emphasis on the superposition, but if the correction amount is obtained by each reticle 3 in the same layer, the splicing error can be reduced in the same layer. Whether superposed or spliced, not only in the X and Y directions, but also in the X or Y direction depending on the directionality of the pattern.
Of the correction amount by giving priority to only one direction, or X or Y
The correction amount can be derived by weighting in the direction.

【0020】LCDのように、構成するトランジスタの
パターンの性格上、1方向だけ重ね合せ精度あるいは継
ぎ精度が厳しい場合に、この方法は有効である。またL
CDを分割露光する場合、分割部分だけの情報を優先し
て、継ぎ部での重ね合せ精度差が継ぎの誤差を小さくす
るように補正量を導出することもできる。また各層毎に
理想位置に最適化するので、LCD用露光装置20を互
換して使用する場合でも有効である。もちろん1度目の
露光では補正はせずに、レチクル3の座標位置情報だけ
を保持しておいて、2度目の露光時にこの情報を用い
て、1度目の露光でのレチクル3の座標位置に対して最
適化する補正量を導出することもできる。
This method is effective when the overlaying accuracy or the joining accuracy is strict in only one direction due to the nature of the pattern of the transistors constituting the LCD. Also L
When the CD is divided and exposed, it is possible to give priority to the information of only the divided portion and derive the correction amount so that the difference in overlay accuracy at the joint portion reduces the joint error. Further, since each layer is optimized to the ideal position, it is effective even when the LCD exposure device 20 is used interchangeably. Of course, correction is not performed in the first exposure, and only the coordinate position information of the reticle 3 is held, and this information is used in the second exposure for the coordinate position of the reticle 3 in the first exposure. It is also possible to derive the correction amount to be optimized.

【0021】実際この露光は、図8に示すような、露光
処理手順SP0に沿つて実行される。すなわちまずステ
ツプSP1において、LCD用露光装置20にレチクル
3をロードし、続くステツプSP2においてレチクル3
のアライメントを行なう。次にステツプSP3におい
て、アライメントしたレチクル3上の座標計測用のマー
ク3Aをレチクル座標計測機能21、22によつて、X
Yステージ5の座標上で位置計測する。
Actually, this exposure is executed along the exposure processing procedure SP0 as shown in FIG. That is, first, at step SP1, the reticle 3 is loaded on the LCD exposure device 20, and at subsequent step SP2, the reticle 3 is loaded.
Align. Next, in step SP3, the mark 3A for coordinate measurement on the aligned reticle 3 is moved to X by the reticle coordinate measuring functions 21 and 22.
The position is measured on the coordinates of the Y stage 5.

【0022】続いてステツプSP4において、位置情報
から例えば、設計上の理想位置に露光できるように最適
な補正量を計算し、この計算結果を用いてステツプSP
5で補正量を設定する。次にこの設定された補正量で倍
率や回転等を補正して再度レチクル3をアライメントし
て、ステツプSP7で再度座標計測する。
Then, in step SP4, for example, an optimum correction amount is calculated from the position information so that an ideal design position can be exposed, and the calculated result is used in step SP4.
Set the correction amount with 5. Next, the magnification, rotation, etc. are corrected by the set correction amount, the reticle 3 is aligned again, and the coordinates are measured again at step SP7.

【0023】次にステツプSP8では補正後の位置に対
して計測位置が許容内か判断し、不十分な場合は再度ス
テツプSP4に戻つて補正量の設定を繰り返す。許容内
であれば、ステツプSP9に移つてレチクル3を指定枚
数終了したか否か判断し、終了していない場合、ステツ
プSP1に戻つて次のレチクル3の計測を行う。また終
了した場合には、ステツプSP10に移つて当該露光処
理手順SP0を終了する。
Next, at step SP8, it is judged whether the measured position is within the permissible range with respect to the position after correction, and if it is insufficient, the process returns to step SP4 and the setting of the correction amount is repeated. If it is within the allowable range, the process proceeds to step SP9 to determine whether or not the designated number of reticles 3 has been completed. If not completed, the process returns to step SP1 to measure the next reticle 3. On the other hand, when the processing is completed, the process proceeds to step SP10 and the exposure processing procedure SP0 is completed.

【0024】これらの計測は、あらかじめ別のときに行
つておいて、レチクルデータとして管理してもよいし、
例えばロツトの初めでその度毎に実行してもかまわな
い。また、ステツプSP8における許容内かどうかの判
断と、この判断結果での繰り返し計測は省いてもかまわ
ない。
These measurements may be performed at different times in advance and managed as reticle data.
For example, it may be executed each time at the beginning of the lot. Further, it is possible to omit the determination in step SP8 as to whether it is within the allowable range and the repeated measurement based on the determination result.

【0025】以上の構成によれば、レチクル3上に複数
の座標位置計測用のマーク3Aを設け、XYステージ5
上に配置したレチクル座標計測機能21、22により、
これら座標位置計測用のマーク3AをXYステージ5の
座標系で計測して、露光最適化パラメータを求めるよう
にしたことにより、重ね合せや画面合成の露光のための
最適な補正量や偏差を容易に導出して高い精度で重ね合
せや画面合成露光して、高精度のLCDパターンを得る
ことができる。
According to the above construction, a plurality of marks 3A for coordinate position measurement are provided on the reticle 3, and the XY stage 5 is provided.
With the reticle coordinate measurement functions 21 and 22 placed above,
By measuring these coordinate position measuring marks 3A in the coordinate system of the XY stage 5 and determining the exposure optimization parameters, it is possible to easily obtain the optimum correction amount and deviation for the exposure of overlay or screen composition. It is possible to obtain a high-precision LCD pattern by performing the superimposing or screen-synthesizing exposure with high accuracy.

【0026】また上述の構成によれば、レチクル3のパ
ターニング誤差、レンズデイストーシヨン成分、レチク
ル3のアライメント誤差等を含めて、XYステージ5の
座標上で直接転写するパターンを計測して重ね合せ精度
を良くするため、あるいは画面継ぎの誤差を小さくする
ため、あるい継ぎ部分の重ね合せ精度差を小さくするた
めの、露光最適化補正量を容易に求め、その補正量によ
つて露光することにより、これらの誤差を小さく押さえ
ることができる。
Further, according to the above configuration, the pattern directly transferred on the coordinates of the XY stage 5 including the patterning error of the reticle 3, the lens distortion component, the alignment error of the reticle 3, etc. is measured and superposed. To improve the accuracy, or to reduce the error of the screen joint, to easily find the exposure optimization correction amount to reduce the overlay accuracy difference of the joint part, and perform the exposure by the correction amount. As a result, these errors can be suppressed.

【0027】ここで、つなぎ合せ露光のパターンとし
て、図14について上述した場合のレチクル上マークの
配置の実施例を図9(A)〜図9(D)に示す。この実
施例では、つなぎ合せる部分近傍だけに、レチクル上で
マークの配置を行つてつなぎの部分だけに着目して、画
面継ぎの誤差を小さくするため、あるいは継ぎ部分の重
ね合せ精度差を小さくするための露光最適化補正量を求
め、その補正量によつて露光することによりこれらの誤
差を小さくするものである。これにより、つなぎ部分だ
けに着目してつなぎ部の精度最優先の露光ができ、画面
合成を精度良く行うことができる。
Here, as a stitching exposure pattern, FIGS. 9A to 9D show an embodiment of the arrangement of the marks on the reticle in the case described above with reference to FIG. In this embodiment, the marks are arranged on the reticle only in the vicinity of the joints, and only the joints are focused to reduce the error of the screen joint, or to reduce the overlay accuracy difference of the joints. The exposure optimization correction amount for the above is obtained, and these errors are reduced by performing exposure according to the correction amount. As a result, focusing on only the joint portion, the exposure of the joint portion with the highest priority of precision can be performed, and the screen composition can be performed with high precision.

【0028】このマークでは、レチクル上マークを継ぎ
部分近傍だけに配置をしたが、露光するパターン外周全
辺にマークを配置して、つなぎ部分のマークデータだけ
を選択したり、あるいは重み付けをして、補正量を求め
ても同様な効果を期待できる。またこの実施例のよう
に、重要視したい部分にマークを配置するということも
可能である。
In this mark, the marks on the reticle are arranged only in the vicinity of the spliced portion, but the marks are arranged on the entire outer periphery of the pattern to be exposed, and only the mark data of the joint portion is selected or weighted. Even if the correction amount is obtained, the same effect can be expected. Further, as in this embodiment, it is possible to dispose the mark at a portion to be emphasized.

【0029】なお上述の実施例においては、レチクル3
上のパターンをXYステージ5上の座標で計測する場合
について述べたが、これに代え、図10に示すように、
受光部マーク21をXYステージ5内に設けた照明系3
1で照明し、受光部マーク21のパターンをレンズ4に
よつてレチクル3上に逆投影して、XYステージ5を走
査することにより、受光部マーク21の像でレチクル3
上のマーク3Aを走査して計測するようにしても良い。
この場合通過した光は、照明系11内に設けた光分割機
32により光分割され受光部33より光電変換される。
この計測機能により図1と同様の信号を得ることができ
る。
In the above embodiment, the reticle 3
The case where the above pattern is measured at the coordinates on the XY stage 5 has been described, but instead of this, as shown in FIG.
Illumination system 3 in which the light-receiving unit mark 21 is provided in the XY stage 5
1, the pattern of the light-receiving portion mark 21 is back projected onto the reticle 3 by the lens 4, and the XY stage 5 is scanned, so that the image of the light-receiving portion mark 21 forms an image on the reticle 3.
You may make it measure by scanning the upper mark 3A.
In this case, the light passing therethrough is split by the light splitter 32 provided in the illumination system 11 and photoelectrically converted by the light receiving unit 33.
With this measuring function, a signal similar to that in FIG. 1 can be obtained.

【0030】また上述の実施例においては、理想位置に
対して最適化補正量を求めた場合について述べたが、こ
れに代え、別のレチクルや別の装置に対しての情報によ
り最適化することも可能である。この場合図11に示す
ような露光処理手順SP11になる。この露光処理手順
SP11では、ロツト管理などの配慮が必要であり、必
要に応じて別のレチクル装置による座標位置情報(SP
17)を用いることになる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the optimized correction amount is obtained for the ideal position has been described, but instead of this, the optimization is performed by the information for another reticle or another device. Is also possible. In this case, the exposure processing procedure SP11 is as shown in FIG. In this exposure processing procedure SP11, consideration such as lot management is necessary, and if necessary, coordinate position information (SP by another reticle device).
17) will be used.

【0031】また上述の実施例においては、レチクル3
上のマーク3Aを、パターン3Bの外周に複数設けた場
合について述べたが、これに代え、レチクル3のパター
ン3B内部に配置するスペースがあれば、図12に示す
ように、パターン3B内部にマーク3Aを複数配置して
も良い。露光装置の管理上の定数を求めるのであれば、
このようにパターン全面にマーク3Aを配置することが
有効である。ただし露光装置定数管理に、このようなレ
チクルを用いる場合は、レチクル上のパターニング誤差
は別の検査装置で計測して補正する必要がある。
In the above embodiment, the reticle 3 is used.
The case where a plurality of the above marks 3A are provided on the outer periphery of the pattern 3B has been described. However, if there is a space to be placed inside the pattern 3B of the reticle 3 instead of this, as shown in FIG. A plurality of 3A may be arranged. If you want to determine the constants for exposure equipment management,
It is effective to dispose the marks 3A on the entire surface of the pattern in this way. However, when such a reticle is used for exposure device constant management, it is necessary to measure and correct the patterning error on the reticle by another inspection device.

【0032】[0032]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、原板上の
パターンが存在する領域の周囲に複数のマークを設け、
基板上に投影された複数のマークの像の位置をそれぞれ
検出し、複数のマークが投影光学系によつて投影される
べき設計上の位置からのずれ量に応じて、基板の位置決
めの補正量及び又は投影光学系の結像特性の補正量を求
め、各補正量に基づいて基板の位置及び又は投影光学系
の結像特性を補正することにより、重ね合せや画面合成
の露光のための最適な補正量や偏差を容易に導出して高
い精度で重ね合せや画面合成で露光し得る投影露光装置
を実現できる。
As described above, according to the present invention, a plurality of marks are provided around the area where the pattern exists on the original plate,
Positions of the images of the marks projected on the board are respectively detected, and the correction amount for the positioning of the board is calculated according to the deviation from the designed position where the marks should be projected by the projection optical system. Optimum for exposure of overlay or screen composition by obtaining the correction amount of the image forming characteristic of the projection optical system and correcting the position of the substrate and / or the image forming characteristic of the projection optical system based on each correction amount. It is possible to realize a projection exposure apparatus capable of easily deriving various correction amounts and deviations and performing exposure with high accuracy by superimposing and screen composition.

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

【図1】本発明による投影露光装置の一実施例としてL
CD用露光装置を示す略線図である。
FIG. 1 shows L as an embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention.
It is a schematic diagram which shows the exposure apparatus for CD.

【図2】その受光部マーク及びレチクル上マークの形状
を示す略線図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the shapes of a light receiving unit mark and a reticle mark.

【図3】図2のマークによるマーク検出信号を示す信号
波形図である。
FIG. 3 is a signal waveform diagram showing a mark detection signal by the mark of FIG.

【図4】X及びY方向についての受光部マーク及びレチ
クル上マークの形状を示す略線図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the shapes of a light-receiving portion mark and a reticle mark in the X and Y directions.

【図5】図4と同様にX及びY方向についての受光部マ
ーク及びレチクル上マークの形状を示す略線図である。
5 is a schematic diagram showing the shapes of a light-receiving portion mark and a reticle mark in the X and Y directions, as in FIG.

【図6】実施例のレチクル上マークの配置を示す略線図
である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an arrangement of reticle marks according to the embodiment.

【図7】実施例の重ね合せ露光の説明に供する略線図で
ある。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining overlay exposure of an example.

【図8】実施例の露光処理手順の説明に供するフローチ
ヤートである。
FIG. 8 is a flow chart used for explaining the exposure processing procedure of the embodiment.

【図9】LCD用露光装置の他の実施例を示す略線図で
ある。
FIG. 9 is a schematic diagram showing another embodiment of the LCD exposure apparatus.

【図10】つなぎ合せ露光によるレチクル上マークの配
置を示す略線図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing an arrangement of marks on a reticle by stitching exposure.

【図11】露光処理手順の他の実施例を示す略線図であ
る。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating another example of the exposure processing procedure.

【図12】レチクル上マークの他の実施例を示す略線図
である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing another embodiment of the reticle mark.

【図13】従来のLCD用露光装置を示す略線図であ
る。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a conventional LCD exposure apparatus.

【図14】つなぎ合せ露光の説明に供する略線図であ
る。
FIG. 14 is a schematic diagram used for explaining joint exposure.

【図15】つなぎ合せ露光の誤差要因の説明に供する略
線図である。
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining an error factor in stitching exposure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、20、30……LCD用露光装置、2……照明光学
系、3……レチクル、4……投影レンズ、5……XYス
テージ、6……プレート、7……レーザ干渉計、8……
レチクルアライメント系、9……プレートアライメント
系、10……レチクル交換機構、21……受光部マー
ク、22……光電変換素子、31……照明系、32……
光分割機、33……受光部。
1, 20, 30 ... Exposure device for LCD, 2 ... Illumination optical system, 3 ... Reticle, 4 ... Projection lens, 5 ... XY stage, 6 ... Plate, 7 ... Laser interferometer, 8 ... …
Reticle alignment system, 9 ... Plate alignment system, 10 ... Reticle exchange mechanism, 21 ... Photosensitive mark, 22 ... Photoelectric conversion element, 31 ... Illumination system, 32 ...
Light splitter, 33 ... Light receiving part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 宗泰 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号株式 会社ニコン内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Muneyasu Yokota 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nikon Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原板と基板とを位置決めし、前記原板上の
パターンを所定の結像特性を有する投影光学系を介し
て、前記基板の所定領域に投影する投影露光装置におい
て、 前記原板上の前記パターンが存在する領域の周囲に複数
のマークを設け、 前記基板の表面とほぼ同一の面上に投影された前記複数
のマークの像の位置をそれぞれ検出する位置検出手段
と、 前記位置検出手段によつて検出された前記複数のマーク
の像の位置の、前記複数のマークが前記投影光学系によ
つて投影されるべき設計上の位置からのずれ量に基づい
て、前記原板の前記基板に対する位置ずれと、前記投影
光学系の結像特性の前記所定の結像特性に対する偏差と
の少なくとも一方を求めるずれ検出手段と、 求めた前記位置ずれに基づく前記基板の位置決めの補正
量と、求めた前記偏差に基づく前記投影光学系の結像特
性の補正量との少なくとも一方を求める補正量演算手段
と、 求めた前記各補正量に基づいて前記基板の位置を補正す
る、若しくは前記偏差に基づいて前記投影光学系の結像
特性を補正する補正手段とを具えることを特徴とする投
影露光装置。
1. A projection exposure apparatus for positioning a master plate and a substrate and projecting a pattern on the master plate onto a predetermined region of the substrate via a projection optical system having a predetermined image forming characteristic. A plurality of marks are provided around the area where the pattern is present, and position detecting means for respectively detecting the positions of the images of the plurality of marks projected on substantially the same surface as the surface of the substrate; and the position detecting means. The position of the image of the plurality of marks detected by the, based on the amount of deviation from the design position where the plurality of marks should be projected by the projection optical system, relative to the substrate of the original plate. A deviation detection unit that determines at least one of a positional deviation and a deviation of the imaging characteristic of the projection optical system with respect to the predetermined imaging characteristic, and a correction amount for positioning the substrate based on the determined positional deviation. Correction amount calculation means for obtaining at least one of the correction amount of the image forming characteristic of the projection optical system based on the obtained deviation, and correcting the position of the substrate based on each of the obtained correction amounts, or the deviation And a correction means for correcting the image formation characteristic of the projection optical system based on the above.
【請求項2】前記位置検出手段は、前記投影光学系を介
して前記複数のマークを検出して、前記マークの像の位
置を検出することを特徴とする請求項1に記載の投影露
光装置。
2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the position detecting means detects the positions of the images of the marks by detecting the plurality of marks via the projection optical system. .
【請求項3】前記補正量は、前記原板の回転補正量、X
Yシフト補正量及び又はXY倍率オフセツト量でなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。
3. The correction amount is a rotation correction amount of the original plate, X
The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the Y shift correction amount and / or the XY magnification offset amount are used.
【請求項4】前記補正を行うと共に、前記パターンを前
記所定領域に重ね合せて、若しくは前記所定領域と隣合
う領域につなぎ合せて露光することを特徴とする請求項
1に記載の投影露光装置。
4. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure is performed while the correction is performed and the pattern is overlapped on the predetermined area or is connected to an area adjacent to the predetermined area. .
【請求項5】前記パターンを前記所定領域と隣合う領域
につなぎ合せて、若しくは前記つなぎ合せると共に前記
所定領域に前記パターンを重ね合せて露光する際、前記
つなぎ合せる部分のずれ量、あるいは前記つなぎ合せる
部分の重ね合せのずれ量を最適にするように前記補正量
を求めることを特徴とする請求項1に記載の投影露光装
置。
5. When the pattern is connected to an area adjacent to the predetermined area, or when the pattern is exposed by overlapping the pattern and exposing the predetermined area, the shift amount of the connection area or the connection area 2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the correction amount is obtained so as to optimize the amount of overlay misalignment of the matching portions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5630634B2 (en) * 2007-07-13 2014-11-26 株式会社ニコン Exposure method and apparatus, and device manufacturing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5630634B2 (en) * 2007-07-13 2014-11-26 株式会社ニコン Exposure method and apparatus, and device manufacturing method

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