JPH0789534B2 - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
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- JPH0789534B2 JPH0789534B2 JP61156241A JP15624186A JPH0789534B2 JP H0789534 B2 JPH0789534 B2 JP H0789534B2 JP 61156241 A JP61156241 A JP 61156241A JP 15624186 A JP15624186 A JP 15624186A JP H0789534 B2 JPH0789534 B2 JP H0789534B2
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- shot
- wafer
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- mark
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、ICやLSI等の半導体装置を製造する工程の
内、ホトリソグラフィ工程において使用される露光装置
に関する。
内、ホトリソグラフィ工程において使用される露光装置
に関する。
具体的には、レチクルもしくはマスク上のパターンを半
導体基板（ウエハ）上に該半導体基板を歩進しつつ複数
回露光するいわゆるステッパあるいはＸ線ステッパに関
し、特に、これらのステッパにおいて、レチクル（マス
ク）上のパターンと半導体基板上のパターンとの位置整
合のためのアライメント検出系と、アライメントから露
光の繰り返しにおける手順とを整合させる技術に関す
る。
導体基板（ウエハ）上に該半導体基板を歩進しつつ複数
回露光するいわゆるステッパあるいはＸ線ステッパに関
し、特に、これらのステッパにおいて、レチクル（マス
ク）上のパターンと半導体基板上のパターンとの位置整
合のためのアライメント検出系と、アライメントから露
光の繰り返しにおける手順とを整合させる技術に関す
る。
［従来技術の説明］ 半導体装置（IC,LSI等）の高速化、高集積化に伴い、ア
ライナ（半導体焼付装置）にもより高い性能が要求さ
れ、現在は、光縮小投影型露光装置（いわゆるステッ
パ）が半導体生産の主力アライナになっている。将来的
にはより微細な解像力を持つＸ線アライナが有力視され
ている。Ｘ線アライナにおいてもウエハ面積より小さな
パターン領域を持つマスクにより、繰り返しウエハ上に
露光してゆくステッパタイプが有力と考えられている。
ライナ（半導体焼付装置）にもより高い性能が要求さ
れ、現在は、光縮小投影型露光装置（いわゆるステッ
パ）が半導体生産の主力アライナになっている。将来的
にはより微細な解像力を持つＸ線アライナが有力視され
ている。Ｘ線アライナにおいてもウエハ面積より小さな
パターン領域を持つマスクにより、繰り返しウエハ上に
露光してゆくステッパタイプが有力と考えられている。
アライナと呼ばれる装置は、基本的に２つの機能要素、
つまりマスクのパターンをウエハ上に転写する露光
系、およびマスクのパターンとウエハのパターンの相
対位置合せするアライメント系を持っているが、ステッ
パにはさらにウエハをXY座標に沿って高速かつ高精度に
移動可能なXYステージを含む配列機能が組込まれてい
る。
つまりマスクのパターンをウエハ上に転写する露光
系、およびマスクのパターンとウエハのパターンの相
対位置合せするアライメント系を持っているが、ステッ
パにはさらにウエハをXY座標に沿って高速かつ高精度に
移動可能なXYステージを含む配列機能が組込まれてい
る。
さらに例えばステッパにおいては、デバイスの性能向
上、生産性の向上のために種々の付加機能が要求され
る。例えば、自動化のためのレチクル自動交換機能、歩
留り向上のためのレチクル検査機能、稼動率向上のため
の環境モニタ機能もしくは自己診断機能、工程管理のた
めのウエハおよびレチクルバーコードリーダ、あるいは
集中工程管理のためのインラインもしくはオンライン対
応、さらに工場の自動化および完全無人化に対応した搬
送ロボット対応などが現在考えられている。このような
機能拡張により、ステッパは膨大なシステムにふくれあ
がり、その結果、装置のコスト（価格）は増大する一方
である。
上、生産性の向上のために種々の付加機能が要求され
る。例えば、自動化のためのレチクル自動交換機能、歩
留り向上のためのレチクル検査機能、稼動率向上のため
の環境モニタ機能もしくは自己診断機能、工程管理のた
めのウエハおよびレチクルバーコードリーダ、あるいは
集中工程管理のためのインラインもしくはオンライン対
応、さらに工場の自動化および完全無人化に対応した搬
送ロボット対応などが現在考えられている。このような
機能拡張により、ステッパは膨大なシステムにふくれあ
がり、その結果、装置のコスト（価格）は増大する一方
である。
このように１つの目的機能に対し１つの機能要素という
形で積み上げたシステム（装置）において考慮すべき
は、これらの機能要素（ハード）の相互活用による有効
活用である。
形で積み上げたシステム（装置）において考慮すべき
は、これらの機能要素（ハード）の相互活用による有効
活用である。
例えば、オートアライメントに使用する画像信号処理回
路は、バーコードリーダの信号処理を兼用することでよ
り有効に活用できる。
路は、バーコードリーダの信号処理を兼用することでよ
り有効に活用できる。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の概念的な目的は、アライナ、特にステッパタイ
プアライナのコストパーフォマンスを向上させること、
つまり、システムの持つ機能（ハード）が特定された
時、それらを相互に有効活用してより高い性能を引き出
すこと、逆の見方をすれば、システムの性能（仕様、機
能）が指定されたとき、より少ない機能要素（ハード）
で指定性能を引き出すような活用法（ソフト）を提供す
ることである。
プアライナのコストパーフォマンスを向上させること、
つまり、システムの持つ機能（ハード）が特定された
時、それらを相互に有効活用してより高い性能を引き出
すこと、逆の見方をすれば、システムの性能（仕様、機
能）が指定されたとき、より少ない機能要素（ハード）
で指定性能を引き出すような活用法（ソフト）を提供す
ることである。
具体的には、ステッパタイプのアライナにおけるアライ
メント検出系と高精度位置決めステージの関係におい
て、その両者の特性の理解の上に立って両者を有機的に
活用することにより、アライメント性能の向上を計る手
段を提供すること、あるいは将来並みの性能をより縮小
されたアライメント検出系によって達成する手段を提供
することである。
メント検出系と高精度位置決めステージの関係におい
て、その両者の特性の理解の上に立って両者を有機的に
活用することにより、アライメント性能の向上を計る手
段を提供すること、あるいは将来並みの性能をより縮小
されたアライメント検出系によって達成する手段を提供
することである。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため本発明では、基板を移動するこ
とにより前記基板上の複数のショット領域のそれぞれに
マスクに形成されているパターンを順に転写露光する露
光方法において、各ショット領域ごとに前記基板上に形
成するアライメントマークのうち２以上のショット領域
についてのアライメントマークを近接させて形成する段
階と、同一の対物レンズを介して同時に前記複数のショ
ット領域についてのアライメントマークを検出する段階
とを有することを特徴とする。
とにより前記基板上の複数のショット領域のそれぞれに
マスクに形成されているパターンを順に転写露光する露
光方法において、各ショット領域ごとに前記基板上に形
成するアライメントマークのうち２以上のショット領域
についてのアライメントマークを近接させて形成する段
階と、同一の対物レンズを介して同時に前記複数のショ
ット領域についてのアライメントマークを検出する段階
とを有することを特徴とする。
［作用］ これによれば、同一の対物レンズを介して同時に複数の
ショット領域についてのアライメントマークが検出され
るため、アライメント検出系の数が少なくて済み、コス
トダウンが図られる。また、異なるショット領域につい
てのアライメントマーク間の間隔等も同時にモニタする
ことが可能であるため、検出系自体の異常も検出され
る。また、ショット間の位置ずれも同時に検出できるの
で、位置合せの情報量が増え、精度のよい位置合せが行
われる。
ショット領域についてのアライメントマークが検出され
るため、アライメント検出系の数が少なくて済み、コス
トダウンが図られる。また、異なるショット領域につい
てのアライメントマーク間の間隔等も同時にモニタする
ことが可能であるため、検出系自体の異常も検出され
る。また、ショット間の位置ずれも同時に検出できるの
で、位置合せの情報量が増え、精度のよい位置合せが行
われる。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。第１図
は、本出願人が先の出願による特開昭58−25638号に提
示したアライメント検出系を含むステッパシステムの概
略図を示す。
は、本出願人が先の出願による特開昭58−25638号に提
示したアライメント検出系を含むステッパシステムの概
略図を示す。
同図において、レチクル１のパターンは、ランプ５を含
む照明光学系４によって照明されたとき、投影レンズ３
によりウエハ２の表面に投影結像する。ウエハ２は、XY
ステージ６に装着され、ステージ６の移動によりその表
面全域にレチクルパターン像を投影露光することができ
る。
む照明光学系４によって照明されたとき、投影レンズ３
によりウエハ２の表面に投影結像する。ウエハ２は、XY
ステージ６に装着され、ステージ６の移動によりその表
面全域にレチクルパターン像を投影露光することができ
る。
ステージ位置（すなわちウエハ位置）は、XYステージ６
構成するXYテーブル９の端部に設けられた平面ミラー部
10にレーザ干渉測長器16の光を当てることにより、例え
ば0.02μｍの分解能でステージ位置をモニタすることが
できる。
構成するXYテーブル９の端部に設けられた平面ミラー部
10にレーザ干渉測長器16の光を当てることにより、例え
ば0.02μｍの分解能でステージ位置をモニタすることが
できる。
レチクル１の上方に配置されたアライメント検出系13
は、２つの対物ミラー11,11′と、２つの対物レンズ12,
12′を含む双眼の顕微鏡を備え、２つの目により、レチ
クル上の２つのアライメントマークと、ウエハ上の２つ
のアライメントマークを同時に観察可能である。アライ
メント検出系13の内部で光電変換された光信号は、アン
プ14で増幅される。制御装置19内の演算回路15は、従来
の処理法に従い、アンプ14の出力よりXY方向の誤差成分
（ＸLn,YLn,XRn,YRn）を検知し出力する。ここでサフィ
ックスｎは、１枚のウエハ上のｎ番目の露光位置（ショ
ット）を示し、L,Rは左右の区別を示している。例え
ば、ＸLnは第ｎショットの左側アライメントマーク位置
のＸ方向誤差成分である。
は、２つの対物ミラー11,11′と、２つの対物レンズ12,
12′を含む双眼の顕微鏡を備え、２つの目により、レチ
クル上の２つのアライメントマークと、ウエハ上の２つ
のアライメントマークを同時に観察可能である。アライ
メント検出系13の内部で光電変換された光信号は、アン
プ14で増幅される。制御装置19内の演算回路15は、従来
の処理法に従い、アンプ14の出力よりXY方向の誤差成分
（ＸLn,YLn,XRn,YRn）を検知し出力する。ここでサフィ
ックスｎは、１枚のウエハ上のｎ番目の露光位置（ショ
ット）を示し、L,Rは左右の区別を示している。例え
ば、ＸLnは第ｎショットの左側アライメントマーク位置
のＸ方向誤差成分である。
演算回路15はさらに、この出力誤差量ＸLn,YLn,XRn,YRn
を、次式のようにＸ方向、Ｙ方向、回転（θ）方向、倍
率（ランクアウトβ）の各成分に分解し、CPU17にデー
タを送り込む。CPU17は、不図示のアライメント駆動手
段に駆動信号を送り、レチクル１とウエハ２との相対位
置をそれぞれの方向について補正した後、露光工程に進
む。
を、次式のようにＸ方向、Ｙ方向、回転（θ）方向、倍
率（ランクアウトβ）の各成分に分解し、CPU17にデー
タを送り込む。CPU17は、不図示のアライメント駆動手
段に駆動信号を送り、レチクル１とウエハ２との相対位
置をそれぞれの方向について補正した後、露光工程に進
む。
第２図（ａ）にウエハ上に描かれたパターンのショット
配列の例を示す。ショットには便宜上露光順番に従って
ショット番号1,2,3,‥‥‥,n−1,n,n＋１‥‥‥を付し
てある。
配列の例を示す。ショットには便宜上露光順番に従って
ショット番号1,2,3,‥‥‥,n−1,n,n＋１‥‥‥を付し
てある。
それぞれのショットの左右には先行の工程における該シ
ョットの露光と同時に作り込まれたアライメントマーク
ＷLn,WRnがある。通常、アライメントマーク（以下、AA
マークという）はスクライブ線51上に作り込まれる。結
果的に、隣接するショットのAAマークは第２図（ｂ）に
示すように縦スクライブ線上にやはり隣接して配置され
る。第２図（ｂ）において、実線はウエハ側のAAマーク
である。また、波線（ＲRnとＲL（ｎ−１）はウエハ上
に投影されたレチクル側のAAマークを示す。
ョットの露光と同時に作り込まれたアライメントマーク
ＷLn,WRnがある。通常、アライメントマーク（以下、AA
マークという）はスクライブ線51上に作り込まれる。結
果的に、隣接するショットのAAマークは第２図（ｂ）に
示すように縦スクライブ線上にやはり隣接して配置され
る。第２図（ｂ）において、実線はウエハ側のAAマーク
である。また、波線（ＲRnとＲL（ｎ−１）はウエハ上
に投影されたレチクル側のAAマークを示す。
本発明の主たる要件は、第１図の装置に適用する場合に
ついて述べれば、アライメント検出系13の対物12の視
野57を第２図（ｂ）に示すごとく隣接するショット（こ
こでは第ｎ−１ショットと第ｎ＋１ショット）の両方の
AAマークを同時観察可能となるように設定すること、お
よびそこから得られる検出信号より演算回路15におい
て現ショット（第ｎショット）および隣接ショット（第
ｎ−１および第ｎ＋１ショット）の各AAマークのレチク
ル・ウエハ間の相対位置誤差を検知し、誤差量信号とし
て出力することである。
ついて述べれば、アライメント検出系13の対物12の視
野57を第２図（ｂ）に示すごとく隣接するショット（こ
こでは第ｎ−１ショットと第ｎ＋１ショット）の両方の
AAマークを同時観察可能となるように設定すること、お
よびそこから得られる検出信号より演算回路15におい
て現ショット（第ｎショット）および隣接ショット（第
ｎ−１および第ｎ＋１ショット）の各AAマークのレチク
ル・ウエハ間の相対位置誤差を検知し、誤差量信号とし
て出力することである。
つまり、第１図に示す２眼の対物を持つシステムにおい
て第ｎショットで位置検出したとすれば、演算回路15は
８つの誤差データ（ＸLn,YLn,XRn,YRn,XN（ｎ−１）,YN
（ｎ−１）,XN（ｎ＋１）,YN（ｎ＋１））を出力する。
て第ｎショットで位置検出したとすれば、演算回路15は
８つの誤差データ（ＸLn,YLn,XRn,YRn,XN（ｎ−１）,YN
（ｎ−１）,XN（ｎ＋１）,YN（ｎ＋１））を出力する。
ここで、例えば、Ｎ（ｎ−１）は第Ｎショットの位置で
観察した第（ｎ−１）ショットのAAマークの誤差データ
であることを示す。
観察した第（ｎ−１）ショットのAAマークの誤差データ
であることを示す。
このようなアライメントに使用するレチクルの例を第３
図に示す。実素子パターン領域60の左右に作り込まれた
マークの内、ＲRn,RLnは露光すべきショットのウエハ側
AAマークＷRn,WLn（第２図（ｂ）参照）と対応するレチ
クルAAマークで、ＲL（ｎ−１）,RR（ｎ＋１）は隣接す
るショットのウエハ側AAマークＷL（ｎ−１）,WR（ｎ＋
１）に対応するレチクルAAマークである。65,66は次工
程のステッパで使用するためにウエハ側に作り込むべき
ウエハAAマークパターンである。
図に示す。実素子パターン領域60の左右に作り込まれた
マークの内、ＲRn,RLnは露光すべきショットのウエハ側
AAマークＷRn,WLn（第２図（ｂ）参照）と対応するレチ
クルAAマークで、ＲL（ｎ−１）,RR（ｎ＋１）は隣接す
るショットのウエハ側AAマークＷL（ｎ−１）,WR（ｎ＋
１）に対応するレチクルAAマークである。65,66は次工
程のステッパで使用するためにウエハ側に作り込むべき
ウエハAAマークパターンである。
さて、前述のように何らハードの追加なしに得られた２
倍のデータの利用法は、多岐にわたってすべてを説明し
きれないので、ここではその数例を挙げるにとどめる。
倍のデータの利用法は、多岐にわたってすべてを説明し
きれないので、ここではその数例を挙げるにとどめる。
（例１） 従来方式によれば、第４図（ａ）に示すごとく左右２点
のAAマーク検出において、マーク71,72の正常値に対
し、マーク欠損などにより矢印ベクトルのごとく異常値
が出たとしても、検出系はどちらのマークが異常なのか
を判断することはできない。
のAAマーク検出において、マーク71,72の正常値に対
し、マーク欠損などにより矢印ベクトルのごとく異常値
が出たとしても、検出系はどちらのマークが異常なのか
を判断することはできない。
しかし、本発明を応用し、第４図（ｂ）に示すごとく隣
接するショットのAAマーク73,74の検出値を含めて判断
した場合、マーク73,74の検出値が正常値であれば正常
値と異常値との比が3:1になるはずであるから、割合の
小さい側のマーク72の検出値を異常と判断し、マーク71
の情報のみまたはマーク71と73の情報によりアライメン
トすることで、第ｎショットのミスアライメントを防止
することができる。
接するショットのAAマーク73,74の検出値を含めて判断
した場合、マーク73,74の検出値が正常値であれば正常
値と異常値との比が3:1になるはずであるから、割合の
小さい側のマーク72の検出値を異常と判断し、マーク71
の情報のみまたはマーク71と73の情報によりアライメン
トすることで、第ｎショットのミスアライメントを防止
することができる。
（例２） ウエハ側の隣接するAAマークはそれぞれ２度ずつ、しか
も２眼の検出系の１眼ずつを交互に介して計測される。
例えば第２図（ａ）のマークＷRnおよびＷL（ｎ−１）
は、第ｎ−１ショットにおいては検出系13（第１図）を
用い、第ｎショットにおいては検出系13′を用いてマー
ク位置が検出および計測される。同一基板上にごく近接
して作られたマークの間隔および寸法はアライメント要
求精度レベルで見て不変であるから、２度の計測におい
てこの間隔または寸法（例えばマークＷRnを構成する４
本の直線の間隔）の読み値の変化をモニタしていればア
ライメント検出系の異常を発見することができる。
も２眼の検出系の１眼ずつを交互に介して計測される。
例えば第２図（ａ）のマークＷRnおよびＷL（ｎ−１）
は、第ｎ−１ショットにおいては検出系13（第１図）を
用い、第ｎショットにおいては検出系13′を用いてマー
ク位置が検出および計測される。同一基板上にごく近接
して作られたマークの間隔および寸法はアライメント要
求精度レベルで見て不変であるから、２度の計測におい
てこの間隔または寸法（例えばマークＷRnを構成する４
本の直線の間隔）の読み値の変化をモニタしていればア
ライメント検出系の異常を発見することができる。
（例３） ステッパにおいて、各ショットについてアライメントす
るいわゆるダイバイダイ方式よりもスループットを向上
させる目的で、投影レンズ３の光束外に配置された顕微
鏡により、原則として１ウエハについて１回アライメン
トするいわゆるグローバルアライメント、あるいはウエ
ハ上の所定の領域ごとにアライメントするいわゆるゾー
ンアライメント等の方式が提案されている。これらの方
式においては主にステップ送りの精度で焼付を行なうた
め、露光装置のくせや熱処理、エッチング等によるウエ
ハ上のショット配列誤差（いわゆるプロセス誤差）があ
ると、重ね合せ不良が発生する。そこでこれを補正する
方法も種々提案されている。例えば、ウエハ上の所定の
サンプルショットについて位置ずれ量を計測し、これら
の位置ずれ量情報からショット配列マップまたは座標変
換関数を作成し、これをもとにステップ送り量を加減す
る方法である。
るいわゆるダイバイダイ方式よりもスループットを向上
させる目的で、投影レンズ３の光束外に配置された顕微
鏡により、原則として１ウエハについて１回アライメン
トするいわゆるグローバルアライメント、あるいはウエ
ハ上の所定の領域ごとにアライメントするいわゆるゾー
ンアライメント等の方式が提案されている。これらの方
式においては主にステップ送りの精度で焼付を行なうた
め、露光装置のくせや熱処理、エッチング等によるウエ
ハ上のショット配列誤差（いわゆるプロセス誤差）があ
ると、重ね合せ不良が発生する。そこでこれを補正する
方法も種々提案されている。例えば、ウエハ上の所定の
サンプルショットについて位置ずれ量を計測し、これら
の位置ずれ量情報からショット配列マップまたは座標変
換関数を作成し、これをもとにステップ送り量を加減す
る方法である。
このような方法に、本発明を適用すれば１つのショット
における計測で同時に隣接ショットの位置ずれ量情報も
得られるため、サンプル数を同じのままとすれば情報量
が多くなって補正量算出精度を上げることができる。ま
た、情報量がほぼ同一となる程度にサンプル数を減少さ
せて精度を同等に保ったままスループットを向上させる
こともできる。
における計測で同時に隣接ショットの位置ずれ量情報も
得られるため、サンプル数を同じのままとすれば情報量
が多くなって補正量算出精度を上げることができる。ま
た、情報量がほぼ同一となる程度にサンプル数を減少さ
せて精度を同等に保ったままスループットを向上させる
こともできる。
以上は、従来提示されているシステムの機能（ハード）
を拡張することなしにより高い性能を引き出す手法につ
いて述べた。
を拡張することなしにより高い性能を引き出す手法につ
いて述べた。
（例４） 次に従来持っているシステムの機能を縮小してかつ従来
並みの性能を維持する手法について説明する。
並みの性能を維持する手法について説明する。
第１図に戻って、アライメント検出系13の片側の対物系
11′,12′を取り去ったシステムについて考える。この
場合、単眼であるため、従来法に従えばθ，βが検出不
可となるか、スループットが低下してしまう。つまり、
１ケ所分の位置ずれデータのみからはθ，βの検出は不
可能であり、一方、単眼でθ，βを検出しようとすれ
ば、１つのショットについてウエハを例えば左側AAマー
ク検出位置、右側AAマーク検出位置および露光位置のよ
うに３段送りする必要があり、処理時間が大幅に増加し
ていた。
11′,12′を取り去ったシステムについて考える。この
場合、単眼であるため、従来法に従えばθ，βが検出不
可となるか、スループットが低下してしまう。つまり、
１ケ所分の位置ずれデータのみからはθ，βの検出は不
可能であり、一方、単眼でθ，βを検出しようとすれ
ば、１つのショットについてウエハを例えば左側AAマー
ク検出位置、右側AAマーク検出位置および露光位置のよ
うに３段送りする必要があり、処理時間が大幅に増加し
ていた。
ここで、θ，βを検出するためにはXYステージの位置を
正確に計測するレーザ干渉計を利用するのが有効であ
る。例えば第ｎショットのアライメントにおいては、第
ｎ−１ショットで計測されたアライメント検出値Ｘ（Ｎ
−１）n,Y（Ｎ−１）ｎとその時の干渉計座標値x n−1,
y n−１をメモリ18に記憶し、第ｎショットに移動後、
これらの値と第ｎショットにおけるアライメント検出値
ＸLn,YLnおよびそのときの干渉計指示値ｘn,ynを合せて
演算することにより、δx,δy,δθ，δβを算出できる
ことは容易に理解できるであろう。この事例では、検出
系をコストダウンした単眼のXY検出でもスループットを
損なわず、X,Y,θ，β成分の位置ずれ検出が可能である
ことを示した。
正確に計測するレーザ干渉計を利用するのが有効であ
る。例えば第ｎショットのアライメントにおいては、第
ｎ−１ショットで計測されたアライメント検出値Ｘ（Ｎ
−１）n,Y（Ｎ−１）ｎとその時の干渉計座標値x n−1,
y n−１をメモリ18に記憶し、第ｎショットに移動後、
これらの値と第ｎショットにおけるアライメント検出値
ＸLn,YLnおよびそのときの干渉計指示値ｘn,ynを合せて
演算することにより、δx,δy,δθ，δβを算出できる
ことは容易に理解できるであろう。この事例では、検出
系をコストダウンした単眼のXY検出でもスループットを
損なわず、X,Y,θ，β成分の位置ずれ検出が可能である
ことを示した。
（例５） 次に、本発明がさらに有効に活用しうる事例を説明す
る。
る。
前述したアライメントシステムは、アライメント光とし
て露光光を使用した場合の事例であるが、レジストに露
光光吸収剤を入れたり、反射防止の多層レジストの場合
にはアライメント光として非露光波長を使用せざるを得
ない。
て露光光を使用した場合の事例であるが、レジストに露
光光吸収剤を入れたり、反射防止の多層レジストの場合
にはアライメント光として非露光波長を使用せざるを得
ない。
非露光光アライメントシステムは数多く提案されてい
る。このようなアライメントシステムの１例として特開
昭60−130742号で提案されたものがある。その概念図を
第５図に示す。
る。このようなアライメントシステムの１例として特開
昭60−130742号で提案されたものがある。その概念図を
第５図に示す。
このシステムにおいては、 （１）非露光波長が投影レンズを通った時の色収差を取
りきれないため１眼について１方向（ＸまたはＹ方向）
の成分しか検出できず、２眼対物81,82を持ちながらＸ
およびＹ方向の１対の成分しか検出できない。
りきれないため１眼について１方向（ＸまたはＹ方向）
の成分しか検出できず、２眼対物81,82を持ちながらＸ
およびＹ方向の１対の成分しか検出できない。
（２）ミラー83が露光光束中に固定されるため、投影レ
ンズの持つ有効画面84の内ハッチング部が露光不可能と
なってしまう。
ンズの持つ有効画面84の内ハッチング部が露光不可能と
なってしまう。
（３）対物光軸81,82が固定されているため、１露光サ
イクルの間に位置81でのＹアライメント、位置82で
のＸアライメントおよび露光の３回のステップ移動が
必然となり、スループットが低下してしまう。
イクルの間に位置81でのＹアライメント、位置82で
のＸアライメントおよび露光の３回のステップ移動が
必然となり、スループットが低下してしまう。
等という大きな問題がある。
また、本出願人は昭和61年６月13日付特許出願（発明の
名称「露光装置」）にて非露光アライメント光の収差を
完全に取り除き１個の対物でXY方向を検出しうるすぐれ
たアライメント装置を提案している。
名称「露光装置」）にて非露光アライメント光の収差を
完全に取り除き１個の対物でXY方向を検出しうるすぐれ
たアライメント装置を提案している。
しかし、この装置を用い、従来の方法に従ってX,Y,θ，
β方向の検出をしようとすれば、２個の対物を配置せね
ばならず、（１）有効画面の一部が露光不可能となった
り、（２）露光サイクルにつき複数回のステップ移動が
必然となってスループットが低下してしまうという問題
がある。
β方向の検出をしようとすれば、２個の対物を配置せね
ばならず、（１）有効画面の一部が露光不可能となった
り、（２）露光サイクルにつき複数回のステップ移動が
必然となってスループットが低下してしまうという問題
がある。
これらの２つの事例から、一般論として （ａ）対物の数は少ない方が良い（コストおよび有効画
面の面積としての価値感） （ｂ）より多くの情報を取りこむためには、ウエハ上の
各位置のアライメントマークと対物観察範囲を合致すべ
くステージを動かせば良いのだが、その行為によりスル
ープットが損なわれる。
面の面積としての価値感） （ｂ）より多くの情報を取りこむためには、ウエハ上の
各位置のアライメントマークと対物観察範囲を合致すべ
くステージを動かせば良いのだが、その行為によりスル
ープットが損なわれる。
（ｃ）１つの対物系（検出系）から取り込める情報量は
多い方がよい。
多い方がよい。
ということがいえる。
そして、（ａ）〜（ｃ）のあるべき姿と、ステッパの持
つ本質的な特徴、すなわち （ｉ）ステッパの動作はしょせんステップ移動、アライ
メントおよび露光の繰り返しであること （ii）ステップの移動量はレーザ干渉計により正確にモ
ニタされていること （iii）露光すべきショットの境界に位置するスクライ
ブライン上には、隣接するショットのアライメントマー
クを近接して配置することが可能であること の３点を加味して考えれば、先述した本発明の要件「
隣接するショットの両方のアライメントマークを同時観
察可能にする」ことが、（ａ）〜（ｃ）の要求に応える
有効な手段であることが容易に理解されよう。
つ本質的な特徴、すなわち （ｉ）ステッパの動作はしょせんステップ移動、アライ
メントおよび露光の繰り返しであること （ii）ステップの移動量はレーザ干渉計により正確にモ
ニタされていること （iii）露光すべきショットの境界に位置するスクライ
ブライン上には、隣接するショットのアライメントマー
クを近接して配置することが可能であること の３点を加味して考えれば、先述した本発明の要件「
隣接するショットの両方のアライメントマークを同時観
察可能にする」ことが、（ａ）〜（ｃ）の要求に応える
有効な手段であることが容易に理解されよう。
先の従来例（特開昭60−130742号）においてはウエハ上
のショットの左右にマークを配置することによりスルー
プットの低下や機能要素（ハード）の付加（コストアッ
プ）等という犠牲を払うことなしにθの検出が可能とな
り、また、X,Yのみの検出であれば３段送りしていたと
ころを２段送りで済ますことによりスループットが向上
するし、後の従来例（昭和61年６月13日付特許出願）に
おいては単眼のXY検出のみのシステムにしても、第２図
（ａ）のようなアライメントマーク配列により例４で示
した方法によりX,Y,θ，βの検出が可能になり、双眼を
単眼にしたことにより、AA検出系のコストが半減し、露
光不可能領域が半減することが理解できるだろう。
のショットの左右にマークを配置することによりスルー
プットの低下や機能要素（ハード）の付加（コストアッ
プ）等という犠牲を払うことなしにθの検出が可能とな
り、また、X,Yのみの検出であれば３段送りしていたと
ころを２段送りで済ますことによりスループットが向上
するし、後の従来例（昭和61年６月13日付特許出願）に
おいては単眼のXY検出のみのシステムにしても、第２図
（ａ）のようなアライメントマーク配列により例４で示
した方法によりX,Y,θ，βの検出が可能になり、双眼を
単眼にしたことにより、AA検出系のコストが半減し、露
光不可能領域が半減することが理解できるだろう。
隣接するショットの各々のアライメントマークを１ヶ所
に集中させるのはショットのコーナーにAAマークを集め
るのが最も有効である（第６図）。
に集中させるのはショットのコーナーにAAマークを集め
るのが最も有効である（第６図）。
この場合１つの検出系の視野100内に４つのショットのA
Aマークを観察することができる。
Aマークを観察することができる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、各ショット領域ごとに基
板上に形成するアライメントマークのうち２以上のショ
ット領域についてのアライメントマークを近接させて形
成し、同一の対物レンズを介して同時に複数のショット
領域についてのアライメントマークを検出するようにし
たため、 A.従来性能を依持しながら、 （１）アライメント検出系の数を減らし、コストダウン
を計ることができる。
板上に形成するアライメントマークのうち２以上のショ
ット領域についてのアライメントマークを近接させて形
成し、同一の対物レンズを介して同時に複数のショット
領域についてのアライメントマークを検出するようにし
たため、 A.従来性能を依持しながら、 （１）アライメント検出系の数を減らし、コストダウン
を計ることができる。
（２）アライメント検出系の数を減らすことができる結
果、ある特定のシステムにおいては投影レンズの有効画
面の拡大を計ることができる。
果、ある特定のシステムにおいては投影レンズの有効画
面の拡大を計ることができる。
B.従来の機能要素（ハード）を温存した場合、アライメ
ント検出情報の増加により下記に例示するように重ね合
せ精度の向上を計ることができる。
ント検出情報の増加により下記に例示するように重ね合
せ精度の向上を計ることができる。
（１）重ね合せの検出方向の拡大をスループットを損う
ことなく達成できる。つまり、XY成分のみ検出が可能で
あった装置ではさらにθ成分の検出も可能となり、XYθ
を検出していた装置であればさらにβ成分の検出が可能
となる。
ことなく達成できる。つまり、XY成分のみ検出が可能で
あった装置ではさらにθ成分の検出も可能となり、XYθ
を検出していた装置であればさらにβ成分の検出が可能
となる。
（２）マーク欠損や異物などによる検出異常値をエジェ
クト（排除）することができる。
クト（排除）することができる。
（３）アライメント検出系自体の異常を発見することが
できる。
できる。
（４）余剰データの平均化効果により、アライメント誤
差のばらつき値を減少できる。つまり、本発明では１つ
のAAマークの位置検出を複数回行なうことになり、これ
らの測定値を用いることにより測定偏差を平均化して小
さくすることができる。また、１つのショットにおいて
１つのAAマークの位置検出を複数回行ない、これらの検
出値を平均化して１回ごとの測定偏差の影響を減少させ
ている従来装置に対しては、測定回数を少なくしてスル
ープットを向上させることができる。
差のばらつき値を減少できる。つまり、本発明では１つ
のAAマークの位置検出を複数回行なうことになり、これ
らの測定値を用いることにより測定偏差を平均化して小
さくすることができる。また、１つのショットにおいて
１つのAAマークの位置検出を複数回行ない、これらの検
出値を平均化して１回ごとの測定偏差の影響を減少させ
ている従来装置に対しては、測定回数を少なくしてスル
ープットを向上させることができる。
第１図は、本発明の一実施例に係るステッパの概念図、 第２図（ａ）は、ウエハ上のショット配列およびアライ
メントマーク配列の説明図、 第２図（ｂ）は、本発明によるアライメント検出系等の
観察像の説明図、 第３図は、第１図の装置で使用するレチクルパターンの
一例の説明図、 第４図は、アライメント異常の説明図、 第５図は、本発明の適用対象である従来のアライメント
システムの概略構成図、 第６図は、本発明の別の実施例に係るウエハ上パターン
配列の説明図である。 1:レチクル 2:ウエハ 3:投影光学系 4:照明光学系 6:XYステージ 10:レーザ測長用平面ミラー部 13:アライメント検出系 15:演算回路 16:レーザ測長器 17:制御装置 18:メモリ 51:スクライブ線 60:実素子パターン領域 ＷLn,WRn,WL（ｎ−１）：ウエハ上のAAマーク ＲLn,RRn,RL（ｎ−１）,RR（ｎ＋１）：レチクル上のAA
マーク 57:対物視野
メントマーク配列の説明図、 第２図（ｂ）は、本発明によるアライメント検出系等の
観察像の説明図、 第３図は、第１図の装置で使用するレチクルパターンの
一例の説明図、 第４図は、アライメント異常の説明図、 第５図は、本発明の適用対象である従来のアライメント
システムの概略構成図、 第６図は、本発明の別の実施例に係るウエハ上パターン
配列の説明図である。 1:レチクル 2:ウエハ 3:投影光学系 4:照明光学系 6:XYステージ 10:レーザ測長用平面ミラー部 13:アライメント検出系 15:演算回路 16:レーザ測長器 17:制御装置 18:メモリ 51:スクライブ線 60:実素子パターン領域 ＷLn,WRn,WL（ｎ−１）：ウエハ上のAAマーク ＲLn,RRn,RL（ｎ−１）,RR（ｎ＋１）：レチクル上のAA
マーク 57:対物視野
Claims (2)
- 【請求項１】基板を移動することにより前記基板上の複
数のショット領域のそれぞれにマスクに形成されている
パターンを順に転写露光する露光方法において、 各ショット領域ごとに前記基板上に形成するアライメン
トマークのうち２以上のショット領域についてのアライ
メントマークを近接させて形成する段階と、 同一の対物レンズを介して同時に前記複数のショット領
域についてのアライメントマークを検出する段階と を有することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】前記複数のショット領域は隣接しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156241A JPH0789534B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 露光方法 |
| US07/069,226 US4823012A (en) | 1986-07-04 | 1987-07-02 | Step and repeat exposure apparatus having improved system for aligning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156241A JPH0789534B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313329A JPS6313329A (ja) | 1988-01-20 |
| JPH0789534B2 true JPH0789534B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15623459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61156241A Expired - Lifetime JPH0789534B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 露光方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4823012A (ja) |
| JP (1) | JPH0789534B2 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2652015B2 (ja) * | 1987-04-07 | 1997-09-10 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置 |
| JP2614884B2 (ja) * | 1988-02-04 | 1997-05-28 | 富士通株式会社 | 電子ビーム露光方法及びその装置 |
| US4979195A (en) * | 1988-09-22 | 1990-12-18 | Fujitsu Limited | Vertical stepper |
| US5422491A (en) * | 1988-11-04 | 1995-06-06 | Fujitsu Limited | Mask and charged particle beam exposure method using the mask |
| JP2702183B2 (ja) * | 1988-11-04 | 1998-01-21 | 富士通株式会社 | 半導体製造装置 |
| JP2960746B2 (ja) * | 1990-03-15 | 1999-10-12 | 株式会社日立製作所 | ビーム照射方法および電子ビーム描画方法とビーム照射装置並びに電子ビーム描画装置 |
| JP3042639B2 (ja) * | 1991-07-12 | 2000-05-15 | 日本電気株式会社 | 半導体装置製造用フォトレティクル |
| US5235626A (en) * | 1991-10-22 | 1993-08-10 | International Business Machines Corporation | Segmented mask and exposure system for x-ray lithography |
| JP3224041B2 (ja) * | 1992-07-29 | 2001-10-29 | 株式会社ニコン | 露光方法及び装置 |
| KR100300618B1 (ko) * | 1992-12-25 | 2001-11-22 | 오노 시게오 | 노광방법,노광장치,및그장치를사용하는디바이스제조방법 |
| JP3002351B2 (ja) * | 1993-02-25 | 2000-01-24 | キヤノン株式会社 | 位置合わせ方法および装置 |
| JP3195200B2 (ja) * | 1994-12-09 | 2001-08-06 | キヤノン株式会社 | 半導体露光装置および異物検出方法 |
| US5867590A (en) * | 1995-01-11 | 1999-02-02 | Nova Measuring Instruments, Ltd. | Method and apparatus for determining a location on a surface of an object |
| IL112313A (en) * | 1995-01-11 | 1999-08-17 | Nova Measuring Instr Ltd | Method and apparatus for determining a location on a surface of an object |
| JP3450509B2 (ja) * | 1995-04-13 | 2003-09-29 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置及び該装置を用いて素子を製造する方法 |
| US5733708A (en) * | 1995-10-02 | 1998-03-31 | Litel Instruments | Multilayer e-beam lithography on nonconducting substrates |
| JP3728015B2 (ja) | 1996-06-12 | 2005-12-21 | キヤノン株式会社 | 電子ビーム露光システム及びそれを用いたデバイス製造方法 |
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| JPH10303126A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-11-13 | Nikon Corp | 移動シーケンスの決定方法 |
| US6003223A (en) * | 1998-11-19 | 1999-12-21 | Headway Technologies, Inc. | Common alignment target image field stitching method for step and repeat alignment in photoresist |
| KR20010102180A (ko) | 1999-02-17 | 2001-11-15 | 시마무라 테루오 | 위치검출방법 및 위치검출장치, 노광방법 및 노광장치, 및디바이스 및 디바이스의 제조방법 |
| US6266144B1 (en) | 1999-08-26 | 2001-07-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Stepper and scanner new exposure sequence with intra-field correction |
| US6383894B1 (en) * | 2000-03-31 | 2002-05-07 | Intel Corporation | Method of forming scribe line planarization layer |
| JP2008166351A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Nec Electronics Corp | 半導体装置 |
| NL2003762A (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-20 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method. |
| CN113686549B (zh) * | 2021-08-04 | 2023-11-17 | 孝感华中精密仪器有限公司 | 一种双目显微镜检测装置及方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5541739A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-24 | Hitachi Ltd | Micro-projection type mask alignment device |
| JPS5624504A (en) * | 1979-08-06 | 1981-03-09 | Canon Inc | Photoelectric detector |
| JPS5719726A (en) * | 1980-07-10 | 1982-02-02 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Positioning device |
| JPS5913324A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | Hitachi Ltd | 縮小投影露光装置 |
| JPS5989416A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-23 | Canon Inc | 位置検出方法 |
| JPS5998575A (ja) * | 1982-11-27 | 1984-06-06 | Toshiba Corp | 高分子素子のリ−ド線接続方法 |
| JPH0616478B2 (ja) * | 1983-12-19 | 1994-03-02 | 株式会社ニコン | 投影露光装置の位置合せ装置 |
| JPS61174717A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-06 | Canon Inc | 位置合わせ装置 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP61156241A patent/JPH0789534B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-07-02 US US07/069,226 patent/US4823012A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6313329A (ja) | 1988-01-20 |
| US4823012A (en) | 1989-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |