JPH09266164A - 位置合わせ方法および装置 - Google Patents

位置合わせ方法および装置

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JPH09266164A
JPH09266164A JP9739696A JP9739696A JPH09266164A JP H09266164 A JPH09266164 A JP H09266164A JP 9739696 A JP9739696 A JP 9739696A JP 9739696 A JP9739696 A JP 9739696A JP H09266164 A JPH09266164 A JP H09266164A
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JP
Japan
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marks
mark
shot
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completed
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JP9739696A
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English (en)
Inventor
Shinji Utamura
信治 宇多村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップ自身の倍率および回転成分の補正が可
能であり、高精度、高速かつフレキシブルで、かつ複数
の工程に対しバランスの良い位置合わせを可能にする。 【解決手段】 基板上の複数の領域を所望の位置に順に
アライメントするため、前記基板上のいくつかの領域で
のマーク検出の際に、各領域ごとに検出するマークの数
を任意に設定するとともに少なくとも1つの領域につい
ては複数組のマークを検出するように設定し、設定され
たマークを検出し、これらの検出されたマークの位置情
報に基づいて各領域ごとの補正位置データを求め、得ら
れた補正位置データに基づいて前記基板の移動を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶装置のガラスプレート等の基板上の複数の領域を所望
の位置に順にアライメントする位置合わせ方法および装
置に関し、特に、半導体製造用のステップアンドリピー
トタイプの露光装置において、半導体ウエハ上のいくつ
かのショット領域に関連する位置もしくは位置エラーを
計測し、これらからウエハ上の各ショット領域のショッ
ト配列を決定し、この決定されたショット配列を用いて
レチクルに関連する位置に、ウエハ上の各ショット領域
を順にアライメントする位置合わせ方法および装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造用のステップアンドリピート
タイプの露光装置、いわゆるステッパーにおいて、半導
体ウエハ上の予め設定されたいくつかのショット領域に
関連する位置もしくは位置エラーを計測し、これらから
ウエハ上の各ショット領域のショット配列を決定し、こ
の決定されたショット配列を用いてレチクルに関連する
位置に、ウエハ上の各ショット領域を順にアライメント
する方法が用いられているが、各ショット領域に関する
位置もしくは位置エラーの計測は、図5(a)に示すよ
うに、従来X,Y方向各1つ(1組)のマークMx1,
My1に対してのみ行なわれていた。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、近
年、半導体の微細化、高集積度化、高画角化が進むと共
に、製造工程も増加し、これまでのようなある特定の工
程のみに対しての位置合わせだけでなく、複数の工程に
対して、バランス良く位置合わせを行なう必要性が生じ
ている。更に、これまで補正することのできなかった、
チップ自身の倍率および回転成分においても補正する必
要性が生じている。
【0004】また、図5(b)に示すように、従来方式
では計測マークの位置はウエハ上で偏りが生じるため、
位置合わせ精度を劣化させる問題があった。
【0005】本発明は、上述の従来例における問題点に
鑑みてなされたもので、チップ自身の倍率および回転成
分の補正が可能であり、高精度、高速かつフレキシブル
で、かつ複数の工程に対しバランスの良い位置合わせが
可能なアライメント方式を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明の位置合わせ方法は、基板上の複数の領域
を所望の位置に順にアライメントするため、前記基板上
のいくつかの領域でのマーク検出の際に、各領域ごとに
検出するマークの数を任意に設定するとともに少なくと
も1つの領域については複数組のマークを検出するよう
に設定し、設定されたマークを検出し、これらの検出さ
れたマークの位置情報に基づいて各領域ごとの補正位置
データを求め、得られた補正位置データに基づいて前記
基板の移動を制御することを特徴とする。
【0007】また、本発明の位置合わせ装置は、基板上
の複数の領域を所望の位置に順にアライメントする位置
合わせ装置において、前記基板上のいくつかの領域での
マーク検出の際に各領域ごとに複数組のマークを検出す
る手段と、各領域ごとに検出するマークの数を任意に設
定するが少なくとも1つの領域については複数組のマー
クを検出するように設定する手段と、これらの領域から
検出されたマークの位置情報に基づいて得られた補正位
置データに基づいて前記基板の移動を制御する手段とを
具備することを特徴とする。
【0008】本発明の好ましい実施の形態においては、
前記検出されたマークの位置情報のそれぞれに重み付け
を施したデータに基づいて前記各領域ごとの補正位置デ
ータを求めることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明では上記のように、各ショット領域内で
検出することのできるマーク数を、従来の1組(X,Y
方向各1マーク)から、複数に増やすことにより、チッ
プ自身の倍率および、回転成分の補正を可能とし、更
に、各マークから求められた位置情報に対し重み付けを
行なうことにより、高精度かつ、複数の工程に対しバラ
ンス良く位置合わせを行なうことを可能としている。
【0010】また、各サンプルショットの領域内で、計
測するマーク位置および、マーク数を任意に選択、計測
できる手段を持つことにより、計測マーク位置のウエハ
上での偏りを防ぎ、より高精度、高速かつ、フレキシブ
ルに、各パターンに対し位置合わせを行なうことを可能
としている。
【0011】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1(a)は、本発明の一実施例に係わる位置合わ
せ装置の要部概略図を示し、図1(b)は、図1(a)
の装置におけるマークの位置ずれ検出の様子を示してい
る。
【0012】図1において、1は投影光学系、2は位置
合わせ用照明器具、3はビームスプリッタ、4は結像光
学系、5は撮像装置、6はA/D変換装置、7は積算装
置、8は位置検出装置、9はCPU、10はステージ駆
動装置、11はXYステージである。
【0013】以下、図2に示すフローチャートを参照し
ながら、図1の装置の動作を説明する。ステップS1に
おいて、不図示のウエハ搬送装置により、ウエハWがX
Yステージ11に置かれると、ステップS2で、CPU
9は図3(c)で示す1番目の計測ショットS1に形成
されている図3(a)で示される位置合わせ用マークM
x1が、位置合わせ光学系Sの視野範囲内に位置するよ
うステージ駆動装置10に対してコマンドを送り、XY
ステージ11を駆動する。
【0014】次にステップS3において、マークの位置
ずれ量を検出する。ここで、マークの位置ずれは以下の
ようにして検出される。非露光光を照射する位置合わせ
用照明器具2より照射された光束は、ビームスプリッタ
3、レチクルRおよび投影光学系1を介して、位置合わ
せ用マークMx1を照明し、ウエハマークMx1から反
射した光束は、再度投影光学系1およびレチクルRを介
してビームスプリッタ3に到達し、ここで反射して結像
光学系4を介して撮像装置5の撮像面上にウエハマーク
Mx1の像(WM)を形成する。撮像装置5においてマ
ークMx1の像は光電変換され、A/D変換装置6にお
いて2次元のディジタル信号列に変換される。積算装置
7は図1(b)に示すようなA/D変換装置6によりデ
ィジタル信号化されたウエハマーク像WMに対して処理
ウインドウWpを設定し、該ウインドウ内において、図
1(b)に示すy方向に移動平均処理を行ない、2次元
画像信号を1次元のディジタル信号列S(x)に変換し
ている。
【0015】図1の位置検出装置8は、積算装置7から
出力された1次元のディジタル信号列S(x)に対し、
予め記憶しておいたテンプレートパターンを用いてパタ
ーンマッチを行ない、最もテンプレートパターンとのマ
ッチ度が高いS(x)のアドレス位置をCPU9に対し
て出力する。この出力信号は、撮像装置5の撮像面を基
準としたマーク位置であるため、CPU9は、予め不図
示の方法により求められている撮像装置5とレチクルR
との相対的な位置から、ウエハマークMx1のレチクル
Rに対する位置ax1を計算により求める。
【0016】次にCPU9は、1番目の計測ショットの
2番目のx方向計測用マークMx2がx方向位置合わせ
光学系Sの視野範囲に入るようXYステージ11を駆動
する。ここでMx1と同様な手段でx方向の位置ずれ量
ax2を計測する。
【0017】次にCPU9は、1番目の計測ショットの
y方向計測用マークMy1,My2を、x方向と同様な
手順でy方向の位置ずれ量ay1,ay2を計測する。
【0018】計測ショット内の全てのマークの計測が終
ると、ステップ4において、1番目の計測ショットでの
チップ倍率Mag1および予め設定されている重みづけ
係数q1,q2を基に、x,y方向の位置ずれ量(Xz
ure1,Yzure1)を各々以下の計算式
【0019】
【数1】 により求める。
【0020】ここで、ショット内におけるマークが図3
(b)のように配置されている場合には更に、チップの
回転成分Rot1を以下の計算式で求めることができ
る。
【0021】
【数2】
【0022】以上で、1番目の計測ショットS1での計
測が終了したことになる。
【0023】次にステップS5において、全てのサンプ
ルショットの計測が終了したか否かのチェックを行な
い、終了していない場合はステップS6を経てステップ
S2へ戻り、残りのサンプルショットのマークを計測す
る。
【0024】ステップS5で、全てのサンプルショット
の計測が終了したと判断された場合は、ステップ7へ進
み、各サンプルショットで計測された位置ズレの情報を
基に、補正座標を計算する。
【0025】補正座標が、求められたならばステップS
8において、ステップアンドリピートにより全ショット
の露光を行なう。
【0026】全ショットの露光が終了したら、ステップ
9で、CPU9はウエハ搬送装置に対して指令を送り、
ウエハWをウエハ収納場所に格納する。
【0027】次に、ステップS10において、全てのウ
エハの処理が終了したか否かのチェックを行ない、終了
していなければ、ステップS1に戻り、残りのウエハの
処理を行ない、全て終了したならば、装置を停止する。
【0028】図4は、サンプルショット毎に任意に設定
された計測マークの位置の例を示している。各ショット
内には図4(a)に示すように(Mx1,My1)(M
x2,My2)2組の計測マークが存在しており、図4
(b)で示すように、サンプルショットS1,S4で
は、2組全てのマーク、サンプルショットS2,S3で
は、(Mx1,My1)のマーク、サンプルショットS
5,S6では、(Mx2,My2)のマークを計測する
よう設定されている。
【0029】これらの設定は、予めサンプルショット選
択時にオペレータにより、各サンプルショットで使用す
るマークを任意で設定できる手段を設けることで可能で
あり、また自由に変更することも可能である。
【0030】このように、各サンプルショットでの計測
マークを設定することにより、ウエハ上偏りのないマー
ク配置ができると共に、チップ内の倍率および、回転成
分の計測も可能となる。
【0031】また、前記図3に示での計測に対し、各サ
ンプルショットにおいてショット内全てのマークを計測
しないため、より高速に位置合わせを行なうことも可能
になる。
【0032】なお、各サンプルショットでマークの設定
については、ショット内に存在するマークの位置および
マーク数の情報と、どのような条件(例えば、ウエハ上
偏りがない、チップの倍率や回転成分を計測する、等)
でマークを選択するかの情報が得られれば、自動で各サ
ンプルショットでの計測マークを選択することも可能で
ある。
【0033】これらのサンプルショットの計測について
は、前記の図3でのサンプルショットの計測に対し、各
サンプルショットでの計測マークの数が変更になるだけ
で、同様に行なうことができる。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、各ショッ
ト領域内で検出することのできるマーク数を、従来の1
組(X,Y方向各1マーク)から、複数に増やすことに
より、チップ自身の倍率および回転成分の補正をも可能
とし、更に、各マークから求められた位置情報に対し重
み付けを行なうことにより、高精度かつ、複数の工程に
対しバランス良く位置合わせを行なうことが可能とな
る。
【0035】また、各サンプルショットの領域内で、計
測するマーク位置およびマーク数を任意に選択、計測で
きる手段を持つことにより、計測マーク位置のウエハ上
での偏りを防ぎ、より高精度、高速、かつフレキシブル
に、各パターンに対し位置合わせを行なうことが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係わる位置合わせ装置の
要部概略図である。
【図2】 図1の装置の動作を示すフローチャートであ
る。
【図3】 本発明において、図1の装置で計測するサン
プル位置を示す平面図である。
【図4】 本発明において、図1の装置で計測するサン
プル位置を示す別の平面図である。
【図5】 従来例で計測されるサンプル位置を示す平面
図である。
【符号の説明】
1:投影光学系、2:位置合わせ用照明器具、3:ビー
ムスプリッタ、4:結像光学系、5:撮像装置、6:A
/D変換装置、7:積算装置、8:位置検出装置、9:
CPU、10:ステージ駆動装置、11:XYステー
ジ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の複数の領域を所望の位置に順に
    アライメントする位置合わせ方法において、 前記基板上のいくつかの領域でのマーク検出の際に、各
    領域ごとに検出するマークの数を任意に設定するととも
    に少なくとも1つの領域については複数組のマークを検
    出するように設定し、設定されたマークを検出し、これ
    らの検出されたマークの位置情報に基づいて各領域ごと
    の補正位置データを求め、得られた補正位置データに基
    づいて前記基板の移動を制御することを特徴とする位置
    合わせ方法。
  2. 【請求項2】 前記検出されたマークの位置情報のそれ
    ぞれに重み付けを施したデータに基づいて前記各領域ご
    との補正位置データを求めることを特徴とする請求項1
    記載の位置合わせ方法。
  3. 【請求項3】 基板上の複数の領域を所望の位置に順に
    アライメントする位置合わせ装置において、 前記基板上のいくつかの領域でのマーク検出の際に各領
    域ごとに複数組のマークを検出する手段と、各領域ごと
    に検出するマークの数を任意に設定するが少なくとも1
    つの領域については複数組のマークを検出するように設
    定する手段と、これらの領域から検出されたマークの位
    置情報に基づいて得られた補正位置データに基づいて前
    記基板の移動を制御する手段とを具備することを特徴と
    する位置合わせ装置。
JP9739696A 1996-03-28 1996-03-28 位置合わせ方法および装置 Pending JPH09266164A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002134400A (ja) * 2000-10-30 2002-05-10 Canon Inc 画像処理装置、マーク計測装置および半導体製造装置
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JP2009054737A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Nikon Corp マーク検出方法及び装置、位置制御方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
KR101157157B1 (ko) * 2007-03-28 2012-06-20 삼성테크윈 주식회사 인쇄회로기판 얼라인 유니트 및 이를 갖는 표면 실장장치

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