JPH10125589A - 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 - Google Patents
走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法Info
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- JPH10125589A JPH10125589A JP8297776A JP29777696A JPH10125589A JP H10125589 A JPH10125589 A JP H10125589A JP 8297776 A JP8297776 A JP 8297776A JP 29777696 A JP29777696 A JP 29777696A JP H10125589 A JPH10125589 A JP H10125589A
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- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レチクルとウエハの位置合わせを高精度に行
い、高集積度のデバイスを容易に製造することができる
走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法を得
ること。 【解決手段】 照明系からの照明光束で第１可動ステー
ジに載置した第１物体面上のパターンを照明し、該第１
物体面上のパターンを投影光学系により第２可動ステー
ジに載置し、かつ該第１物体と位置合わせを行った第２
物体面上に該第１可動ステージと該第２可動ステージを
該投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させ
て相対的に走査させながら投影露光する走査型露光装置
において、該第２物体面上のパターン転写領域に既に走
査露光によりパターンが形成されているときには該第１
物体と第２物体との位置合わせを前走査露光方向の情報
を用いて行っていること。
い、高集積度のデバイスを容易に製造することができる
走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法を得
ること。 【解決手段】 照明系からの照明光束で第１可動ステー
ジに載置した第１物体面上のパターンを照明し、該第１
物体面上のパターンを投影光学系により第２可動ステー
ジに載置し、かつ該第１物体と位置合わせを行った第２
物体面上に該第１可動ステージと該第２可動ステージを
該投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させ
て相対的に走査させながら投影露光する走査型露光装置
において、該第２物体面上のパターン転写領域に既に走
査露光によりパターンが形成されているときには該第１
物体と第２物体との位置合わせを前走査露光方向の情報
を用いて行っていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査型露光装置及び
それを用いたデバイス製造方法に関し、ＩＣ、ＬＳＩ、
ＣＣＤ、磁気ヘッド、液晶パネル等のデバイスを製造す
る為のリソグラフィー工程において、第１物体としての
レチクル（マスク）と第２物体としてのウエハとの位置
合わせを行った後に、双方を同期して走査することによ
ってレチクル面上のパターンをウエハ面上に順次走査投
影露光して高集積度のデバイスを製造する際に好適なも
のである。
それを用いたデバイス製造方法に関し、ＩＣ、ＬＳＩ、
ＣＣＤ、磁気ヘッド、液晶パネル等のデバイスを製造す
る為のリソグラフィー工程において、第１物体としての
レチクル（マスク）と第２物体としてのウエハとの位置
合わせを行った後に、双方を同期して走査することによ
ってレチクル面上のパターンをウエハ面上に順次走査投
影露光して高集積度のデバイスを製造する際に好適なも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス
の高集積化がますます加速度を増しており、これに伴う
半導体ウエハの微細加工技術の中心をなす投影露光装置
として、円弧状の露光域を持つ等倍のミラー光学系に対
してマスクと感光基板を走査しながら露光する等倍投影
露光装置（ミラープロジェクションアライナー）や、マ
スクのパターン像を屈折光学系により感光基板上に形成
し感光基板をステップアンドリピート方式で露光する縮
小投影露光装置（ステッパー）等が提案されている。
の高集積化がますます加速度を増しており、これに伴う
半導体ウエハの微細加工技術の中心をなす投影露光装置
として、円弧状の露光域を持つ等倍のミラー光学系に対
してマスクと感光基板を走査しながら露光する等倍投影
露光装置（ミラープロジェクションアライナー）や、マ
スクのパターン像を屈折光学系により感光基板上に形成
し感光基板をステップアンドリピート方式で露光する縮
小投影露光装置（ステッパー）等が提案されている。
【０００３】又、最近では高解像力が得られ、かつ画面
サイズを拡大できるステップアンドスキャン方式の走査
型投影露光装置（露光装置）が種々と提案されている。
この走査型露光装置ではレチクル面上のパターンをスリ
ット状光束により照明し、該スリット状光束により照明
されたパターンを投影系（投影光学系）を介し、スキャ
ン動作によりウエハ上に露光転写している。
サイズを拡大できるステップアンドスキャン方式の走査
型投影露光装置（露光装置）が種々と提案されている。
この走査型露光装置ではレチクル面上のパターンをスリ
ット状光束により照明し、該スリット状光束により照明
されたパターンを投影系（投影光学系）を介し、スキャ
ン動作によりウエハ上に露光転写している。
【０００４】一方、投影露光装置においては、レチクル
とウエハとの相対的な位置合わせを行った後にレチクル
面上のパターンをウエハ面上に投影しており、このとき
の位置合わせ精度は投影パターン像の高集積化を図ると
きの重要な要素になっている。このときの位置合わせ方
法として、ウエハ上の複数のパターン転写領域（露光転
写ショット）の中から代表的なショットを選択、計測す
ることによりウエハの位置情報を得る、所謂グローバル
アライメント方式がスループットの点で有利であり推奨
されている。
とウエハとの相対的な位置合わせを行った後にレチクル
面上のパターンをウエハ面上に投影しており、このとき
の位置合わせ精度は投影パターン像の高集積化を図ると
きの重要な要素になっている。このときの位置合わせ方
法として、ウエハ上の複数のパターン転写領域（露光転
写ショット）の中から代表的なショットを選択、計測す
ることによりウエハの位置情報を得る、所謂グローバル
アライメント方式がスループットの点で有利であり推奨
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最近の半導体デバイス
の微細加工の進展は目覚ましく、レチクルとウエハとの
位置合わせには高精度な方法が要望されている。一般に
位置合わせをより高精度に行うとすると、従来問題にな
らなかった種々な要素が誤差要因として起因してくる。
の微細加工の進展は目覚ましく、レチクルとウエハとの
位置合わせには高精度な方法が要望されている。一般に
位置合わせをより高精度に行うとすると、従来問題にな
らなかった種々な要素が誤差要因として起因してくる。
【０００６】走査型の投影露光装置において、パターン
の焼き付けられたウエハは図４の矢印で示す通り、ウエ
ハ３面上の転写ショット（ＳＨ１〜ＳＨｎ）の中で、ウ
エハステージが走査露光軸の正方向（図４ではＹ方向上
向き）に走査しながら焼かれた転写ショットと、逆方向
（図４ではＹ方向下向き）に走査しながら焼かれた転写
ショットが混在している。これは全ショット同方向に走
査露光するにはウエハステージとマスクステージを一旦
戻してから露光せねばならず、生産性が落ちてしまう
為、必須項目として、走査露光は順逆双方で行っている
為である。
の焼き付けられたウエハは図４の矢印で示す通り、ウエ
ハ３面上の転写ショット（ＳＨ１〜ＳＨｎ）の中で、ウ
エハステージが走査露光軸の正方向（図４ではＹ方向上
向き）に走査しながら焼かれた転写ショットと、逆方向
（図４ではＹ方向下向き）に走査しながら焼かれた転写
ショットが混在している。これは全ショット同方向に走
査露光するにはウエハステージとマスクステージを一旦
戻してから露光せねばならず、生産性が落ちてしまう
為、必須項目として、走査露光は順逆双方で行っている
為である。
【０００７】走査型露光装置としては、この走査方向に
よるパターン転写位置の差は極力抑えるよう調整される
ものではあるが、実際には僅かながら走査方向による違
いは残ってしまう。図４中でｄｓとして示された走査方
向の違いによる位置差（距離）は、従来の位置合わせの
レベルでは精度上不問であったが、今後の位置合わせの
高精度化を鑑みて、無視できなくなってきている。
よるパターン転写位置の差は極力抑えるよう調整される
ものではあるが、実際には僅かながら走査方向による違
いは残ってしまう。図４中でｄｓとして示された走査方
向の違いによる位置差（距離）は、従来の位置合わせの
レベルでは精度上不問であったが、今後の位置合わせの
高精度化を鑑みて、無視できなくなってきている。
【０００８】従来のグローバル式を用いたウエハアライ
メント方法では、この走査方向差によるショットの位置
の違いを考慮せずに、図４に示す通り計測ショット（Ｓ
Ｈ１〜ＳＨ８）を選択し、ショット配列格子は全ショッ
ト同じとして計測結果を演算処理して各ショットの位置
情報を導いていた。この為、高精度の位置合わせを行う
には、このときの位置差（ｄｓ）が位置合わせ精度を大
きく低下させる原因となってくる。
メント方法では、この走査方向差によるショットの位置
の違いを考慮せずに、図４に示す通り計測ショット（Ｓ
Ｈ１〜ＳＨ８）を選択し、ショット配列格子は全ショッ
ト同じとして計測結果を演算処理して各ショットの位置
情報を導いていた。この為、高精度の位置合わせを行う
には、このときの位置差（ｄｓ）が位置合わせ精度を大
きく低下させる原因となってくる。
【０００９】本発明はレチクル（第１物体）とウエハ
（第２物体）との位置合わせ（アライメント）を行った
後に、レチクル面のパターンを投影光学系によりウエハ
（第２物体）上に走査露光方式を利用して繰り返し走査
投影露光する際、ウエハ面の走査露光方向の情報を用い
てレチクルとウエハとの位置合わせを行うことによっ
て、高精度な位置合わせを可能とし、これによって高解
像力で、しかも大画面への投影露光を容易にした走査型
露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法の提供を
目的とする。
（第２物体）との位置合わせ（アライメント）を行った
後に、レチクル面のパターンを投影光学系によりウエハ
（第２物体）上に走査露光方式を利用して繰り返し走査
投影露光する際、ウエハ面の走査露光方向の情報を用い
てレチクルとウエハとの位置合わせを行うことによっ
て、高精度な位置合わせを可能とし、これによって高解
像力で、しかも大画面への投影露光を容易にした走査型
露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法の提供を
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の走査型露光装置
は、 （１−１）照明系からの照明光束で第１可動ステージに
載置した第１物体面上のパターンを照明し、該第１物体
面上のパターンを投影光学系により第２可動ステージに
載置し、かつ該第１物体と位置合わせを行った第２物体
面上に該第１可動ステージと該第２可動ステージを該投
影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させて相
対的に走査させながら投影露光する走査型露光装置にお
いて、該第２物体面上のパターン転写領域に既に走査露
光によりパターンが形成されているときには該第１物体
と第２物体との位置合わせを前走査露光方向の情報を用
いて行っていることを特徴としている。
は、 （１−１）照明系からの照明光束で第１可動ステージに
載置した第１物体面上のパターンを照明し、該第１物体
面上のパターンを投影光学系により第２可動ステージに
載置し、かつ該第１物体と位置合わせを行った第２物体
面上に該第１可動ステージと該第２可動ステージを該投
影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させて相
対的に走査させながら投影露光する走査型露光装置にお
いて、該第２物体面上のパターン転写領域に既に走査露
光によりパターンが形成されているときには該第１物体
と第２物体との位置合わせを前走査露光方向の情報を用
いて行っていることを特徴としている。
【００１１】特に、(1-1-1) 前記第２物体面上にパター
ン転写領域が複数存在するときは、前記第１物体と第２
物体との位置合わせを各パターン転写領域毎に前走査露
光方向の情報を用いて行っていること、(1-1-2) 前記第
２物体面上には複数のパターン転写領域が存在し、該複
数のパターン転写領域より選択した少なくとも３つのパ
ターン転写領域の前走査露光方向別の情報を用いて、前
記第１物体と第２物体との位置合わせ情報を補正してい
ること、(1-1-3) 前記１つのパターン転写領域内で複数
の位置情報の検出を行って該パターン転写領域の形状情
報を計測する際に、前走査露光方向別の情報を用いて該
パターン転写領域の形状情報に補正を加えて、該形状情
報を用いて前記第１物体と第２物体との位置合わせを行
っていること、(1-1-4) 前記パターン転写領域の前走査
露光方向と同じ方向に第１物体面上のパターンを投影露
光していること等を特徴としている。
ン転写領域が複数存在するときは、前記第１物体と第２
物体との位置合わせを各パターン転写領域毎に前走査露
光方向の情報を用いて行っていること、(1-1-2) 前記第
２物体面上には複数のパターン転写領域が存在し、該複
数のパターン転写領域より選択した少なくとも３つのパ
ターン転写領域の前走査露光方向別の情報を用いて、前
記第１物体と第２物体との位置合わせ情報を補正してい
ること、(1-1-3) 前記１つのパターン転写領域内で複数
の位置情報の検出を行って該パターン転写領域の形状情
報を計測する際に、前走査露光方向別の情報を用いて該
パターン転写領域の形状情報に補正を加えて、該形状情
報を用いて前記第１物体と第２物体との位置合わせを行
っていること、(1-1-4) 前記パターン転写領域の前走査
露光方向と同じ方向に第１物体面上のパターンを投影露
光していること等を特徴としている。
【００１２】本発明のデバイスの製造方法は、構成（１
−１）の走査型露光装置を用いてレチクルとウエハとの
位置合わせを行った後に、レチクル面上のパターンをウ
エハ面上に投影露光し、その後、該ウエハを現像処理工
程を介してデバイスを製造していることを特徴としてい
る。
−１）の走査型露光装置を用いてレチクルとウエハとの
位置合わせを行った後に、レチクル面上のパターンをウ
エハ面上に投影露光し、その後、該ウエハを現像処理工
程を介してデバイスを製造していることを特徴としてい
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の走査型露光装置の
実施形態１の要部概略図である。
実施形態１の要部概略図である。
【００１４】本実施形態では第１物体としてのマスク
（レチクルともいう。）１と第２物体としてのウエハ３
とを投影光学系２の結像倍率に応じて同期をとりながら
所定の速度比で走査（スキャン）させながら投影露光を
行っている。
（レチクルともいう。）１と第２物体としてのウエハ３
とを投影光学系２の結像倍率に応じて同期をとりながら
所定の速度比で走査（スキャン）させながら投影露光を
行っている。
【００１５】図１において、露光パターンの形成された
マスク１はレーザー干渉計（不図示）と駆動制御手段１
０３によってＸ方向に駆動制御されるマスクステージ
（第１可動ステージ）４に載置されている。マスクステ
ージ４はＺ方向の位置を投影光学系２に対して一定に保
った状態でＸ方向に駆動する。感光基板であるウエハ３
はレーザー干渉計（不図示）と駆動制御手段１０３によ
ってＸＹ方向に駆動制御されるウエハステージ（第２可
動ステージ）５に載置されている。更にウエハステージ
５はＺ方向の位置及び傾きが投影光学系２に対して駆動
制御可能となっている。
マスク１はレーザー干渉計（不図示）と駆動制御手段１
０３によってＸ方向に駆動制御されるマスクステージ
（第１可動ステージ）４に載置されている。マスクステ
ージ４はＺ方向の位置を投影光学系２に対して一定に保
った状態でＸ方向に駆動する。感光基板であるウエハ３
はレーザー干渉計（不図示）と駆動制御手段１０３によ
ってＸＹ方向に駆動制御されるウエハステージ（第２可
動ステージ）５に載置されている。更にウエハステージ
５はＺ方向の位置及び傾きが投影光学系２に対して駆動
制御可能となっている。
【００１６】このマスク１とウエハ３は投影光学系２を
介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の照
明系からＹ方向に長いスリット状の露光光束６がマスク
１上に形成されている。このマスク１上の露光光束６は
投影光学系２の投影倍率に比した大きさのスリット状の
露光光束６ａをウエハ３上に形成するものである。走査
型露光装置では、このスリット状の露光光束６及び６ａ
に対してマスクステージ４とウエハステージ５の双方を
光学倍率に応じた速度比で同期してＸ方向に動かし、ス
リット状の露光光束６及び６ａがマスク１上のパターン
転写領域２１とウエハ３上のパターン転写領域２２を走
査することによって走査投影露光を行っている。
介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の照
明系からＹ方向に長いスリット状の露光光束６がマスク
１上に形成されている。このマスク１上の露光光束６は
投影光学系２の投影倍率に比した大きさのスリット状の
露光光束６ａをウエハ３上に形成するものである。走査
型露光装置では、このスリット状の露光光束６及び６ａ
に対してマスクステージ４とウエハステージ５の双方を
光学倍率に応じた速度比で同期してＸ方向に動かし、ス
リット状の露光光束６及び６ａがマスク１上のパターン
転写領域２１とウエハ３上のパターン転写領域２２を走
査することによって走査投影露光を行っている。
【００１７】次に、本実施形態において、マスク１とウ
エハ３との位置合わせ方法について説明する。
エハ３との位置合わせ方法について説明する。
【００１８】まず観察顕微鏡７を用いて、マスク１上の
パターン２１近傍に配置されたマスクマーク４１を光電
的に観察し、それより得られた信号はマーク検出手段１
０１で処理され、マスクマーク４１の位置情報として演
算処理回路１０２に送られる。マスクマーク４１の観察
時のマスクステージ４の位置情報は、駆動制御手段１０
３より演算処理回路１０２に送られ、マスクマーク４１
の位置情報と対応して記憶している。
パターン２１近傍に配置されたマスクマーク４１を光電
的に観察し、それより得られた信号はマーク検出手段１
０１で処理され、マスクマーク４１の位置情報として演
算処理回路１０２に送られる。マスクマーク４１の観察
時のマスクステージ４の位置情報は、駆動制御手段１０
３より演算処理回路１０２に送られ、マスクマーク４１
の位置情報と対応して記憶している。
【００１９】次に、ウエハ３上のパターン転写領域２２
の位置情報を計測する。本実施形態ではマスクパターン
４１を観察する観察顕微鏡７を用いてウエハ３上のパタ
ーン転写領域２２の位置情報を計測しているが、専用の
観察顕微鏡を用いてもよく、また投影光学系２を介する
必要もないので、所謂完全なオフアクシス顕微鏡を用い
てもよい。
の位置情報を計測する。本実施形態ではマスクパターン
４１を観察する観察顕微鏡７を用いてウエハ３上のパタ
ーン転写領域２２の位置情報を計測しているが、専用の
観察顕微鏡を用いてもよく、また投影光学系２を介する
必要もないので、所謂完全なオフアクシス顕微鏡を用い
てもよい。
【００２０】ウエハ３上のパターン転写領域２２の位置
情報の計測方法としては、マスクパターン４１の場合と
同様で、観察顕微鏡７を用いて投影光学系２を介してウ
エハ３上のパターン転写領域２２近傍に配置されたウエ
ハマーク４２を光電的に観察する。そして、それより得
られた信号はマーク検出手段１０１で処理され、ウエハ
マーク４２の位置情報として演算処理回路１０２に送ら
れる。観察時のウエハステージ５の位置情報は駆動制御
手段１０３より演算処理回路１０２に送られ、ウエハマ
ーク４２の位置情報と対応して記憶している。ウエハ３
上にはパターン転写領域２２が複数あることが多く、そ
の場合は選ばれた複数（少なくとも３つ）のパターン転
写領域２２に対して、前記計測を繰り返すことによりウ
エハ３全体の中での全パターン転写領域２２の位置情報
を得るようにしたグローバルアライメントで行ってい
る。
情報の計測方法としては、マスクパターン４１の場合と
同様で、観察顕微鏡７を用いて投影光学系２を介してウ
エハ３上のパターン転写領域２２近傍に配置されたウエ
ハマーク４２を光電的に観察する。そして、それより得
られた信号はマーク検出手段１０１で処理され、ウエハ
マーク４２の位置情報として演算処理回路１０２に送ら
れる。観察時のウエハステージ５の位置情報は駆動制御
手段１０３より演算処理回路１０２に送られ、ウエハマ
ーク４２の位置情報と対応して記憶している。ウエハ３
上にはパターン転写領域２２が複数あることが多く、そ
の場合は選ばれた複数（少なくとも３つ）のパターン転
写領域２２に対して、前記計測を繰り返すことによりウ
エハ３全体の中での全パターン転写領域２２の位置情報
を得るようにしたグローバルアライメントで行ってい
る。
【００２１】本実施形態では、このグローバルアライメ
ントにおいて選択された計測ショット（パターン転写領
域）が、ひとつ前のプロセス製造時に走査露光された方
向（前走査露光方向）を情報として用いることを特徴と
している。このときの情報の入手方法としては、装置操
作者が装置に対してキー入力しても良いし、同じ装置や
同一機種で前工程を作成していれば、装置側でどういう
走査方向で各パターン転写領域２２を露光したか自動判
断できる。
ントにおいて選択された計測ショット（パターン転写領
域）が、ひとつ前のプロセス製造時に走査露光された方
向（前走査露光方向）を情報として用いることを特徴と
している。このときの情報の入手方法としては、装置操
作者が装置に対してキー入力しても良いし、同じ装置や
同一機種で前工程を作成していれば、装置側でどういう
走査方向で各パターン転写領域２２を露光したか自動判
断できる。
【００２２】図２は本実施形態でのグローバルアライメ
ントにおけるウエハ３面上の計測ショットの選択の様子
を示す説明図である。
ントにおけるウエハ３面上の計測ショットの選択の様子
を示す説明図である。
【００２３】同図では、ウエハ３上にパターン転写領域
２２が３２ショット構成されており、その中からグロー
バルアライメント用の計測ショットとして１２ショット
が選ばれている。選択された計測ショットは前露光時の
走査露光方向として順方向（図中上向き）としてＳＨＵ
１〜ＳＨＵ６までの６ショット、走査露光方向の逆方向
（図中下向き）としてＳＨＤ１〜ＳＨＤ６の６ショット
と均等に配分している。従来のアライメント装置では、
この１２ショット情報を皆等しく処理していた。これに
対して本実施形態では前露光時の走査露光方向として順
方向で露光されているパターン転写領域２２の位置情報
をＳＨＵ１〜ＳＨＵ６までの６ショットで処理して位置
情報格子ＧＳＵを得ている。また前露光時の走査露光方
向として逆方向で露光されているパターン転写領域２２
の位置情報としてはＳＨＤ１〜ＳＨＤ６までの６ショッ
トで処理して位置情報格子ＧＳＤを得ている。
２２が３２ショット構成されており、その中からグロー
バルアライメント用の計測ショットとして１２ショット
が選ばれている。選択された計測ショットは前露光時の
走査露光方向として順方向（図中上向き）としてＳＨＵ
１〜ＳＨＵ６までの６ショット、走査露光方向の逆方向
（図中下向き）としてＳＨＤ１〜ＳＨＤ６の６ショット
と均等に配分している。従来のアライメント装置では、
この１２ショット情報を皆等しく処理していた。これに
対して本実施形態では前露光時の走査露光方向として順
方向で露光されているパターン転写領域２２の位置情報
をＳＨＵ１〜ＳＨＵ６までの６ショットで処理して位置
情報格子ＧＳＵを得ている。また前露光時の走査露光方
向として逆方向で露光されているパターン転写領域２２
の位置情報としてはＳＨＤ１〜ＳＨＤ６までの６ショッ
トで処理して位置情報格子ＧＳＤを得ている。
【００２４】パターン２１を各パターン転写領域２２に
走査投影露光する際には、この２つの位置情報格子ＧＳ
Ｕ，ＧＳＤのうちの一方を用いて露光する。前工程で順
方向に露光されたパターン転写領域２２であれば、位置
情報格子ＧＳＵを用いて演算処理回路１０２から駆動制
御手段１０３へ指示を出している。そして駆動制御手段
１０３によりマスクステージ４とウエハステージ５の位
置を制御して露光している。また前工程で逆方向に露光
されたパターン転写領域２２であれば、位置情報格子Ｇ
ＳＤを用いて演算処理回路１０２から駆動制御手段１０
３へ指示を出している。
走査投影露光する際には、この２つの位置情報格子ＧＳ
Ｕ，ＧＳＤのうちの一方を用いて露光する。前工程で順
方向に露光されたパターン転写領域２２であれば、位置
情報格子ＧＳＵを用いて演算処理回路１０２から駆動制
御手段１０３へ指示を出している。そして駆動制御手段
１０３によりマスクステージ４とウエハステージ５の位
置を制御して露光している。また前工程で逆方向に露光
されたパターン転写領域２２であれば、位置情報格子Ｇ
ＳＤを用いて演算処理回路１０２から駆動制御手段１０
３へ指示を出している。
【００２５】そして駆動制御手段１０３によりマスクス
テージ４とウエハステージ５の位置を制御してマスクと
ウエハとを位置合わせをして露光している。このように
走査露光時に、２つの位置情報格子ＧＳＵ，ＧＳＤを用
いることにより、前工程における走査露光方向差で発生
したパターン転写領域２２の位置誤差ｄｓを良好に補正
し、高精度の投影露光を行っている。
テージ４とウエハステージ５の位置を制御してマスクと
ウエハとを位置合わせをして露光している。このように
走査露光時に、２つの位置情報格子ＧＳＵ，ＧＳＤを用
いることにより、前工程における走査露光方向差で発生
したパターン転写領域２２の位置誤差ｄｓを良好に補正
し、高精度の投影露光を行っている。
【００２６】次に本発明の実施形態２について説明す
る。
る。
【００２７】本実施形態はウエハの位置合わせを行う際
に、複数のパターン転写領域のひとつの領域内で複数の
位置情報の計測を実施し、前走査露光方向別にパターン
転写領域の形状情報を計測、記憶し、マスク上のパター
ンを走査投影露光する際に補正を加えることを特徴とし
ている。
に、複数のパターン転写領域のひとつの領域内で複数の
位置情報の計測を実施し、前走査露光方向別にパターン
転写領域の形状情報を計測、記憶し、マスク上のパター
ンを走査投影露光する際に補正を加えることを特徴とし
ている。
【００２８】図３に示す通り、前走査露光方向によって
発生する誤差はパターン転写領域中心の位置ずれだけで
なく、パターン転写領域全体が回転したり、拡大、縮小
したりして全体的な形状変形の誤差も生じている。この
誤差も計測し、補正を加えることによって、より高精度
なパターン転写領域との整合関係を成立させている。
発生する誤差はパターン転写領域中心の位置ずれだけで
なく、パターン転写領域全体が回転したり、拡大、縮小
したりして全体的な形状変形の誤差も生じている。この
誤差も計測し、補正を加えることによって、より高精度
なパターン転写領域との整合関係を成立させている。
【００２９】具体的には、本実施形態において実施形態
１におけるグローバルアライメント用の計測ショットＳ
ＨＵ１〜６、ＳＨＤ１〜６の各ショットにおいて複数の
ウエハマーク（図３ではマーク４２１〜４２６に相当）
の位置情報を計測している。計測結果を前露光時の走査
露光方向として順方向で露光されているパターン転写領
域２２の形状情報としては、ＳＨＵ１〜ＳＨＵ６までの
６ショットで処理して形状情報格子ＬＳＵを得ている。
また前露光時の走査露光方向として逆方向で露光されて
いるパターン転写領域２２の形状情報としては、ＳＨＤ
１〜ＳＨＤ６までの６ショットで処理して形状情報格子
ＬＳＤを得ている。
１におけるグローバルアライメント用の計測ショットＳ
ＨＵ１〜６、ＳＨＤ１〜６の各ショットにおいて複数の
ウエハマーク（図３ではマーク４２１〜４２６に相当）
の位置情報を計測している。計測結果を前露光時の走査
露光方向として順方向で露光されているパターン転写領
域２２の形状情報としては、ＳＨＵ１〜ＳＨＵ６までの
６ショットで処理して形状情報格子ＬＳＵを得ている。
また前露光時の走査露光方向として逆方向で露光されて
いるパターン転写領域２２の形状情報としては、ＳＨＤ
１〜ＳＨＤ６までの６ショットで処理して形状情報格子
ＬＳＤを得ている。
【００３０】パターン２１を各パターン転写領域２２に
走査投影露光する際には、この２つの形状情報格子ＬＳ
Ｕ，ＬＳＤのうちの一方を用いて露光する。前工程で順
方向に露光された転写領域２２であれば、形状情報格子
ＬＳＵを用いて演算処理回路１０２から駆動制御手段１
０３へ指示を出している。そして駆動制御手段１０３に
よりマスクステージ４とウエハステージ５の位置を制御
して露光している。また前工程で逆方向に露光されたパ
ターン転写領域２２であれば、形状情報格子ＬＳＤを用
いて演算処理回路１０２から駆動制御手段１０３へ指示
を出している。そして駆動制御手段１０３によりマスク
ステージ４とウエハステージ５の位置を制御してマスク
とウエハとを位置合わせをして露光している。このよう
に走査露光時に２つの形状情報格子ＬＳＵ，ＬＳＤを用
いることにより、前工程における走査露光方向差で発生
したパターン転写領域２２の形状誤差を良好に補正し、
高精度の投影露光を行っている。
走査投影露光する際には、この２つの形状情報格子ＬＳ
Ｕ，ＬＳＤのうちの一方を用いて露光する。前工程で順
方向に露光された転写領域２２であれば、形状情報格子
ＬＳＵを用いて演算処理回路１０２から駆動制御手段１
０３へ指示を出している。そして駆動制御手段１０３に
よりマスクステージ４とウエハステージ５の位置を制御
して露光している。また前工程で逆方向に露光されたパ
ターン転写領域２２であれば、形状情報格子ＬＳＤを用
いて演算処理回路１０２から駆動制御手段１０３へ指示
を出している。そして駆動制御手段１０３によりマスク
ステージ４とウエハステージ５の位置を制御してマスク
とウエハとを位置合わせをして露光している。このよう
に走査露光時に２つの形状情報格子ＬＳＵ，ＬＳＤを用
いることにより、前工程における走査露光方向差で発生
したパターン転写領域２２の形状誤差を良好に補正し、
高精度の投影露光を行っている。
【００３１】次に本発明の実施形態３について説明す
る。
る。
【００３２】本実施形態はパターン転写領域の前走査露
光方向と同じ方向にマスク上のパターンを投影露光する
ことを特徴としている。実施形態１，２で示した如く、
本発明においては前走査露光の方向差によって発生した
ウエハ側のパターン転写領域のずれｄｓを計測すること
ができる。一方、走査投影露光時に、また同様のエラー
が発生する場合がある。この誤差は同一の走査型投影露
光装置であれば、ある程度同傾向にあると思われるもの
である。
光方向と同じ方向にマスク上のパターンを投影露光する
ことを特徴としている。実施形態１，２で示した如く、
本発明においては前走査露光の方向差によって発生した
ウエハ側のパターン転写領域のずれｄｓを計測すること
ができる。一方、走査投影露光時に、また同様のエラー
が発生する場合がある。この誤差は同一の走査型投影露
光装置であれば、ある程度同傾向にあると思われるもの
である。
【００３３】そこで本実施形態では、前走査露光方向と
同じ方向にマスク上のパターンを走査投影露光すること
としている。走査露光装置が持つ走査露光方向に起因す
る誤差が各装置共通であれば、この走査露光方向を揃え
るだけでも、パターンとパターン転写領域の重ね合わせ
誤差は向上する。本実施形態を実施形態１，２と同時に
適用しても良く、これによれば更なる効果を期待するこ
とができる。
同じ方向にマスク上のパターンを走査投影露光すること
としている。走査露光装置が持つ走査露光方向に起因す
る誤差が各装置共通であれば、この走査露光方向を揃え
るだけでも、パターンとパターン転写領域の重ね合わせ
誤差は向上する。本実施形態を実施形態１，２と同時に
適用しても良く、これによれば更なる効果を期待するこ
とができる。
【００３４】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
【００３５】図５は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
【００３６】本実施形態において、ステップ１（回路設
計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作する。
計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作する。
【００３７】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００３８】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００３９】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４０】図６は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。
【００４１】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００４２】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００４３】尚、本実施形態の製造方法を用いれば、高
集積度のデバイスを容易に製造することができる。
集積度のデバイスを容易に製造することができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、レチクル
（第１物体）とウエハ（第２物体）との位置合わせ（ア
ライメント）を行った後に、レチクル面のパターンを投
影光学系によりウエハ（第２物体）上に走査露光方式を
利用して繰り返し走査投影露光する際、ウエハ面の走査
露光方向の情報を用いてレチクルとウエハとの位置合わ
せを行うことによって、高精度な位置合わせを可能と
し、これによって高解像力で、しかも大画面への投影露
光を容易にした走査型露光装置及びそれを用いたデバイ
スの製造方法を達成することができる。
（第１物体）とウエハ（第２物体）との位置合わせ（ア
ライメント）を行った後に、レチクル面のパターンを投
影光学系によりウエハ（第２物体）上に走査露光方式を
利用して繰り返し走査投影露光する際、ウエハ面の走査
露光方向の情報を用いてレチクルとウエハとの位置合わ
せを行うことによって、高精度な位置合わせを可能と
し、これによって高解像力で、しかも大画面への投影露
光を容易にした走査型露光装置及びそれを用いたデバイ
スの製造方法を達成することができる。
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】本発明を適用した際の計測すべき転写ショット
の選択方法の説明図
の選択方法の説明図
【図３】本発明における実施形態２に関する説明図
【図４】従来の計測すべき転写ショットの選択の説明図
【図５】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図６】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
１ マスク ２ 投影光学系 ３ ウエハ ４ マスクステージ ５ ウエハステージ ６ スリット状露光光束 ７ 観察顕微鏡 ２１ デバイスパターン ２２ パターン転写領域 ４１ マスクマーク ４２ ウエハマーク １０１ マーク検出手段 １０２ 演算処理回路 １０３ 駆動制御手段 ４２１〜４２６ ウエハマーク
Claims (6)
- 【請求項１】 照明系からの照明光束で第１可動ステー
ジに載置した第１物体面上のパターンを照明し、該第１
物体面上のパターンを投影光学系により第２可動ステー
ジに載置し、かつ該第１物体と位置合わせを行った第２
物体面上に該第１可動ステージと該第２可動ステージを
該投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させ
て相対的に走査させながら投影露光する走査型露光装置
において、該第２物体面上のパターン転写領域に既に走
査露光によりパターンが形成されているときには該第１
物体と第２物体との位置合わせを前走査露光方向の情報
を用いて行っていることを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項２】 前記第２物体面上にパターン転写領域が
複数存在するときは、前記第１物体と第２物体との位置
合わせを各パターン転写領域毎に前走査露光方向の情報
を用いて行っていることを特徴とする請求項１の走査型
露光装置。 - 【請求項３】 前記第２物体面上には複数のパターン転
写領域が存在し、該複数のパターン転写領域より選択し
た少なくとも３つのパターン転写領域の前走査露光方向
別の情報を用いて、前記第１物体と第２物体との位置合
わせ情報を補正していることを特徴とする請求項１又は
２の走査型露光装置。 - 【請求項４】 前記１つのパターン転写領域内で複数の
位置情報の検出を行って該パターン転写領域の形状情報
を計測する際に、前走査露光方向別の情報を用いて該パ
ターン転写領域の形状情報に補正を加えて、該形状情報
を用いて前記第１物体と第２物体との位置合わせを行っ
ていることを特徴とする請求項１又は２の走査型露光装
置。 - 【請求項５】 前記パターン転写領域の前走査露光方向
と同じ方向に第１物体面上のパターンを投影露光してい
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の
走査型露光装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の走査
型露光装置を用いて、レチクルとウエハとの位置合わせ
を行った後に、レチクル面上のパターンをウエハ面上に
投影露光し、その後、該ウエハを現像処理工程を介して
デバイスを製造していることを特徴とするデバイス製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29777696A JP3576722B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29777696A JP3576722B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10125589A true JPH10125589A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3576722B2 JP3576722B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=17851038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29777696A Expired - Fee Related JP3576722B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3576722B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7527917B2 (en) | 2004-08-23 | 2009-05-05 | Tdk Corporation | Exposure method and exposure apparatus |
| JP2017167000A (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 東芝メモリ株式会社 | パターン精度検出装置及び加工システム |
| JP2019179926A (ja) * | 2013-07-02 | 2019-10-17 | キヤノン株式会社 | パターン形成方法、リソグラフィ装置、リソグラフィシステムおよび物品製造方法 |
| US11460768B2 (en) | 2013-07-02 | 2022-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Pattern formation method, lithography apparatus, lithography system, and article manufacturing method |
-
1996
- 1996-10-21 JP JP29777696A patent/JP3576722B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7527917B2 (en) | 2004-08-23 | 2009-05-05 | Tdk Corporation | Exposure method and exposure apparatus |
| JP2019179926A (ja) * | 2013-07-02 | 2019-10-17 | キヤノン株式会社 | パターン形成方法、リソグラフィ装置、リソグラフィシステムおよび物品製造方法 |
| US11460768B2 (en) | 2013-07-02 | 2022-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Pattern formation method, lithography apparatus, lithography system, and article manufacturing method |
| JP2017167000A (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 東芝メモリ株式会社 | パターン精度検出装置及び加工システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3576722B2 (ja) | 2004-10-13 |
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