JPH1022190A - Method for correcting alignment error in aligner and aligner using it - Google Patents
Method for correcting alignment error in aligner and aligner using itInfo
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- JPH1022190A JPH1022190A JP16896796A JP16896796A JPH1022190A JP H1022190 A JPH1022190 A JP H1022190A JP 16896796 A JP16896796 A JP 16896796A JP 16896796 A JP16896796 A JP 16896796A JP H1022190 A JPH1022190 A JP H1022190A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスクあるいは
レチクル上に形成されたパターンの像を、感光基板(ウ
エハ)上に投影光学系を介してまたは直接投射して感光
基板を露光することによりパターンを転写する半導体ま
たは液晶製造用露光装置に関するものであり、特に上記
のような露光装置において感光基板を所定の露光位置に
位置合わせするためのアライメントマークの位置補正に
用いて好適なデータ補正方法に関わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for exposing a photosensitive substrate by projecting an image of a pattern formed on a photomask or a reticle onto a photosensitive substrate (wafer) via a projection optical system or directly. The present invention relates to a semiconductor or liquid crystal manufacturing exposure apparatus for transferring a pattern, and particularly to a data correction method suitable for use in position correction of an alignment mark for aligning a photosensitive substrate to a predetermined exposure position in the above-described exposure apparatus. Related to.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子又は薄膜磁気
ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フ
ォトマスク又はレチクル(以下「レチクル」と総称す
る)のパターン像を投影光学系を介して感光材が塗布さ
れたウエハ上の複数のショット領域に投影する投影露光
装置が使用されている。この種の投影露光装置として近
年は、ウエハを2次元的に移動自在なステージ上に載置
し、このステージによりウエハを歩進(ステッピング)
させて、レチクルのパターン像をウエハ上の各ショット
領域に順次露光する動作を繰り返す、所謂ステップ・ア
ンド・リピート方式の露光装置、特に、縮小投影型の露
光装置(ステッパー)もある。2. Description of the Related Art When a semiconductor element, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, or the like is manufactured by a photolithography process, a pattern image of a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a "reticle") is exposed through a projection optical system. 2. Description of the Related Art A projection exposure apparatus that projects onto a plurality of shot areas on a wafer to which a material is applied is used. In recent years, as a projection exposure apparatus of this type, a wafer is mounted on a two-dimensionally movable stage, and the wafer is moved (stepped) by this stage.
There is also a so-called step-and-repeat type exposure apparatus that repeats an operation of sequentially exposing a pattern image of a reticle onto each shot area on a wafer, particularly, a reduction projection type exposure apparatus (stepper).
【0003】例えば半導体素子はウエハ上に多数層の回
路パターンを重ねて形成されるので、2層目以降の回路
パターンをウエハ上に投影露光する際には、ウエハ上に
すでに露光されている回路パターンとこれから露光され
るべきレチクルのパターン像との位置合わせ、即ちウエ
ハとレチクルとの位置合わせ(アライメント)を精確に
行う必要がある。従来のステッパー等におけるウエハの
位置合わせ方法としては、次のようなエンハーンスト・
グローバル・アライメント(以下、「EGA」という)
方式が使用されてきた(例えば特開昭61−44429
号公報参照)。[0003] For example, since a semiconductor element is formed by laminating a large number of circuit patterns on a wafer, when projecting and exposing the circuit patterns of the second and subsequent layers on the wafer, the circuits already exposed on the wafer are exposed. It is necessary to precisely align the pattern with the pattern image of the reticle to be exposed, that is, the alignment (alignment) between the wafer and the reticle. As a conventional method of aligning a wafer in a stepper or the like, the following enhancement method is used.
Global Alignment (hereinafter referred to as "EGA")
(See, for example, JP-A-61-44429).
Reference).
【0004】このEGA方式では、ウエハ上には、ウエ
ハマークと呼ばれる位置合わせ用のマークをそれぞれ含
む複数のショット領域(チップパターン)が形成されて
おり、これらショット領域は、予めウエハ上に設定され
た配列座標に基づいて規則的に配列されている。しかし
ながら、ウエハ上の複数のショット領域の設計上の配列
座標値(ショット配列)に基づいてウエハをステッピン
グさせても、例えばウエハの残存回転誤差、ステージ座
標系(又はショット配列)の直交度誤差、ウエハの線形
伸縮(スケーリング)、ウエハ(中心位置)のオフセッ
ト(平行移動)、などの要因により、ウエハが精確に位
置合わせされるとは限らない。In the EGA system, a plurality of shot areas (chip patterns) each including alignment marks called wafer marks are formed on a wafer, and these shot areas are set in advance on the wafer. Are arranged regularly based on the arranged coordinates. However, even if the wafer is stepped based on the designed arrangement coordinate values (shot arrangement) of a plurality of shot areas on the wafer, for example, the remaining rotation error of the wafer, the orthogonality error of the stage coordinate system (or shot arrangement), Due to factors such as linear expansion and contraction (scaling) of the wafer and offset (parallel movement) of the wafer (center position), the wafer is not always accurately aligned.
【0005】これらの諸誤差量に基づくウエハの座標変
換は6つのパラメータを含む一次変換式で記述できる。
そこで、ウエハマークを含む複数のショット領域が規則
的に配列されたウエハに対し、試料座標系としてのウエ
ハ上の座標系(x,y)の座標値を、静止座標系として
のステージ上の座標系(X,Y)の座標値に変換する一
次変換モデルを、6個の変換パラメータa〜fを用いて
次のように表現することができる。The coordinate transformation of the wafer based on these error amounts can be described by a linear transformation equation including six parameters.
Therefore, for a wafer in which a plurality of shot areas including a wafer mark are regularly arranged, the coordinate value of the coordinate system (x, y) on the wafer as the sample coordinate system is changed to the coordinate on the stage as the stationary coordinate system. The primary conversion model for converting to the coordinate values of the system (X, Y) can be expressed as follows using the six conversion parameters a to f.
【0006】[0006]
【数1】 (Equation 1)
【0007】この変換式における6個の変換パラメータ
a〜fは、例えば最小自乗近似法により求めることがで
きる。この場合、ウエハ上の複数のショット領域(チッ
プパターン)の中から幾つか選び出されたショット領域
(以下、「サンプルショット」という)の各々に付随し
た座標系(x,y)上の設計上の座標がそれぞれ(x
1,y1)、(x2,y2)、・・・・、(xn,y
n)であるウエハマークに対して所定の基準位置への位
置合わせ(アライメント)を行う。そして、そのときの
ステージ上の座標系(X,Y)での座標値(xM1,y
M1)、(xM2,yM2)、・・・・、(xMn,y
Mn)を実測する。[0007] The six conversion parameters a to f in this conversion equation can be determined by, for example, the least squares approximation method. In this case, some of the shot areas (hereinafter, referred to as “sample shots”) selected from a plurality of shot areas (chip patterns) on the wafer are designed on a coordinate system (x, y) associated with each of the shot areas. Coordinates of (x
1, y1), (x2, y2), ..., (xn, y
The position (alignment) of the wafer mark (n) to a predetermined reference position is performed. Then, the coordinate value (xM1, y) in the coordinate system (X, Y) on the stage at that time.
M1), (xM2, yM2),..., (XMn, y
Mn) is actually measured.
【0008】また、選び出されたウエハマークの設計上
の配列座標(xi,yi)(i=1,・・・・,n)を
上述の1次変換モデルに代入して得られる計算上の配列
座標(Xi,Yi)とアライメント時の計測された座標
(xMi,yMi)との差(Δx,Δy)をアライメン
ト誤差と考える。この一方のアライメント誤差Δxは例
えば(Xi−xMi)2 のiに関する和で表され、他方
のアライメント誤差Δyは例えば(Yi−yMi)2 の
iに関する和で表される。In addition, the calculated array coordinates (xi, yi) (i = 1,..., N) of the selected wafer mark are substituted into the above-mentioned first-order conversion model. The difference (Δx, Δy) between the array coordinates (Xi, Yi) and the coordinates (xMi, yMi) measured at the time of alignment is considered as an alignment error. The one alignment error Δx is represented by, for example, the sum of (Xi−xMi) 2 with respect to i, and the other alignment error Δy is represented by, for example, the sum of (Yi−yMi) 2 with respect to i.
【0009】そして、それらアライメント誤差Δx及び
Δyを6個の変換パラメータa〜fで順次偏微分し、そ
の値が0となるような方程式をたてて、それら6個の連
立方程式を解けば6個の変換パラメータa〜fが求めら
れる。これ以降は、変換パラメータa〜fを係数とした
一次変換式を用いて計算した配列座標に基づいて、ウエ
ハの各ショット領域の位置合わせを行うことができる。
あるいは、一次変換式では近似精度が良好でない場合に
は、例えば2次以上の高次式を用いてウエハの位置合わ
せを行うようにしてもよい。Then, the alignment errors .DELTA.x and .DELTA.y are sequentially partially differentiated by six conversion parameters a to f, an equation is set such that the value becomes zero, and the simultaneous equations are solved by six equations. The conversion parameters a to f are obtained. Thereafter, the alignment of each shot area of the wafer can be performed based on the array coordinates calculated using the primary conversion formulas using the conversion parameters a to f as coefficients.
Alternatively, when the approximation accuracy is not good in the linear conversion formula, the wafer may be aligned using, for example, a quadratic or higher-order formula.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
露光装置における重ね合わせ露光時の位置補正の場合に
は、ウエハ上の複数の測定点の位置(前回の露光でウエ
ハ上にすでに形成されているアライメントマーク位置)
を測定し、その測定値と理想値(レチクルにより規定さ
れる次に行うべき露光時の適正位置)の偏差を小さくす
るようにウエハのシフト(横ずれ)、倍率、回転、ウエ
ハ上でのショット領域配列の直交度などをパラメータと
する線形(場合によっては非線形)関数による補正を行
う。この例のように複数の一次元または多次元のデータ
(あるいは測定値)とその理想値に対して、1つまたは
複数のパラメータを含む線形または非線形関数による補
正を行うに際して、補正されたデータと理想値の偏差を
小さくするパラメータを求める問題において、最小自乗
法がしばしば用いられる。特に露光装置における重ね合
わせ露光時の位置補正においても、最小自乗法は主要な
手段として用いられてきた。As described above, as described above,
In the case of position correction at the time of overlay exposure in the exposure apparatus, positions of a plurality of measurement points on the wafer (alignment mark positions already formed on the wafer in the previous exposure)
Is measured, and the shift (lateral shift), magnification, rotation, and shot area on the wafer are set so as to reduce the deviation between the measured value and an ideal value (an appropriate position at the time of exposure to be performed next specified by the reticle). Correction is performed using a linear (or nonlinear in some cases) function using the orthogonality of the array as a parameter. When correcting a plurality of one-dimensional or multi-dimensional data (or measured values) and its ideal value by a linear or non-linear function including one or more parameters as in this example, the corrected data In the problem of finding a parameter that reduces the deviation from the ideal value, the least squares method is often used. In particular, the least square method has been used as a main means also in position correction at the time of overlay exposure in an exposure apparatus.
【0011】しかしながら、最小自乗法は補正されたデ
ータと理想値との偏差(誤差)の標準偏差を最小とする
ための最適解を求める手法である。従って最小自乗法を
用いてパラメータを求めた場合、偏差はいわば平均的に
は小さくなりはするが、一つあるいは少数のデータにお
いて大きな偏差が残るということもあり得る。なぜなら
最小自乗法は標準偏差を最小にする手法あるので、大き
な偏差を持つデータが少数あっても、他の大多数のデー
タの偏差が小さければ、それらの小さな偏差によって大
きな偏差がいわば吸収されてしまうからである。However, the least squares method is a method for finding an optimal solution for minimizing the standard deviation of the deviation (error) between the corrected data and the ideal value. Therefore, when the parameters are obtained by using the least squares method, the deviation may be small on average, but a large deviation may remain in one or a small number of data. Because the least squares method is a method that minimizes the standard deviation, even if there is a small number of data with a large deviation, if the deviation of the majority of other data is small, the large deviation is absorbed by those small deviations It is because.
【0012】ところが例えば半導体や表示装置用の液晶
の製造用の露光装置における重ね合わせ等においては、
大きな偏差を持つ点が一つでもあると、製品自体が不良
品になってしまう。言い換えると半導体デバイス、液晶
デバイスにおいては全体としての偏差の平均的な大きさ
よりも偏差の最大値が製品性能に対して支配的である。
この例のように最小自乗法のように平均的な偏差(この
場合標準偏差)を最小にすることが必ずしも産業上の最
適解とはならない場合がある。However, for example, in superposition in an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal for a semiconductor or a display device, etc.
If there is at least one point having a large deviation, the product itself becomes defective. In other words, in semiconductor devices and liquid crystal devices, the maximum value of the deviation is more dominant in the product performance than the average magnitude of the deviation as a whole.
As in this example, minimizing the average deviation (in this case, the standard deviation) like the least square method may not always be an industrially optimum solution.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明はデータ補正計算
を行う際に、全ての偏差の絶対値の最大値を最小とする
補正を行う方法を提供し、これを露光装置・測定器に適
用するものである。このように複数のデータの偏差の最
大値を最小にする補正関数を求めることは一部の這行法
では可能ではある。しかし這行法ではデータおよびパラ
メータの数、想定する写像式によって算出方法を変更す
る必要があり複雑になるという問題、また収束に時間が
かかるので特に装置のスループットに影響を与える基板
のアライメント等に用いるには不適切であるという問
題、更にパラメータの数の多い多次元問題ではデータが
適正化される方向を見い出すことが困難であり、最適解
に遠いところで収束する場合があるという問題などがあ
り適切な方法ではない。また解析的でないので自動演算
が難しいという難点がある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for performing a correction for minimizing the maximum value of the absolute values of all deviations when performing a data correction calculation, and applies this method to an exposure apparatus and a measuring instrument. Is what you do. As described above, it is possible with some crawling methods to find a correction function that minimizes the maximum value of the deviation of a plurality of data. However, in the crawling method, it is necessary to change the calculation method depending on the number of data and parameters and the assumed mapping formula, which complicates the problem. In addition, since convergence takes time, it is particularly useful for alignment of a substrate which affects the throughput of the apparatus. The problem is that it is inappropriate for use, and it is difficult to find the direction in which the data is optimized in a multidimensional problem with a large number of parameters, and there is a problem that it may converge far from the optimal solution. Not the right way. In addition, there is a problem that automatic calculation is difficult because it is not analytical.
【0014】そこで本発明は以下のような方法を用い
る。すなわち複数の一次元または多次元のデータを測定
・計測等により取得し、そのデータの値の理想値に対
し、データを1つまたは複数のパラメータを含む線形ま
たは非線形関数により補正し、補正されたデータと理想
値の偏差を小さくするパラメータを求める問題におい
て、重み付きの最小自乗法を利用しパラメータを求めた
後にそのパラメータによって得られる偏差が最大となる
データの重みを大きくし、再度重み付きの最小自乗法を
行うことを繰り返すことで全ての補正データ・理想値間
の偏差の絶対値の最大値を最小に抑えることを自動計算
で行うものとした。Therefore, the present invention uses the following method. That is, a plurality of one-dimensional or multi-dimensional data is obtained by measurement / measurement, and the data is corrected to an ideal value of the data by a linear or non-linear function including one or more parameters. In the problem of finding a parameter that reduces the deviation between the data and the ideal value, after obtaining the parameter using the weighted least squares method, the weight of the data that maximizes the deviation obtained by that parameter is increased, and the weighting is performed again. By repeating the least squares method, the maximum value of the absolute value of the deviation between all the correction data and the ideal value is minimized by automatic calculation.
【0015】あるいは、複数の一次元または多次元のデ
ータを、1つまたは複数のパラメータによる線形または
非線形関数で近似(フィッティング)する問題に関して
も同方法が利用できる。Alternatively, the same method can be used for a problem of approximating (fitting) a plurality of one-dimensional or multidimensional data with a linear or non-linear function using one or more parameters.
【0016】具体的な式を使い近似の例で説明する。
今、N対のデータ(Xi,yi)があるとし、f(x)
=ax+bの一次式でこれを近似する場合を想定する。An example of approximation will be described using a specific equation.
Now, assuming that there are N pairs of data (Xi, yi), f (x)
= Ax + b is assumed to be approximated by a linear expression.
【0017】重み付き最小自乗法では評価関数と呼ばれ
る関数を、In the weighted least squares method, a function called an evaluation function is represented by
【数2】 とおいて、(Equation 2) And then
【数3】 を満足するa,bすなわち、(Equation 3) A, b that satisfies
【数4】 を求めることになる。ここでwi は各点にかかる重みで
ある。なお、通常の最小自乗法はすべてのwi が1とな
る特殊な場合と考えればよい。(Equation 4) Will be required. Here w i is a weighting according to each point. It should be noted that the ordinary least squares method, all of w i may be considered a special case to be a 1.
【0018】さて、本発明の方法はここで計算処理を終
了せずに以下の継続処理を行う。まず上記で得られたパ
ラメータa,bを用い、各データの偏差(近似誤差)、 △yi=|f(xi)−yi| を求め、このうち最大のものを捜す。次に最大の偏差を
持つ点にかかる重みを Wi ← Wi+△Wi の様に加算する。Δwi は各点ごとに定数としても良
い。Now, the method of the present invention performs the following continuation processing without terminating the calculation processing. First using the parameters a, b obtained above, the deviation of each data (approximation error), △ y i = | f (x i) -y i | seek, of searching for the largest ones. Next, add the weight applied to the points with a maximum of deviation as of W i ← W i + △ W i. [Delta] w i may be a constant for each point.
【0019】このあと再度重み付き最小自乗法を繰り返
していく。このように、逐次最大偏差を持つ点の重みを
大きくするという重み付き最小自乗法を繰り返すことで
最大偏差が徐々に小さくなっていく。Thereafter, the weighted least squares method is repeated. As described above, the maximum deviation gradually decreases by repeating the weighted least squares method of sequentially increasing the weight of the point having the maximum deviation.
【0020】計算回数と最大偏差の関係を図1に示す。
計算を繰り返すうちに最大偏差の低減が鈍くなる。ここ
で計算の収束を判断し、繰り返しを中止する。収束の状
態は2種類考えられ、これを基準に繰り返し計算の中止
を判定する。1つは、特定回数連続で最大偏差が大きく
変化しない場合(図1(a))、もう一つは特定回数連
続で最大偏差が歴代最小の最大偏差値より大きい場合
(図1(b))である。FIG. 1 shows the relationship between the number of calculations and the maximum deviation.
As the calculation is repeated, the reduction of the maximum deviation becomes slow. Here, the convergence of the calculation is determined, and the repetition is stopped. There are two possible convergence states, and based on this, it is determined that the calculation should be repeatedly stopped. One is when the maximum deviation does not change significantly for a specified number of consecutive times (FIG. 1 (a)), and the other is when the maximum deviation is larger than the smallest maximum deviation value for all consecutive times (FIG. 1 (b)). It is.
【0021】なお、最大偏差が歴代最小の最大偏差値よ
り大きいか小さいかの判断にはあらかじめ決めた量の許
容誤差帯を設けて判断するのが好ましい。すなわちいっ
たん歴代最小の最大偏差値Δymin を得ることができた
ならば、〔Δymin−ε、Δymin +ε〕の許容誤差帯
を設定する(εは許容誤差)。以降最大偏差を算出する
たびに、この許容帯より上方にあれば大きい、下方にあ
れば小さい、許容帯の中にあれば同等という様に結果を
3種類に判断する。It is preferable to determine whether the maximum deviation is larger or smaller than the smallest maximum deviation value by setting a predetermined amount of allowable error band. That is, once the smallest maximum deviation value Δy min can be obtained, an allowable error band of [Δy min −ε, Δy min + ε] is set (ε is an allowable error). Thereafter, each time the maximum deviation is calculated, the result is determined to be of three types, such as larger if it is above the allowable band, small if it is below, and equal if it is within the allowable band.
【0022】あらかじめ決めた回数連続的に「同等」で
ある、またはあらかじめ決めた回数連続的に「同等」ま
たは「大きい」状態となったならばこれ以上有意義な数
値の改良は望めないと判断して計算を打ち切る。そして
歴代で最小の最大偏差を得る重みを最終結果として採用
する。以上に説明した本発明の方法をフローチャートと
して図2に示す。If the state is "equivalent" continuously for a predetermined number of times or "equal" or "large" continuously for a predetermined number of times, it is determined that further significant improvement of the numerical value cannot be expected. To terminate the calculation. Then, the weight that obtains the smallest maximum deviation in each generation is adopted as the final result. The method of the present invention described above is shown as a flowchart in FIG.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】本発明により、特に半導体製造装
置製品の仕様のなかで標準偏差ではなく最大値、最小
値、最大値−最小値でその特性を規定されるものの性能
を向上できる。特に半導体または液晶用露光装置におけ
る重ね合わせの際のアライメント時に行われるパラメー
タの算出計算に利用できる。According to the present invention, it is possible to improve the performance of a semiconductor manufacturing equipment product whose characteristics are defined not by standard deviation but by a maximum value, a minimum value, and a maximum value-minimum value. In particular, it can be used for calculating and calculating parameters performed at the time of alignment at the time of superposition in a semiconductor or liquid crystal exposure apparatus.
【0024】この計算とは重ね合わせ露光の際に目標デ
バイス上にすでに形成されている複数のアライメントマ
ークを測定した後にこの測定結果を用いて重ね合わせ露
光すべきパターンの座標補正パラメータを求めることで
ある。これらパラメータとはx,y両方向のシフト、
x,y両方向の倍率、パターン配列の回転、配列の直交
度などがある。2次元座標x,yに対しての各パラメー
タの作用は、This calculation is performed by measuring a plurality of alignment marks already formed on the target device at the time of overlay exposure, and then using this measurement result to obtain a coordinate correction parameter of a pattern to be overlay exposed. is there. These parameters are x and y shifts,
There are magnifications in both the x and y directions, rotation of the pattern arrangement, orthogonality of the arrangement, and the like. The effect of each parameter on the two-dimensional coordinates x, y is
【数5】 で表すことができる。ここでξ,ηはx,yシフト、γ
x,γyはx,y倍率、θはパターン配列の回転、φは配
列の直交度である。また、x,yは各マークの理想値に
対する測定された偏差、X,Yはマークの設定された座
標位置、x′,y′はパラメータを作用させた後の残留
の座標偏差である。x,y,X,Yはマークの数だけ存
在する。(Equation 5) Can be represented by Where ξ and η are x, y shifts, γ
x, the gamma y x, the rotation of the y magnification, theta pattern sequence, phi is the orthogonality of the array. Further, x and y are measured deviations of each mark from ideal values, X and Y are set coordinate positions of the marks, and x 'and y' are residual coordinate deviations after applying a parameter. x, y, X and Y exist as many as the number of marks.
【0025】すべてのx,yに対し本発明で得られるパ
ラメータを求めることができれば、今までの方法に比
べ、|x′|,|y′|の最大値を小さくすることがで
きる。この式の場合、評価関数は、 S=Σ(Wx′2+Vy′2) となる。w;vはそれぞれx;y座標にかかる重みであ
る。プロセスによってはx;y両軸のうち片軸の品質が
より重要となる場合があり、この様な場合では重要な軸
の重みを高めに設定しても良い。x;yの重要性が同等
であるならばw=vとして計算を進める。If the parameters obtained by the present invention can be obtained for all x and y, the maximum values of | x '| and | y' | can be reduced as compared with the conventional methods. In this case, the evaluation function is S = Σ (Wx ′ 2 + Vy ′ 2 ). w and v are weights applied to the x and y coordinates, respectively. Depending on the process, the quality of one of the x and y axes may be more important. In such a case, the weight of the important axis may be set higher. If the importance of x; y is equal, the calculation proceeds with w = v.
【0026】半導体や液晶デバイスの製造では、重ね合
わせ時の誤差が重要な性能要因であることは勿論である
が、その中には他点の重ね合わせ誤差がそこそこであっ
ても1点でも大きな誤差があれば全体としての性能が不
良となるデバイス種類がある。この種のデバイスでは従
来のような最小自乗法を利用した方法では不良率が高
い、製品性能が低いという欠点があった。これに対し本
方法を利用すればこの様な欠点を低減することができ、
良品率の向上、製品性能の向上が期待できる。In the manufacture of semiconductors and liquid crystal devices, it is a matter of course that an error at the time of superposition is an important performance factor. If there is an error, there are device types whose overall performance is poor. This type of device has the drawback that the conventional method using the least squares method has a high defect rate and low product performance. In contrast, using this method can reduce such disadvantages.
It can be expected to improve the non-defective rate and product performance.
【0027】補正の方法による補正と従来の方法による
補正との違いの実際を説明する。まず、簡単な例として
x,y方向のシフトのみを補正する場合を説明する。
今、デバイス上のパターンが図3(a)の左側の様に点
線で描かれた一部に歪みをもつ格子で形成されていると
する。アライメントの際はこれら格子点のいくつかの点
の位置を測定する。従来の最小自乗法でこの測定結果か
らパラメータを求めた上でパターンを重ね合わせ露光す
ると図3(b)の様になる。デバイスの右上にあるパタ
ーンの歪み以外の点ではよく重ね合わせされている反面
歪みのある場所では重ね合わせの誤差が大きいことがわ
かる。これに対し本発明の方法で重ね合わせ座標を求め
た場合図3(c)の様になる。図3(b)では大きかっ
た右上部分の誤差が低減されている。The actual difference between the correction by the correction method and the correction by the conventional method will be described. First, as a simple example, a case where only shifts in the x and y directions are corrected will be described.
Now, it is assumed that the pattern on the device is formed by a lattice having a partly distorted portion drawn by a dotted line as shown on the left side of FIG. At the time of alignment, the positions of some of these lattice points are measured. When parameters are obtained from the measurement results by the conventional least square method and the patterns are superposed and exposed, the result is as shown in FIG. It can be seen that the superposition error is large in places where there is distortion while points other than the pattern distortion at the upper right of the device are well overlapped. On the other hand, when the superimposed coordinates are obtained by the method of the present invention, the result is as shown in FIG. The error in the upper right portion, which was large in FIG. 3B, has been reduced.
【0028】半導体・液晶デバイスにおいてはデバイス
内の最大のずれが製品性能に対し支配的である場合が多
く、このような場合に本発明の方法は的確な補正方法を
提供できる。In a semiconductor / liquid crystal device, the maximum deviation in the device is often dominant in product performance, and in such a case, the method of the present invention can provide an accurate correction method.
【0029】[0029]
【実施例】以下に本発明の実施例としての半導体または
液晶製造用の露光装置を説明する。図5は実施例の装置
を概略的に説明する図である。該装置は装置内に設置さ
れたレチクル(フォトマスク)4上のパターンを投影光
学系5を介してステージ8上に載置された感光基板(ウ
エハ)7上に投影し露光する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor or a liquid crystal as an embodiment of the present invention will be described below. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the apparatus of the embodiment. The apparatus projects and exposes a pattern on a reticle (photomask) 4 installed in the apparatus onto a photosensitive substrate (wafer) 7 mounted on a stage 8 via a projection optical system 5.
【0030】ステージ8は制御部11の制御に従って駆
動部10により基板7の投影光学系の光軸に垂直な面内
で互いに垂直なX方向、Y方向に移動可能である。ステ
ージの移動量あるいは位置はX方向、Y方向に対してそ
れぞれ設けられた干渉計9(一方のみ図示している)に
よって例えば0.01μm程度の分解能で常時計測され
る。干渉計9は装置本体に対して固定されており装置内
での絶対座標系であるステージ座標系を構成する。The stage 8 can be moved by the drive unit 10 in the X and Y directions perpendicular to each other in the plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system of the substrate 7 under the control of the control unit 11. The movement amount or position of the stage is constantly measured at a resolution of, for example, about 0.01 μm by interferometers 9 (only one is shown) provided in the X direction and the Y direction. The interferometer 9 is fixed to the apparatus main body and forms a stage coordinate system which is an absolute coordinate system in the apparatus.
【0031】例として図5に示したレチクル4上には2
つのレチクルアライメントマーク4a、4bが形成されて
いる。露光装置はレチクルアライメント光学系1a、1b
を備えており、これらによりレチクルアライメントマー
ク4a、4bをそれぞれ観測してレチクルを所定位置に位
置合わせする。レチクルアライメント光学系1a、1bは
それぞれアライメントセンサ2a、2bおよび対物レンズ
3a、3bを有する。レチクルアライメント光学系1a、
1bは装置本体に対して(言い換えると投影光学系の光
軸に対して)所定位置に固定されているのでレチクル4
のレチクルアライメントマーク4a、4bがそれぞれレチ
クルアライメント光学系1a、1bの観測点と一致するよ
うにレチクル4を設置することで、レチクルが所定の位
置に位置合わせされる。レチクルアライメント光学系の
構成、およびそれを用いた位置合わせの方法には種々の
ものがあるが、それぞれ公知であるので詳細な説明は省
略し、以上に略述するに留める。As an example, the reticle 4 shown in FIG.
One reticle alignment mark 4a, 4b is formed. The exposure apparatus is a reticle alignment optical system 1a, 1b
These are used to observe the reticle alignment marks 4a and 4b, respectively, and align the reticle at a predetermined position. The reticle alignment optical systems 1a and 1b have alignment sensors 2a and 2b and objective lenses 3a and 3b, respectively. Reticle alignment optical system 1a,
1b is fixed at a predetermined position with respect to the apparatus main body (in other words, with respect to the optical axis of the projection optical system).
By setting the reticle 4 so that the reticle alignment marks 4a and 4b of the reticle coincide with the observation points of the reticle alignment optical systems 1a and 1b, respectively, the reticle is positioned at a predetermined position. There are various configurations of the reticle alignment optical system and various methods of positioning using the reticle alignment optical system. Since each of them is publicly known, a detailed description thereof will be omitted, and only a brief description will be given above.
【0032】露光装置は基板アライメント光学系6a、
6bを備えておりこれによりステージ8上に載置された
基板のアライメントを行う。具体的には基板アライメン
ト光学系6a、6bの観測位置に基板上に半導体あるいは
液晶の回路パターンとともにすでに形成されているアラ
イメントマークを一致させるようステージ8を動かし、
その際の干渉計9の計測値によりアライメントマークの
ステージ座標系における測定座標位置が得られる。なお
レチクルアライメント光学系と同様に基板アライメント
光学系の構成も様々な公知の方法があるが、ここでは説
明は省略する。The exposure apparatus includes a substrate alignment optical system 6a,
6b for aligning the substrate mounted on the stage 8. More specifically, the stage 8 is moved so that the observation mark of the substrate alignment optical systems 6a and 6b coincides with the alignment mark already formed together with the semiconductor or liquid crystal circuit pattern on the substrate,
The measured coordinate position of the alignment mark in the stage coordinate system is obtained from the measured value of the interferometer 9 at that time. There are various known methods for the configuration of the substrate alignment optical system as in the case of the reticle alignment optical system, but the description is omitted here.
【0033】得られた測定座標位置は露光装置に設けら
れたメモリに格納される。メモリに格納された該測定座
標位置データを用いて、同じく露光装置に設けられたマ
イクロコンピュータなどのデジタルプロセッサにより本
発明の方式に従った補正パラメータの演算を行い、該演
算により得られたパラメータに従って、ステージ8を移
動させる。例えば基板のシフトに関しては得られたX, Y
シフトのパラメータに従ってステージをX方向、Y方向
にシフトさせる。倍率の補正はレンズ内部の空圧を変化
させるなどの方法でレンズ倍率を調整する。その他それ
ぞれのパラメータに従った位置補正を行い、その後補正
された位置において重ね合わせ露光が行われる。The obtained measurement coordinate position is stored in a memory provided in the exposure apparatus. Using the measured coordinate position data stored in the memory, a correction parameter according to the method of the present invention is calculated by a digital processor such as a microcomputer also provided in the exposure apparatus, and according to the parameter obtained by the calculation. Then, the stage 8 is moved. For example, for the substrate shift, the obtained X, Y
The stage is shifted in the X and Y directions according to the shift parameter. To correct the magnification, the lens magnification is adjusted by a method such as changing the air pressure inside the lens. Other position corrections are performed according to the respective parameters, and then the overlapped exposure is performed at the corrected positions.
【0034】以下において、基板上にxy2方向に位置
測定できるアライメントマーク4つが配置されている場
合に本発明の補正方式を適用したシミュレーションの一
例を示す。In the following, an example of a simulation to which the correction method of the present invention is applied when four alignment marks capable of measuring positions in the xy2 directions are arranged on a substrate will be described.
【0035】おのおののマークの設計上の座標位置とそ
れに対するマークの測定位置の誤差は次の表1の通りと
する。The error between the designed coordinate position of each mark and the measured position of the mark relative to it is as shown in Table 1 below.
【表1】 [Table 1]
【0036】ここで補正前の測定された位置において最
大偏差は4番目のマークのX座標の誤差量1.2000
μmである。Here, the maximum deviation at the measured position before the correction is the error amount 1.2,000 of the X coordinate of the fourth mark.
μm.
【0037】ここでは補正パラメータをx,yシフト
ξ、ηおよび回転θの3つとして計算実施した。この場
合位置補正の変換式は次のようになる。Here, the calculation was performed with three correction parameters of x, y shift ξ, η and rotation θ. In this case, the conversion equation for position correction is as follows.
【数6】 評価関数は前述の通り S=Σ(Wx′2+Vy′2) である。(Equation 6) The evaluation function is S = 関 数 (Wx ′ 2 + Vy ′ 2 ) as described above.
【0038】下の表2が計算実施の途中経過を含んだ結
果である。計算回数は本発明の方式により行った繰り返
し計算の数である。これが0のときは元々のマークのズ
レ量を表している。また、1のときは各位置誤差の重み
w, vをすべて等しくした従来の最小自乗法に従って計算
している。2回目以降は前回の計算で最大偏差を示した
データの重みを大きくして計算する。表2のように本方
法を使いさらに計算回数を重ねていくに従って徐々に最
大のズレ量が低下していった。Table 2 below shows the results including the progress of the calculation. The number of calculations is the number of repeated calculations performed according to the method of the present invention. When this is 0, it represents the original amount of deviation of the mark. When 1, the weight of each position error
Calculation is performed according to the conventional least squares method where w and v are all equal. From the second time onward, the calculation is performed by increasing the weight of the data showing the maximum deviation in the previous calculation. As shown in Table 2, the maximum deviation amount gradually decreased as the number of calculations was further increased using this method.
【0039】最終的には最小自乗法の解が0.4250
[μm]であるのに対し、本方法では0.3576[μ
m]まで補正することができる。Finally, the least squares solution is 0.4250
[Μm], whereas the method uses 0.3576 [μm].
m].
【表2】 以上のような本発明の方法により、例えば4つのアライ
メントマークの位置ずれが図4(a)の4つのベクトルで
表されているごときものであるとき、本実施例のように
して求めたx,yシフトおよび回転のパラメータに従って
図4(b)の点線で描いた位置まで基板を動かすことによ
り偏差の最大値を図のように低減することができる。[Table 2] According to the method of the present invention as described above, for example, when the displacements of the four alignment marks are as represented by the four vectors in FIG. By moving the substrate to the position drawn by the dotted line in FIG. 4B according to the parameters of the y shift and rotation, the maximum value of the deviation can be reduced as shown in the figure.
【0040】なお、同様にこれをプロセスの補正として
考えても同様の効果がある。すなわち、すでに一度重ね
合わせ露光が終了した基板のパターンの重ね合わせ状態
が測定されているとする。表1をそのパターンの位置、
及び重ね合わせられるパターンに対する重ね合わせパタ
ーンのズレ量というように見なせば、この例をプロセス
改良のためのパラメータ算出に関して使用できる。つま
り一度試験露光を行った後に適正なパラメータをパター
ンの重なり状態の測定から求めて実際の本露光にはその
補正値を作用させることでより的確な補正値を求めると
いう方法である。It is to be noted that a similar effect can be obtained by considering this as a process correction. That is, it is assumed that the state of superposition of the pattern of the substrate on which the superposition exposure has already been completed has already been measured. Table 1 shows the position of the pattern,
This example can be used for calculating a parameter for improving a process, assuming that the shift amount of a superimposed pattern with respect to a pattern to be superimposed. In other words, after the test exposure is performed once, an appropriate parameter is obtained from the measurement of the overlapping state of the patterns, and a more accurate correction value is obtained by applying the correction value to the actual main exposure.
【0041】以上の実施例の露光装置では位置測定を露
光装置自体を用いて行っているが、別途測定装置を用い
ても良い。またこのときの補正計算も本実施例では露光
装置自体のプロセッサで行っているが、上記別途の測定
装置または更に他の計算機でおこなっても良い。In the exposure apparatus of the above embodiment, the position measurement is performed using the exposure apparatus itself, but a separate measurement apparatus may be used. In this embodiment, the correction calculation at this time is performed by the processor of the exposure apparatus itself. However, the correction calculation may be performed by the above-described separate measuring apparatus or another computer.
【0042】また、この計算方法をレチクル側の位置合
わせに適用することも可能である。一般にレチクルのア
ライメントはレチクル上に形成される2点以上のアライ
メントマークを装置上のアライメントセンサに位置合わ
せを行うことでなされている。This calculation method can also be applied to alignment on the reticle side. Generally, alignment of a reticle is performed by aligning two or more alignment marks formed on the reticle with an alignment sensor on the apparatus.
【0043】例えば図5の様なアライメントマーク、お
よび図5のレチクルアライメントセンサ1a、1bを持つ
装置の場合でアライメントが行われそれぞれの点でx・
yの誤差をもってアライメントが終了したとする。この
場合にx・yシフト、倍率、回転(ξ、η、γ、θ)の
補正を施せは、x・yの誤差は、下記式x′・y′とな
る。For example, in the case of an apparatus having an alignment mark as shown in FIG. 5 and reticle alignment sensors 1a and 1b as shown in FIG. 5, alignment is performed and x ·
Assume that the alignment is completed with an error of y. In this case, if the correction of the xy shift, the magnification, and the rotation (ξ, η, γ, θ) is performed, the error of the xy becomes the following equation x ′ · y ′.
【数7】 このときの適正な各パラメータ(ξ、η、γ、θ)は、 S=Σ(Wx′2+Vy′2) を評価関数として本方式にのっとり算出すればよい。(Equation 7) Appropriate parameters (ξ, η, γ, θ) at this time may be calculated according to this method using S = Σ (Wx ′ 2 + Vy ′ 2 ) as an evaluation function.
【0044】さらに液晶デバイスでは画面継ぎ、画面継
ぎ部での隣接するパターンの重ね合わせ差が重要なファ
クタとなるが、本方法の適応が可能である。Further, in a liquid crystal device, a screen splicing and a superposition difference of adjacent patterns at a screen splicing portion are important factors, but the method can be applied.
【0045】露光装置自体の装置製造工程(すなわち装
置の調整、検査工程)、および半導体や液晶製造工程に
おけるプロセス技術においても本方法を適応することが
可能である。The present method can be applied to the apparatus manufacturing process of the exposure apparatus itself (that is, the adjustment and inspection steps of the apparatus) and the process technology in the semiconductor or liquid crystal manufacturing process.
【0046】実際の装置調整工程においては装置の微調
整というべき工程がある。これは例えば露光装置の重ね
合わせ精度、レンズのディストーション、画面継ぎ精度
などが重要な装置性能であり、それぞれが規格値を満た
すように調整されていなければならない。このために機
械的又は電気的な調整が必要であるが最終段階において
は装置ごとに固有の誤差が残存することになる。この残
存誤差、いわば装置の癖、を取り除くために装置に対す
る調整量を求めて記録するという方法がとられる。In the actual device adjustment process, there is a process that should be referred to as fine adjustment of the device. This is an important apparatus performance in which, for example, the overlay accuracy of the exposure apparatus, lens distortion, screen splicing accuracy, etc., must be adjusted so as to satisfy the standard values. For this purpose, mechanical or electrical adjustment is required, but in the final stage, an error peculiar to each device remains. In order to eliminate the residual error, that is, the habit of the apparatus, a method of obtaining and recording an adjustment amount for the apparatus is used.
【0047】すなわち例えば重ね合わせの検査を行った
場合に上記ξ・η・γx・γy・θ・φの一定の誤差が起
こるとした場合、これらの量を装置に記録し、露光する
際にはこれら量を調整して露光座標を求めるようにする
のが合理的である。That is, for example, when it is assumed that a certain error of ξ · η · γ x · γ y · θ · φ occurs when an overlay inspection is performed, these amounts are recorded in an apparatus and exposed. It is reasonable to adjust these amounts to determine the exposure coordinates.
【0048】調整値は装置の制御装置(コンピュータな
ど)に記録されていればよい。この調整値の算出の際に
従来技術の最小自乗法を用いれば、標準偏差を最小とす
る最適化調整が可能となる。The adjustment value may be recorded in a control device (computer or the like) of the apparatus. If the least-squares method of the related art is used in calculating the adjustment value, optimization adjustment that minimizes the standard deviation can be performed.
【0049】一方装置精度の規格の中には標準偏差では
なく最大値・最小値で規定されているものがあり、この
ような規格の場合は最小自乗法の解は必ずしも最適解と
はなり得ない。本方法を使用すればこの様な場合にも最
適解が得られることが可能であり、装置製造工程におい
ては装置精度調整を合理化することが可能であり、装置
を使用した半導体などの製造工程においてより厳密に調
整された装置を使用できるというそれぞれ利点がある。On the other hand, some of the standards for the device accuracy are specified not by the standard deviation but by the maximum value and the minimum value. In such a standard, the solution of the least square method may not always be the optimum solution. Absent. By using this method, it is possible to obtain an optimal solution even in such a case, it is possible to rationalize the accuracy of the device in the device manufacturing process, and in the process of manufacturing a semiconductor using the device. Each has the advantage that a more tightly tuned device can be used.
【0050】また、半導体製造工程においてはさらに本
方法を利用し、生産工程の改善を実施することが可能で
ある。生産工程では前述の装置の残存誤差と同様な露光
装置装置要因ではない残存誤差が存在する。例えば露光
工程以外の工程では基板を高温処理する工程があり、基
板の熱膨張の影響が残る場合がある。このような誤差要
因によって露光工程において前述の重ね合わせ精度など
の精度に問題が生ずる場合がある。In the semiconductor manufacturing process, the present method can be further used to improve the production process. In the production process, there is a residual error which is not a factor of the exposure apparatus similar to the residual error of the above-described apparatus. For example, in steps other than the exposure step, there is a step of processing the substrate at a high temperature, and the influence of thermal expansion of the substrate may remain. Such an error factor may cause a problem in accuracy such as the above-described overlay accuracy in the exposure process.
【0051】この場合も前述の露光装置の調整作業と同
様の手法でプロセスの適正調整を行なうことが可能であ
る。すなわち、前述の調整が装置個体の調整であったの
に対し、ここでいう調整とはプロセスの調整、つまり半
導体などの生産プロセス個々に対する露光装置の調整で
ある。In this case, the process can be properly adjusted in the same manner as the above-described adjustment of the exposure apparatus. That is, while the above-described adjustment is an adjustment of the individual apparatus, the adjustment here is an adjustment of a process, that is, an adjustment of an exposure apparatus for each production process of a semiconductor or the like.
【0052】前述方法と同様、これら調整値を算出し装
置内部にプロセスごとの調整値として記録しておけばプ
ロセスの改善が可能となる。この場合にも本方法を適応
すればプロセスの適性度を高めることが可能となり半導
体などの性能の向上および良品率の向上に対し有益に作
用する。As in the above-described method, if these adjustment values are calculated and recorded in the apparatus as adjustment values for each process, the process can be improved. Also in this case, if the present method is applied, the suitability of the process can be increased, which is beneficial for improving the performance of semiconductors and the like and improving the yield rate.
【0053】上記で説明した装置調整方法又はプロセス
調整方法に関しては前述基板アライメントの場合のxシ
フト・yシフト・x倍率・y倍率・基板回転・配列直交
度の調整の他、マスクのxシフト・yシフト・倍率・マ
スク回転の調整にも適用可能である。Regarding the apparatus adjustment method or the process adjustment method described above, in addition to the adjustment of x shift, y shift, x magnification, y magnification, substrate rotation, array orthogonality in the case of the substrate alignment, the x shift of the mask, The present invention is also applicable to adjustment of y shift, magnification, and mask rotation.
【0054】なお、装置調整工程においてはアライメン
ト関連の調整工程のみならず、機械的・電気的な調整に
関しても応用可能である。たとえば、装置の投影レンズ
のディストーションの規格は一般的に「最大」で規定さ
れており、この規格に適合すべく調整がなされる。In the apparatus adjustment process, not only the alignment-related adjustment process but also mechanical and electrical adjustment can be applied. For example, the distortion standard of the projection lens of the device is generally specified as "maximum", and adjustments are made to conform to this standard.
【0055】投影レンズ内の複数の光学レンズ間の距離
・傾き、を微調整すればディストーションの特性が変化
することを利用してディストーション調整が行われる。
現状のディストーションのデータおよび光学レンズ間の
距離・傾きの変化に対するディストーションの変化量の
関係を元に微調整すべきレンズ間の距離・傾きを求める
ことができる。現状では最小自乗法による算出が一般的
である。この場合にも、本方法を使用すればより適正な
微調整量をもとめることが可能であり、結果として調整
の合理化を図ることが可能である。Distortion adjustment is performed by making use of the fact that if the distance / inclination between the plurality of optical lenses in the projection lens is finely adjusted, the characteristic of distortion changes.
The distance and inclination between lenses to be fine-tuned can be obtained based on the current distortion data and the relationship between the amount of change in distortion and the change in distance and inclination between optical lenses. At present, calculation by the least squares method is common. Also in this case, if the present method is used, a more appropriate fine adjustment amount can be obtained, and as a result, adjustment can be rationalized.
【0056】このほかにも、複数のデータからより適正
なパラメータを求めるという算出をする問題である限
り、本発明の方法は広く利用可能である。In addition, the method of the present invention can be widely used as long as the problem is to calculate a more appropriate parameter from a plurality of data.
【0057】[0057]
【発明の効果】半導体・液晶デバイスにおいてはデバイ
ス内の最大のずれが製品性能に対し支配的である場合が
多く、このような場合に本発明の方法は的確な補正方法
を提供できる。即ち通常の最小自乗法に較べ、より的確
な補正方法を提供するため、製品の性能を向上させるこ
とができる。また歩留りの向上にも貢献する。In the semiconductor / liquid crystal device, the maximum deviation in the device is often dominant in the product performance, and in such a case, the method of the present invention can provide an accurate correction method. That is, the performance of the product can be improved in order to provide a more accurate correction method than the ordinary least square method. It also contributes to improving yield.
【図1】(a)、(b)はそれぞれ本方法による最適化の収束
の様子の例を示すグラフである。FIGS. 1A and 1B are graphs showing examples of convergence of optimization by the present method.
【図2】本発明の計算方法のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a calculation method according to the present invention.
【図3】本方法と従来方法による結果の差の一例を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a difference between a result obtained by the present method and a result obtained by a conventional method.
【図4】重ね合わせの位置ずれ補正の一例を示す説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of position shift correction for superposition.
【図5】本発明の実施例の露光装置の構成を概略的に示
す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図6】図5の実施例の装置に用いられるレチクルの一
例を示す図である。6 is a diagram showing an example of a reticle used in the apparatus of the embodiment in FIG.
1a, 1b:レチクルアライメント光学系 2a, 2b:アライメントセンサ 3a, 3b:対物レンズ 4:レチクル 5:投影光学系 6a, 6b:基板アライメント光学系 7:基板 8:ステージ 9:干渉計 10:駆動部 11:制御部 1a, 1b: reticle alignment optical system 2a, 2b: alignment sensor 3a, 3b: objective lens 4: reticle 5: projection optical system 6a, 6b: substrate alignment optical system 7: substrate 8: stage 9: interferometer 10: drive unit 11: Control unit
Claims (12)
定の座標系における該測定された複数のアライメントマ
ークの座標位置のデータを取得し、得られた複数のデー
タを、該データを補正する少なくとも1つの補正パラメ
ータを含む関数により変換することにより補正された位
置座標データを求め、前記補正された複数の座標位置デ
ータとそれぞれの設計上の座標位置との偏差のうちの最
大の偏差が略最小となるように前記補正パラメータを決
定することを特徴とする基板の位置合わせ誤差補正方
法。1. A method for measuring the positions of a plurality of marks on a substrate to obtain data of the measured coordinate positions of the plurality of alignment marks in a predetermined coordinate system, and correcting the obtained plurality of data for the data. The corrected position coordinate data is obtained by performing conversion using a function including at least one correction parameter, and a maximum deviation among deviations between the plurality of corrected coordinate position data and the respective designed coordinate positions is determined. A method of correcting a substrate alignment error, wherein the correction parameter is determined so as to be substantially minimum.
て、重み付き最小自乗法により補正パラメータを求め、
求めた補正パラメータによって計算した補正座標位置デ
ータと前記設計上の座標位置との偏差が最大となるデー
タの重みを大きくし、再度重み付き最小自乗法を行うこ
とを繰り返すことにより漸近的に前記最大偏差を略最小
にすることを特徴とする請求項1に記載の基板の位置合
わせ誤差補正方法。2. When determining the correction parameter, a correction parameter is obtained by a weighted least squares method.
The weight of the data in which the deviation between the corrected coordinate position data calculated by the obtained correction parameter and the designed coordinate position is maximized is increased, and the weighted least squares method is repeated to asymptotically increase the maximum. 2. The method according to claim 1, wherein the deviation is substantially minimized.
差の最小値の所定許容幅を設定し、前記重み付き最小自
乗法を行って得た補正データと前記設計上の座標位置の
最大偏差を求めたたびごとに、そのときの最大偏差と歴
代最小の最大偏差とを比較し、そのときの最大偏差が歴
代最小の最大偏差に対する前記所定許容幅に入るか、ま
たはそのときの最大偏差が歴代最小の最大偏差より大き
くなることが所定回数連続した場合に最大偏差が略最小
に達したと判断して補正パラメータを確定することを特
徴とする基板の位置合わせ誤差補正方法。3. The method according to claim 2, wherein a predetermined allowable range of the minimum value of the maximum deviation is set, and the maximum deviation between the correction data obtained by performing the weighted least squares method and the designed coordinate position. Each time is obtained, the maximum deviation at that time is compared with the maximum deviation of the historical minimum, and the maximum deviation at that time falls within the predetermined allowable range with respect to the maximum deviation of the historical minimum, or the maximum deviation at that time is A method of correcting a positioning error of a substrate, comprising determining that a maximum deviation has substantially reached a minimum when a larger number of consecutive deviations than a maximum deviation of the successive generations has become larger than a predetermined number of times, and determining a correction parameter.
ターンを感光基板上に露光転写する半導体または液晶製
造用の露光装置における重ね合わせ露光時に適用される
方法であり、前記基板は感光基板であり、前記アライメ
ントマークは基板上にすでに露光されているパターンに
付随するアライメントマークであることを特徴とする請
求項1項乃至3項のいずれかに記載の基板の位置合わせ
誤差補正方法。4. The method according to claim 1, wherein the correction method is applied at the time of overlay exposure in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor or a liquid crystal for exposing and transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate. 4. The method according to claim 1, wherein the alignment mark is an alignment mark accompanying a pattern already exposed on the substrate.
れ、回転、マスク上のパターンを基板上に投影する際の
倍率、または基板上でのパターン配列の直交度の少なく
とも一つに関わることを特徴とする請求項4に記載の基
板の位置合わせ誤差補正方法。5. The method according to claim 1, wherein the correction parameter is related to at least one of a lateral shift of the substrate position, a rotation, a magnification when projecting the pattern on the mask onto the substrate, and an orthogonality of the pattern arrangement on the substrate. 5. The method according to claim 4, wherein the positioning error is corrected.
によりマスクに形成されたパターンを該基板上に転写す
る半導体または液晶表示デバイス製造用の露光装置であ
って、 基板上にすでに露光されているパターンに付随する複数
のアライメントマークの装置内の所定の座標系における
座標位置を検出して座標位置データを取得する座標位置
検出手段と、 得られた複数のデータを、該データを補正する一つまた
は複数の補正パラメータを含む関数により変換すること
により該座標位置データを補正する手段であって、前記
補正された複数の座標位置データとそれぞれの設計上の
座標位置との偏差のうちの最大の偏差が略最小となるよ
うに前記補正パラメータを決定する座標位置データ補正
手段と、 該決定された補正パラメータを用いて、前記基板にすで
に形成されているパターンに対して前記マスクに形成さ
れたパターンを重ね合わせ露光する際の基板位置の補正
を行う基板位置制御手段と、を有することを特徴とする
露光装置。6. An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor or a liquid crystal display device for transferring a pattern formed on a mask by exposing a photosensitive substrate through the mask, wherein the exposure apparatus has already been exposed on the substrate. A coordinate position detecting means for detecting coordinate positions of a plurality of alignment marks associated with the pattern in a predetermined coordinate system in the apparatus and obtaining coordinate position data; and a method for correcting the plurality of obtained data by correcting the data. Means for correcting the coordinate position data by converting the coordinate position data by a function including one or more correction parameters, wherein a maximum deviation among deviations between the corrected plurality of coordinate position data and respective designed coordinate positions. Coordinate position data correcting means for determining the correction parameter so that the deviation of the correction parameter is substantially minimized, and using the determined correction parameter, An exposure apparatus comprising: substrate position control means for correcting a substrate position when a pattern formed on a mask is overlaid on a pattern already formed on a substrate for exposure.
パラメータを決定するに際して、重み付き最小自乗法に
より補正パラメータを求め、求めた補正パラメータによ
って計算した補正座標位置データと前記設計上の座標位
置との偏差が最大となるデータの重みを大きくし、再度
重み付き最小自乗法を行うことを繰り返すことにより漸
近的に前記最大偏差を略最小にすることを特徴とする請
求項6に記載の露光装置。7. The coordinate position data correcting means obtains a correction parameter by a weighted least squares method when determining the correction parameter, and calculates the corrected coordinate position data calculated based on the obtained correction parameter and the designed coordinate position. 7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein the maximum deviation is substantially asymptotically reduced by increasing the weight of the data having the maximum deviation and repeating the weighted least squares method again. .
パラメータを決定するに際して、最大偏差の最小値の所
定許容幅を設定し、前記重み付き最小自乗法を行って得
た補正データと前記設計上の座標位置の最大偏差を求め
たたびごとに、そのときの最大偏差と歴代最小の最大偏
差とを比較し、そのときの最大偏差が歴代最小の最大偏
差に対する前記所定許容幅に入るか、またはそのときの
最大偏差が歴代最小の最大偏差より大きくなることが所
定回数連続した場合に最大偏差が略最小に達したと判断
して補正パラメータを確定することを特徴とする請求項
7に記載の露光装置。8. The coordinate position data correction means sets a predetermined allowable width of a minimum value of a maximum deviation when determining the correction parameter, and calculates the correction data obtained by performing the weighted least squares method and the design data. Each time the maximum deviation of the coordinate position is obtained, the maximum deviation at that time is compared with the maximum deviation of the past, and the maximum deviation at that time falls within the predetermined allowable range for the maximum deviation of the past, or The method according to claim 7, wherein when the maximum deviation at that time becomes larger than the minimum deviation of the successive generations for a predetermined number of times, it is determined that the maximum deviation has substantially reached the minimum, and the correction parameter is determined. Exposure equipment.
れ、回転、マスク上のパターンを基板上に投影する際の
倍率、または基板上でのパターン配列の直交度の少なく
との一つに関わることを特徴とする請求項6に記載の露
光装置。9. The method according to claim 1, wherein the correction parameter is related to at least one of a lateral shift of the substrate position, a rotation, a magnification at the time of projecting the pattern on the mask onto the substrate, and an orthogonality of the pattern arrangement on the substrate. The exposure apparatus according to claim 6, wherein
を調整する方法であって、該複数の量の測定データを取
得し、該複数の量を調整する調整パラメータを含む関数
により前記取得した複数のデータを変換して複数の補正
データを得、該補正データのそれぞれとと前記複数の量
のそれぞれの理想値との偏差のうちの最大の偏差が略最
小となるように前記調整パラメータを決定し、該決定さ
れた調整パラメータに基づいて装置の調整を行うことを
特徴とする露光装置の調整方法。10. A method for adjusting a plurality of amounts related to the operation accuracy of an exposure apparatus, wherein the measurement data of the plurality of amounts is acquired, and the acquired data is obtained by a function including an adjustment parameter for adjusting the plurality of amounts. A plurality of correction data is obtained by converting a plurality of data, and the adjustment parameter is set so that a maximum deviation among deviations of each of the correction data and respective ideal values of the plurality of amounts is substantially minimum. A method for adjusting an exposure apparatus, comprising: determining an adjustment based on the determined adjustment parameter.
重み付き最小自乗法によりパラメータを求め、求めたパ
ラメータによって計算した前記複数の補正データとその
各理想値との偏差が最大となるデータの重みを大きく
し、再度重み付き最小自乗法を行うことを繰り返すこと
により漸近的に前記最大偏差を略最小にすることを特徴
とする請求項10に記載の露光装置の調整方法。11. When determining the parameter,
Obtain a parameter by a weighted least squares method, increase the weight of the data in which the deviation between the plurality of correction data calculated by the obtained parameter and its ideal value is the largest, and perform the weighted least squares method again. 11. The method according to claim 10, wherein the maximum deviation is asymptotically minimized by repeating the process.
複数の一次元または多次元のデータを、一つまたは複数
のパラメータを含む線形または非線形の変換関数により
変換した補正データをデジタルプロセッサにより計算す
ることにより、複数の該補正データとそれぞれのデータ
の理想値との偏差のうち最大のものを最小にするパラメ
ータを求める方法において、前記補正データを求めるに
あたって、重み付きの最小自乗法を利用してパラメータ
を求め、そのパラメータによって得られる補正データの
それぞれの理想値との偏差算出し、該偏差が最大となる
データの重みを大きくして再度重み付き最小自乗法を行
うことを繰り返すことによりすべての補正データとそれ
ぞれの理想値との偏差の最大値を略最小とするように前
記パラメータを決定することを特徴とするデータ補正方
法。12. A digital processor calculates correction data obtained by converting a plurality of one-dimensional or multidimensional data obtained by measurement and stored in a memory by a linear or non-linear conversion function including one or more parameters. By this, in the method of obtaining a parameter that minimizes the maximum of the deviation between the plurality of correction data and the ideal value of each data, in obtaining the correction data, using a weighted least squares method By calculating the parameters, calculating the deviation from the respective ideal values of the correction data obtained by the parameters, increasing the weight of the data with the maximum deviation, and repeating the weighted least squares method again, Determine the parameters so that the maximum value of the deviation between the correction data and each ideal value is substantially minimized A data correction method.
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