JPH10335225A - 投影露光装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
投影露光装置および半導体装置の製造方法Info
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- JPH10335225A JPH10335225A JP9144352A JP14435297A JPH10335225A JP H10335225 A JPH10335225 A JP H10335225A JP 9144352 A JP9144352 A JP 9144352A JP 14435297 A JP14435297 A JP 14435297A JP H10335225 A JPH10335225 A JP H10335225A
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- 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
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- 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
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の投影露光装置を用いる半導体装置の製
造時において、本段ショット歪みによるショット歪みを
補正することで、露光装置の台数制約を無くし、生産の
高スループットを実現することのできる投影露光装置お
よび半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 アライメントセンサ１によって下地ショ
ット歪みを測定し、これを処理部４にて、記憶装置３に
予め記憶された複数の本段ショット歪みと比較して、最
適な本段ショットを選択する。上記選択結果に基づい
て、駆動制御部５がモータ６を回転駆動し、投影レンズ
７とレチクル９との間の相対角度を変化させ、露光を行
う。
造時において、本段ショット歪みによるショット歪みを
補正することで、露光装置の台数制約を無くし、生産の
高スループットを実現することのできる投影露光装置お
よび半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 アライメントセンサ１によって下地ショ
ット歪みを測定し、これを処理部４にて、記憶装置３に
予め記憶された複数の本段ショット歪みと比較して、最
適な本段ショットを選択する。上記選択結果に基づい
て、駆動制御部５がモータ６を回転駆動し、投影レンズ
７とレチクル９との間の相対角度を変化させ、露光を行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のフォ
トリソグラフィ工程において用いられる投影露光装置
と、該投影露光装置を用いた半導体装置の製造方法に関
し、特に、量産時におけるスループットの低下を招くこ
となく、高アライメント精度を達成できる投影露光装置
および半導体装置の製造方法に関するものである。
トリソグラフィ工程において用いられる投影露光装置
と、該投影露光装置を用いた半導体装置の製造方法に関
し、特に、量産時におけるスループットの低下を招くこ
となく、高アライメント精度を達成できる投影露光装置
および半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高密度化に伴い、該
半導体装置には極めて微細なパターンが形成される。し
かしながら、このような極微細パターンを直接フォトマ
スクに形成するのは困難であるため、実際に半導体装置
上に形成されるパターンよりも大きなパターンが形成さ
れたフォトマスクを用い、該フォトマスクとウェーハと
の間に投影レンズを配置し、フォトマスクのパターンを
ウェーハ上に縮小投影する投影露光装置が用いられてい
る。
半導体装置には極めて微細なパターンが形成される。し
かしながら、このような極微細パターンを直接フォトマ
スクに形成するのは困難であるため、実際に半導体装置
上に形成されるパターンよりも大きなパターンが形成さ
れたフォトマスクを用い、該フォトマスクとウェーハと
の間に投影レンズを配置し、フォトマスクのパターンを
ウェーハ上に縮小投影する投影露光装置が用いられてい
る。
【０００３】上記のような投影露光装置は、フォトマス
クとウェーハとを密着させて露光するコンタクト露光装
置に比べ、パターンの微細化の点では有利であるが、ウ
ェーハ上に既存するパターンと、次工程で形成するパタ
ーンとを、最適の相対位置関係にする操作（即ち、アラ
イメント）を行うための技術が重要となる。
クとウェーハとを密着させて露光するコンタクト露光装
置に比べ、パターンの微細化の点では有利であるが、ウ
ェーハ上に既存するパターンと、次工程で形成するパタ
ーンとを、最適の相対位置関係にする操作（即ち、アラ
イメント）を行うための技術が重要となる。
【０００４】従来の投影露光装置において行われるアラ
イメントは、以下に述べる（１）ないし（３）の工程に
大別される。 （１） ウェーハローダのプリアライメント部でプリア
ライメントを行う。上記プリアライメントでは、例え
ば、オリエンテーションフラットによるウェーハの位置
合わせが行われる。 （２） プリアライメント後、ウェーハをウェーハステ
ージにローディングしてオートフォーカスを行った後、
グローバルアライメントマークを用いて、ウェーハステ
ージ上でのウェーハのＸおよびＹ座標を決定する。 （３） 次に、ステップ・アンド・リピート露光を行う
ためのファインアライメントを行う。
イメントは、以下に述べる（１）ないし（３）の工程に
大別される。 （１） ウェーハローダのプリアライメント部でプリア
ライメントを行う。上記プリアライメントでは、例え
ば、オリエンテーションフラットによるウェーハの位置
合わせが行われる。 （２） プリアライメント後、ウェーハをウェーハステ
ージにローディングしてオートフォーカスを行った後、
グローバルアライメントマークを用いて、ウェーハステ
ージ上でのウェーハのＸおよびＹ座標を決定する。 （３） 次に、ステップ・アンド・リピート露光を行う
ためのファインアライメントを行う。
【０００５】さらに、上記（３）の工程では、以下の
（ａ）ないし（ｆ）の工程によって各補正値が計測され
る。 （ａ）ウェーハのスケーリング補正値を計測する。すな
わち、ウェーハ上に既存するパターンが形成されている
領域（以下、下地ショットと称する）の伸縮量を計測す
る。 （ｂ）ウェーハの直交度補正値を計測する。すなわち、
ウェーハのオリエンテーションフラットに対する垂直方
向および平行方向からのズレ量を計測する。 （ｃ）ウェーハのローテーション補正値（ウェーハの回
転量）を計測する。 （ｄ）ウェーハのＸおよびＹ方向オフセット値を計測す
る。すなわち、下地ショットに対するウェーハのＸおよ
びＹ方向のズレ量を計測する。 （ｅ）ショットのスケーリング補正値を計測する。すな
わち、ウェーハ上に新たに形成されるパターン領域（シ
ョット）の伸縮量を計測する。 （ｆ）ショットのローテーション補正値を計測する。す
なわち、下地ショットに対するショットの回転量を計測
する。
（ａ）ないし（ｆ）の工程によって各補正値が計測され
る。 （ａ）ウェーハのスケーリング補正値を計測する。すな
わち、ウェーハ上に既存するパターンが形成されている
領域（以下、下地ショットと称する）の伸縮量を計測す
る。 （ｂ）ウェーハの直交度補正値を計測する。すなわち、
ウェーハのオリエンテーションフラットに対する垂直方
向および平行方向からのズレ量を計測する。 （ｃ）ウェーハのローテーション補正値（ウェーハの回
転量）を計測する。 （ｄ）ウェーハのＸおよびＹ方向オフセット値を計測す
る。すなわち、下地ショットに対するウェーハのＸおよ
びＹ方向のズレ量を計測する。 （ｅ）ショットのスケーリング補正値を計測する。すな
わち、ウェーハ上に新たに形成されるパターン領域（シ
ョット）の伸縮量を計測する。 （ｆ）ショットのローテーション補正値を計測する。す
なわち、下地ショットに対するショットの回転量を計測
する。
【０００６】上記（ａ）ないし（ｆ）により計測された
各補正値に基づいて、ウェーハの露光位置が決定され、
スケーリング補正（図１６参照）、ローテーション補正
（図１７参照）、およびオフセット補正によるアライメ
ントが行われる。
各補正値に基づいて、ウェーハの露光位置が決定され、
スケーリング補正（図１６参照）、ローテーション補正
（図１７参照）、およびオフセット補正によるアライメ
ントが行われる。
【０００７】しかしながら、投影露光装置においてはレ
チクルに形成されたパターンを投影レンズを通してウェ
ーハに露光するため、上記のズレ（スケーリング、ロー
テーション、およびオフセットのズレ）以外に、投影レ
ンズのレンズディストーションによるショット歪みが発
生する。すなわち、投影レンズの収差等の影響によっ
て、ウェーハに投影されるショット形状に歪みが発生す
る。このショット歪みは、上記従来のアライメント方式
では補正することができない。
チクルに形成されたパターンを投影レンズを通してウェ
ーハに露光するため、上記のズレ（スケーリング、ロー
テーション、およびオフセットのズレ）以外に、投影レ
ンズのレンズディストーションによるショット歪みが発
生する。すなわち、投影レンズの収差等の影響によっ
て、ウェーハに投影されるショット形状に歪みが発生す
る。このショット歪みは、上記従来のアライメント方式
では補正することができない。
【０００８】上記のレンズディストーションは、使用さ
れる投影レンズに固有のものであり、下地ショットと、
該下地ショット上に新たに形成されるショット（以下、
本段ショットと称する）とが、同一の投影露光装置を用
いて露光される場合には、レンズディストーションは一
定であり、ショット歪みの発生状態も一定であるので、
何ら問題はない。しかしながら、半導体装置の量産時等
で生産の高スループットを図るため、連続して行われる
露光工程の各工程において、異なる投影露光装置を用い
るような場合には、図１６および図１７に示すように、
上記ショット歪みの影響が顕著となり、該ショット歪み
によるアライメントズレを軽減させる必要がある。
れる投影レンズに固有のものであり、下地ショットと、
該下地ショット上に新たに形成されるショット（以下、
本段ショットと称する）とが、同一の投影露光装置を用
いて露光される場合には、レンズディストーションは一
定であり、ショット歪みの発生状態も一定であるので、
何ら問題はない。しかしながら、半導体装置の量産時等
で生産の高スループットを図るため、連続して行われる
露光工程の各工程において、異なる投影露光装置を用い
るような場合には、図１６および図１７に示すように、
上記ショット歪みの影響が顕著となり、該ショット歪み
によるアライメントズレを軽減させる必要がある。
【０００９】そこで、従来は、複数の投影露光装置を用
いる場合には、各投影露光装置に使用されている投影レ
ンズのレンズディストーションを前もって測定し、レン
ズディストーションの類似した投影露光装置同士のみを
組み合わせて（グルーピング）使用している。
いる場合には、各投影露光装置に使用されている投影レ
ンズのレンズディストーションを前もって測定し、レン
ズディストーションの類似した投影露光装置同士のみを
組み合わせて（グルーピング）使用している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成では、レンズディストーションによるショット歪み
を軽減するために、投影露光装置のグルーピングを行っ
ているので、半導体装置の量産時において使用可能な露
光装置台数に制約が生じ、生産の高スループットを達成
する上で障害となるという問題が生じる。
構成では、レンズディストーションによるショット歪み
を軽減するために、投影露光装置のグルーピングを行っ
ているので、半導体装置の量産時において使用可能な露
光装置台数に制約が生じ、生産の高スループットを達成
する上で障害となるという問題が生じる。
【００１１】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、複数の投影露光装置を用
いる半導体装置の製造時において、レンズディストーシ
ョンによるショット歪みを補正することで、露光装置の
台数制約を無くし、生産の高スループットを実現するこ
とのできる投影露光装置および半導体装置の製造方法を
提供することにある。
なされたもので、その目的は、複数の投影露光装置を用
いる半導体装置の製造時において、レンズディストーシ
ョンによるショット歪みを補正することで、露光装置の
台数制約を無くし、生産の高スループットを実現するこ
とのできる投影露光装置および半導体装置の製造方法を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の投影露光装置
は、下地ショットの形成されているウェーハ上に、レチ
クルに形成されているパターンを、投影レンズを介して
露光するものであり、上記の課題を解決するために、上
記ウェーハ上の下地ショットのショット歪みを検出する
下地ショット歪み検出手段と、予め、上記レチクルと投
影レンズとの相対角度を変化させながら複数測定される
ショット歪みを記憶する記憶手段と、上記下地ショット
歪み検出手段により検出される下地ショットのショット
歪みと、上記記憶手段に記憶される各ショット歪みとを
比較し、該下地ショットのショット歪みと最も差の少な
いショット歪みを選択する比較選択手段と、上記比較選
択手段によって選択されたショット歪みと、下地ショッ
トのショット歪みとの間の回転成分を算出する回転成分
算出手段と、上記回転成分算出手段によって算出された
回転成分に基づいて、投影レンズを回転させるか、また
はレチクルおよびウェーハを回転駆動させる駆動手段と
を備えていることを特徴としている。
は、下地ショットの形成されているウェーハ上に、レチ
クルに形成されているパターンを、投影レンズを介して
露光するものであり、上記の課題を解決するために、上
記ウェーハ上の下地ショットのショット歪みを検出する
下地ショット歪み検出手段と、予め、上記レチクルと投
影レンズとの相対角度を変化させながら複数測定される
ショット歪みを記憶する記憶手段と、上記下地ショット
歪み検出手段により検出される下地ショットのショット
歪みと、上記記憶手段に記憶される各ショット歪みとを
比較し、該下地ショットのショット歪みと最も差の少な
いショット歪みを選択する比較選択手段と、上記比較選
択手段によって選択されたショット歪みと、下地ショッ
トのショット歪みとの間の回転成分を算出する回転成分
算出手段と、上記回転成分算出手段によって算出された
回転成分に基づいて、投影レンズを回転させるか、また
はレチクルおよびウェーハを回転駆動させる駆動手段と
を備えていることを特徴としている。
【００１３】上記の構成により、下地ショットのショッ
ト歪みが下地ショット歪み検出手段とによって検出され
る。上記下地ショットのショット歪みは、比較選択手段
によて、記憶手段に記憶される各ショット歪みと比較さ
れ、該下地ショットのショット歪みと最も差の少ないシ
ョット歪みが選択される。上記比較選択手段によってシ
ョット歪みが選択されると、下地ショットのショット歪
みとの間の回転成分が回転成分算出手段により算出され
る。上記駆動手段が、上記回転成分に基づいて、投影レ
ンズを回転させるか、またはレチクルおよびウェーハを
回転駆動させる。
ト歪みが下地ショット歪み検出手段とによって検出され
る。上記下地ショットのショット歪みは、比較選択手段
によて、記憶手段に記憶される各ショット歪みと比較さ
れ、該下地ショットのショット歪みと最も差の少ないシ
ョット歪みが選択される。上記比較選択手段によってシ
ョット歪みが選択されると、下地ショットのショット歪
みとの間の回転成分が回転成分算出手段により算出され
る。上記駆動手段が、上記回転成分に基づいて、投影レ
ンズを回転させるか、またはレチクルおよびウェーハを
回転駆動させる。
【００１４】これにより、上記投影露光装置では、下地
ショットと、本投影露光装置によってその上に形成され
るショットとの間のアライメントズレを補正することが
できるので、レンズディストーションの相似した投影露
光装置を組み合わせるグルーピングが不要となる。この
ため、露光装置の台数制約を無くし、生産の高スループ
ットを実現することができる。
ショットと、本投影露光装置によってその上に形成され
るショットとの間のアライメントズレを補正することが
できるので、レンズディストーションの相似した投影露
光装置を組み合わせるグルーピングが不要となる。この
ため、露光装置の台数制約を無くし、生産の高スループ
ットを実現することができる。
【００１５】請求項２の半導体装置の製造方法は、複数
の投影露光装置を用いて、異なる露光工程を別々の投影
露光装置で行う方法であり、上記の課題を解決するため
に、前工程で用いられる第１の投影露光装置によって、
ウェーハ上に既に形成されている下地ショットと、該投
影露光装置とは別の第２の投影露光装置によってウェー
ハ上に新たに転写されるショットとのアライメント時の
工程が、上記下地ショットのアライメントズレ量を測定
する第１のステップと、上記第１のステップで測定され
た下地ショットのアライメントズレ量と、記憶手段に予
め記憶されており、レチクルと投影レンズとの相対角度
を変化させながら、複数測定された第２の投影露光装置
の投影レンズによって生じるショット歪みとを比較し、
該アライメントズレ量との差が最も小さいショット歪み
を選択する第２のステップと、上記第２のステップの選
択結果に基づき、上記下地ショットと新たに転写される
ショットとが適切に重ね合わさるように、レチクルと投
影レンズとの間の相対角度を変化させる第３のステップ
とを有することを特徴としている。
の投影露光装置を用いて、異なる露光工程を別々の投影
露光装置で行う方法であり、上記の課題を解決するため
に、前工程で用いられる第１の投影露光装置によって、
ウェーハ上に既に形成されている下地ショットと、該投
影露光装置とは別の第２の投影露光装置によってウェー
ハ上に新たに転写されるショットとのアライメント時の
工程が、上記下地ショットのアライメントズレ量を測定
する第１のステップと、上記第１のステップで測定され
た下地ショットのアライメントズレ量と、記憶手段に予
め記憶されており、レチクルと投影レンズとの相対角度
を変化させながら、複数測定された第２の投影露光装置
の投影レンズによって生じるショット歪みとを比較し、
該アライメントズレ量との差が最も小さいショット歪み
を選択する第２のステップと、上記第２のステップの選
択結果に基づき、上記下地ショットと新たに転写される
ショットとが適切に重ね合わさるように、レチクルと投
影レンズとの間の相対角度を変化させる第３のステップ
とを有することを特徴としている。
【００１６】上記の構成により、先ず、第１のステップ
で下地ショットのアライメントズレ量が測定される。続
いて、第２のステップで、下地ショットのアライメント
ズレ量と、第２の投影露光装置の投影レンズによって生
じるショット歪みとが比較され、該アライメントズレ量
との差が最も小さいショット歪みが選択される。上記第
２の投影露光装置の投影レンズによって生じるショット
歪みは、レチクルと投影レンズとの相対角度によって異
なるものであり、該相対角度を変化させながら複数回測
定され、測定されたショット歪みは、記憶手段に記憶さ
れている。そして、第３のステップで、下地ショットと
新たに転写されるショットとが適切に重ね合わさるよう
に、レチクルと投影レンズとの間の相対角度を変化させ
られる。
で下地ショットのアライメントズレ量が測定される。続
いて、第２のステップで、下地ショットのアライメント
ズレ量と、第２の投影露光装置の投影レンズによって生
じるショット歪みとが比較され、該アライメントズレ量
との差が最も小さいショット歪みが選択される。上記第
２の投影露光装置の投影レンズによって生じるショット
歪みは、レチクルと投影レンズとの相対角度によって異
なるものであり、該相対角度を変化させながら複数回測
定され、測定されたショット歪みは、記憶手段に記憶さ
れている。そして、第３のステップで、下地ショットと
新たに転写されるショットとが適切に重ね合わさるよう
に、レチクルと投影レンズとの間の相対角度を変化させ
られる。
【００１７】これにより、複数の投影露光装置を用いる
半導体装置の製造時において、レンズディストーション
によるショット歪みを補正することができるので、レン
ズディストーションの相似した投影露光装置を組み合わ
せるグルーピングが不要となる。このため、露光装置の
台数制約を無くし、生産の高スループットを実現するこ
とができる。
半導体装置の製造時において、レンズディストーション
によるショット歪みを補正することができるので、レン
ズディストーションの相似した投影露光装置を組み合わ
せるグルーピングが不要となる。このため、露光装置の
台数制約を無くし、生産の高スループットを実現するこ
とができる。
【００１８】請求項３の半導体装置の製造方法は、請求
項２の構成に加えて、上記第１のステップで測定される
アライメントズレ量と、記憶手段に記憶される各ショッ
ト歪みとが、レチクルパターンに対してショット歪みを
生じない理想格子の各頂点を基準とした座標で表されて
おり、上記第２のステップで、上記アライメントズレ量
と各ショット歪みとの上記座標が、理想格子に対する傾
きを補正した後に、上記座標の比較によってアライメン
トズレ量と各ショット歪みとの比較が行われることを特
徴としている。
項２の構成に加えて、上記第１のステップで測定される
アライメントズレ量と、記憶手段に記憶される各ショッ
ト歪みとが、レチクルパターンに対してショット歪みを
生じない理想格子の各頂点を基準とした座標で表されて
おり、上記第２のステップで、上記アライメントズレ量
と各ショット歪みとの上記座標が、理想格子に対する傾
きを補正した後に、上記座標の比較によってアライメン
トズレ量と各ショット歪みとの比較が行われることを特
徴としている。
【００１９】上記の構成により、アライメントズレ量と
各ショット歪みとは、理想格子を基準として座標によっ
て比較されるが、アライメントズレ量と比較されるショ
ット歪みとが理想格子に対して異なる角度で傾きを有し
ている場合においても、理想格子に対する上記傾きを補
正した後に、アライメントズレ量と各ショット歪みとの
比較が行われるため、適切なショット歪みの選択が可能
となる。
各ショット歪みとは、理想格子を基準として座標によっ
て比較されるが、アライメントズレ量と比較されるショ
ット歪みとが理想格子に対して異なる角度で傾きを有し
ている場合においても、理想格子に対する上記傾きを補
正した後に、アライメントズレ量と各ショット歪みとの
比較が行われるため、適切なショット歪みの選択が可能
となる。
【００２０】請求項４の半導体装置の製造方法は、請求
項２または３の構成に加えて、上記第１のステップで測
定されるアライメントズレ量と、記憶手段に記憶される
各ショット歪みとが、レチクルパターンに対してショッ
ト歪みを生じない理想格子の各頂点を基準とした座標で
表されており、上記第２のステップで、上記アライメン
トズレ量と各ショット歪みとの上記座標が、理想格子に
対するオフセットのズレを補正した後に、上記座標の比
較によってアライメントズレ量と各ショット歪みとの比
較が行われることを特徴としている。
項２または３の構成に加えて、上記第１のステップで測
定されるアライメントズレ量と、記憶手段に記憶される
各ショット歪みとが、レチクルパターンに対してショッ
ト歪みを生じない理想格子の各頂点を基準とした座標で
表されており、上記第２のステップで、上記アライメン
トズレ量と各ショット歪みとの上記座標が、理想格子に
対するオフセットのズレを補正した後に、上記座標の比
較によってアライメントズレ量と各ショット歪みとの比
較が行われることを特徴としている。
【００２１】上記の構成により、アライメントズレ量と
各ショット歪みとは、理想格子を基準として座標によっ
て比較されるが、アライメントズレ量と比較されるショ
ット歪みとが理想格子に対してオフセットのズレを有し
ている場合においても、理想格子に対する上記ズレを補
正した後に、アライメントズレ量と各ショット歪みとの
比較が行われるため、適切なショット歪みの選択が可能
となる。
各ショット歪みとは、理想格子を基準として座標によっ
て比較されるが、アライメントズレ量と比較されるショ
ット歪みとが理想格子に対してオフセットのズレを有し
ている場合においても、理想格子に対する上記ズレを補
正した後に、アライメントズレ量と各ショット歪みとの
比較が行われるため、適切なショット歪みの選択が可能
となる。
【００２２】請求項５の半導体装置の製造方法は、請求
項２ないし４の何れかの構成に加えて、上記第１のステ
ップで測定されるアライメントズレ量と、記憶手段に記
憶される各ショット歪みとが、レチクルパターンに対し
てショット歪みを生じない理想格子の各頂点を基準とし
た座標で表されており、上記第２のステップで、上記ア
ライメントズレ量と各ショット歪みとの上記座標が、理
想格子に対する倍率の差を補正した後に、上記座標の比
較によってアライメントズレ量と各ショット歪みとの比
較が行われることを特徴としている。
項２ないし４の何れかの構成に加えて、上記第１のステ
ップで測定されるアライメントズレ量と、記憶手段に記
憶される各ショット歪みとが、レチクルパターンに対し
てショット歪みを生じない理想格子の各頂点を基準とし
た座標で表されており、上記第２のステップで、上記ア
ライメントズレ量と各ショット歪みとの上記座標が、理
想格子に対する倍率の差を補正した後に、上記座標の比
較によってアライメントズレ量と各ショット歪みとの比
較が行われることを特徴としている。
【００２３】上記の構成により、アライメントズレ量と
各ショット歪みとは、理想格子を基準として座標によっ
て比較されるが、アライメントズレ量と比較されるショ
ット歪みとが理想格子に対して異なる倍率を有している
場合においても、理想格子に対する上記倍率を補正した
後に、アライメントズレ量と各ショット歪みとの比較が
行われるため、適切なショット歪みの選択が可能とな
る。
各ショット歪みとは、理想格子を基準として座標によっ
て比較されるが、アライメントズレ量と比較されるショ
ット歪みとが理想格子に対して異なる倍率を有している
場合においても、理想格子に対する上記倍率を補正した
後に、アライメントズレ量と各ショット歪みとの比較が
行われるため、適切なショット歪みの選択が可能とな
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図１５に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
１ないし図１５に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
【００２５】本実施の形態に係る投影露光装置として
は、ステップ式投影露光装置（以下、ステッパと称す
る）が用いられる。上記ステッパは、図１に示すよう
に、アライメントセンサ１、ショット歪み算出部２、記
憶装置３、処理部４、および駆動制御部５等を有してい
る。さらに、上記投影露光装置は、モータ６…、投影レ
ンズ７およびステージ８等も有している。
は、ステップ式投影露光装置（以下、ステッパと称す
る）が用いられる。上記ステッパは、図１に示すよう
に、アライメントセンサ１、ショット歪み算出部２、記
憶装置３、処理部４、および駆動制御部５等を有してい
る。さらに、上記投影露光装置は、モータ６…、投影レ
ンズ７およびステージ８等も有している。
【００２６】尚、請求項に記載の下地ショット歪み検出
手段は、アライメントセンサ１およびショット歪み算出
部２により構成され、駆動手段は駆動制御部５およびモ
ータ６…により構成される。また、記憶装置３は記憶手
段に相当し、処理部４は比較選択手段および回転成分算
出手段に相当する。
手段は、アライメントセンサ１およびショット歪み算出
部２により構成され、駆動手段は駆動制御部５およびモ
ータ６…により構成される。また、記憶装置３は記憶手
段に相当し、処理部４は比較選択手段および回転成分算
出手段に相当する。
【００２７】上記アライメントセンサ１は、前工程にお
いてウェーハ上に形成された下地ショットのアライメン
トマーク（図３参照）の位置関係を計測する。上記アラ
イメントセンサ１によって得られた計測信号は、ショッ
ト歪み算出部２へ送られ、ここで、上記下地ショットの
ショット歪み（以下、下地ショット歪みと称する）、す
なわち理想格子とのズレ量が算出される。
いてウェーハ上に形成された下地ショットのアライメン
トマーク（図３参照）の位置関係を計測する。上記アラ
イメントセンサ１によって得られた計測信号は、ショッ
ト歪み算出部２へ送られ、ここで、上記下地ショットの
ショット歪み（以下、下地ショット歪みと称する）、す
なわち理想格子とのズレ量が算出される。
【００２８】本実施の形態に係る投影露光装置を用い
て、レチクル９のパターンをウェーハ１０に投影する場
合においても、投影レンズ７のレンズディストーション
によるショット歪み（以下、本段ショット歪みと称す
る）が発生する。上記本段ショット歪みは、レチクル９
と投影レンズ７との間の相対角度によって異なるため、
予め、上記相対角度を変化させながら複数の本段ショッ
ト歪みが測定される。測定された複数の本段ショット歪
みは記憶装置３に記憶される。尚、上記本段ショット歪
みの測定方法に関しては後述する。
て、レチクル９のパターンをウェーハ１０に投影する場
合においても、投影レンズ７のレンズディストーション
によるショット歪み（以下、本段ショット歪みと称す
る）が発生する。上記本段ショット歪みは、レチクル９
と投影レンズ７との間の相対角度によって異なるため、
予め、上記相対角度を変化させながら複数の本段ショッ
ト歪みが測定される。測定された複数の本段ショット歪
みは記憶装置３に記憶される。尚、上記本段ショット歪
みの測定方法に関しては後述する。
【００２９】上記処理部４には、上記ショット歪み算出
部２によって算出された下地ショット歪みが入力され、
該処理部４は、下地ショット歪みと記憶装置３に記憶さ
れている全ての本段ショット歪みとを比較し、下地ショ
ット歪みに最も近い本段ショット歪みを選択する。尚、
上記本段ショット歪みの選択方法に関しては後述する。
上記処理部４は、上記本段ショット歪みを選択した後、
上記下地ショット歪みと選択された本段ショット歪みと
の回転成分を算出する。
部２によって算出された下地ショット歪みが入力され、
該処理部４は、下地ショット歪みと記憶装置３に記憶さ
れている全ての本段ショット歪みとを比較し、下地ショ
ット歪みに最も近い本段ショット歪みを選択する。尚、
上記本段ショット歪みの選択方法に関しては後述する。
上記処理部４は、上記本段ショット歪みを選択した後、
上記下地ショット歪みと選択された本段ショット歪みと
の回転成分を算出する。
【００３０】上記処理部４にて算出された回転成分は駆
動制御部５に出力される。上記駆動制御部５は、上記回
転成分に基づいて、投影レンズ７を回転させるか、ある
いはレチクル９およびウェーハ１０（実際には、ウェー
ハ１０が載置されたステージ８）を回転させて下地ショ
ット歪みと本段ショット歪みとが重なるように、モータ
６…の駆動を制御する。
動制御部５に出力される。上記駆動制御部５は、上記回
転成分に基づいて、投影レンズ７を回転させるか、ある
いはレチクル９およびウェーハ１０（実際には、ウェー
ハ１０が載置されたステージ８）を回転させて下地ショ
ット歪みと本段ショット歪みとが重なるように、モータ
６…の駆動を制御する。
【００３１】このようにして、下地ショット歪みと本段
ショット歪みとが重ね合わせられた後、実際に露光が行
われ、ウェーハ１０上に本段ショットが形成される。
ショット歪みとが重ね合わせられた後、実際に露光が行
われ、ウェーハ１０上に本段ショットが形成される。
【００３２】また、本実施の形態で用いられるレチクル
９は、図２に示すように、該レチクル９の４隅に、矩形
領域の各頂点を示すような形態のアライメントマーク１
１…が配置されている。上記アライメントマーク１１…
は、図３に示すように、下地ショットの投影時に同時に
ウェーハ１０上に投影され、該アライメントマーク１１
の位置を測定することによって下地ショット歪みを求め
ることができる。
９は、図２に示すように、該レチクル９の４隅に、矩形
領域の各頂点を示すような形態のアライメントマーク１
１…が配置されている。上記アライメントマーク１１…
は、図３に示すように、下地ショットの投影時に同時に
ウェーハ１０上に投影され、該アライメントマーク１１
の位置を測定することによって下地ショット歪みを求め
ることができる。
【００３３】続いて、本実施の形態に係るステッパで用
いられるアライメント方式を詳細に説明する。
いられるアライメント方式を詳細に説明する。
【００３４】先ず、各ステッパで用いられる投影レンズ
７のレンズディストーションによる本段ショット歪みを
前もって計測する。上記本段ショット歪みの計測方法を
図４および図５を用いて説明する。
７のレンズディストーションによる本段ショット歪みを
前もって計測する。上記本段ショット歪みの計測方法を
図４および図５を用いて説明する。
【００３５】先ず、図４（ａ）に示すように、レチクル
９に平行光を照射し、該レチクル９のパターン部を通過
した光を投影レンズ７の全体を用いて、ウェーハ１０に
投影させる。この時、上記レチクル９のショット１２
は、上記投影レンズ７のレンズディストーションの影響
により、図５（ａ）に示すように歪みが生じる。
９に平行光を照射し、該レチクル９のパターン部を通過
した光を投影レンズ７の全体を用いて、ウェーハ１０に
投影させる。この時、上記レチクル９のショット１２
は、上記投影レンズ７のレンズディストーションの影響
により、図５（ａ）に示すように歪みが生じる。
【００３６】続いて、図４（ｂ）に示すように、レチク
ル９のパターン部を通過した光が投影レンズ７の中心部
で集光されるように該レチクル９に収束光を照射し、こ
の光を投影レンズ７を介して、上記と同一のウェーハ１
０に投影させる。この時、上記レチクル９のショット１
３は、上記投影レンズ７のレンズディストーションの影
響を受けないため、図５（ｂ）に示すように殆ど歪みが
生じない。したがって、このショット１３は理想格子で
あると見なすことができる。
ル９のパターン部を通過した光が投影レンズ７の中心部
で集光されるように該レチクル９に収束光を照射し、こ
の光を投影レンズ７を介して、上記と同一のウェーハ１
０に投影させる。この時、上記レチクル９のショット１
３は、上記投影レンズ７のレンズディストーションの影
響を受けないため、図５（ｂ）に示すように殆ど歪みが
生じない。したがって、このショット１３は理想格子で
あると見なすことができる。
【００３７】上記理想格子は完全な長方形形状であるた
め、直交する２辺に対応する方向をそれぞれｘ方向およ
びｙ方向とし、上記ウェーハ上に形成されたショット１
２と理想格子のショット１３との間で、それぞれ対応す
る各頂点間毎に、ｘ方向の距離およびｙ方向の距離を測
定する。
め、直交する２辺に対応する方向をそれぞれｘ方向およ
びｙ方向とし、上記ウェーハ上に形成されたショット１
２と理想格子のショット１３との間で、それぞれ対応す
る各頂点間毎に、ｘ方向の距離およびｙ方向の距離を測
定する。
【００３８】上記ショット１２に生じる本段ショット歪
みは、投影レンズ７の収差によって生じるものであり、
該ショット１２の歪み形状は、レチクル９と投影レンズ
７との間の相対角度によって異なる。そのため、上述し
た本段ショット歪みの測定は、レチクル９と投影レンズ
７との間の相対角度を逐次変化させて、一つの投影レン
ズ７、すなわち１台のステッパについて複数回行われ
る。上記投影レンズ７と複数の測定された本段ショット
歪み１６との関係を図６に示す。測定された複数の本段
ショット歪み１６は、上述したように、記憶装置３に記
憶される。
みは、投影レンズ７の収差によって生じるものであり、
該ショット１２の歪み形状は、レチクル９と投影レンズ
７との間の相対角度によって異なる。そのため、上述し
た本段ショット歪みの測定は、レチクル９と投影レンズ
７との間の相対角度を逐次変化させて、一つの投影レン
ズ７、すなわち１台のステッパについて複数回行われ
る。上記投影レンズ７と複数の測定された本段ショット
歪み１６との関係を図６に示す。測定された複数の本段
ショット歪み１６は、上述したように、記憶装置３に記
憶される。
【００３９】尚、図６は、投影レンズ７を回転させず
に、レチクル９およびウェーハ１０を回転させた場合を
示している。この時、理想格子１４も、図７に示すよう
に、投影レンズ７に対して、異なった角度で複数想定さ
れる。これに対して、従来方法でレンズディストーショ
ンによるショット歪みを測定する場合には、図８に示す
ように、理想格子１４は投影レンズ７に対して一つしか
想定されない。また、上記ショット１２・１３の角頂点
は、アライメントマーク１１によって決定される頂点を
示している。
に、レチクル９およびウェーハ１０を回転させた場合を
示している。この時、理想格子１４も、図７に示すよう
に、投影レンズ７に対して、異なった角度で複数想定さ
れる。これに対して、従来方法でレンズディストーショ
ンによるショット歪みを測定する場合には、図８に示す
ように、理想格子１４は投影レンズ７に対して一つしか
想定されない。また、上記ショット１２・１３の角頂点
は、アライメントマーク１１によって決定される頂点を
示している。
【００４０】続いて、半導体装置の製造時に行われるア
ライメントの方式を以下に説明する。本実施の形態で
は、一つのショット工程に対し１台のステッパが割り当
てられており、以下の説明では、ウェーハ１０に、前工
程のステッパによる下地ショットが既に形成されている
ものとする。
ライメントの方式を以下に説明する。本実施の形態で
は、一つのショット工程に対し１台のステッパが割り当
てられており、以下の説明では、ウェーハ１０に、前工
程のステッパによる下地ショットが既に形成されている
ものとする。
【００４１】先ず、下地ショット歪みが計測される。上
記下地ショット歪みは、上述した本段ショット歪みと同
様に、理想格子の頂点を基準としてｘおよびｙ方向の頂
点座標で示される。
記下地ショット歪みは、上述した本段ショット歪みと同
様に、理想格子の頂点を基準としてｘおよびｙ方向の頂
点座標で示される。
【００４２】そして、上記下地ショット歪みを、メモリ
に予め記憶された各本段ショット歪みと比較することに
より、該下地ショット歪みとの差が最も小さい本段ショ
ット歪みが選択される。上記下地ショット歪みと本段シ
ョット歪みとの比較手順を以下に詳細に説明する。
に予め記憶された各本段ショット歪みと比較することに
より、該下地ショット歪みとの差が最も小さい本段ショ
ット歪みが選択される。上記下地ショット歪みと本段シ
ョット歪みとの比較手順を以下に詳細に説明する。
【００４３】下地ショット歪みと本段ショット歪みとを
比較する上で最も重要なことは、下地ショットと本段シ
ョットとの形状が相似していることである。しかしなが
ら、上記下地ショット歪みおよび本段ショット歪みは、
それぞれ理想格子を基準とした頂点座標で示されている
ため、これらの頂点座標を比較するのみでは、図９に示
すように、例え形状が相似していても理想格子１４に対
する傾き角が異なっていれば、下地ショット１５と本段
ショット１６におけるショット歪みの差は大きいと判断
される。
比較する上で最も重要なことは、下地ショットと本段シ
ョットとの形状が相似していることである。しかしなが
ら、上記下地ショット歪みおよび本段ショット歪みは、
それぞれ理想格子を基準とした頂点座標で示されている
ため、これらの頂点座標を比較するのみでは、図９に示
すように、例え形状が相似していても理想格子１４に対
する傾き角が異なっていれば、下地ショット１５と本段
ショット１６におけるショット歪みの差は大きいと判断
される。
【００４４】そこで、下地ショット歪みと本段ショット
歪みとの差を頂点座標によって比較する前に、上記理想
格子１４に対する傾き角の影響を補正する必要がある。
具体的には、例えば、理想格子１４の中心から各頂点ま
でのベクトルを求め、下地ショット１５における各ベク
トルと、これに対応する本段ショット１６の各ベクトル
とのなす角が最小となるように、本段ショット歪みのロ
ーテーション補正を行う。
歪みとの差を頂点座標によって比較する前に、上記理想
格子１４に対する傾き角の影響を補正する必要がある。
具体的には、例えば、理想格子１４の中心から各頂点ま
でのベクトルを求め、下地ショット１５における各ベク
トルと、これに対応する本段ショット１６の各ベクトル
とのなす角が最小となるように、本段ショット歪みのロ
ーテーション補正を行う。
【００４５】また、図１０に示すように、下地ショット
１５と本段ショット１６との間に理想格子１４に対する
オフセットの違いや、図１１に示すように、スケーリン
グの違いが生じる場合も考えられるため、オフセット補
正およびスケーリング補正も必要となる。これらのオフ
セット補正およびスケーリング補正は、従来技術のアラ
イメントにおける補正と同様であるので、ここでは詳細
な説明を省略する。
１５と本段ショット１６との間に理想格子１４に対する
オフセットの違いや、図１１に示すように、スケーリン
グの違いが生じる場合も考えられるため、オフセット補
正およびスケーリング補正も必要となる。これらのオフ
セット補正およびスケーリング補正は、従来技術のアラ
イメントにおける補正と同様であるので、ここでは詳細
な説明を省略する。
【００４６】上述のローテーション補正、オフセット補
正およびスケーリング補正が終了すると、下地ショット
歪みと本段ショット歪みとの差が、頂点座標によって比
較される。このような比較が、メモリに記憶された全て
の本段ショット歪みについて行われ、下地ショット歪み
と本段ショット歪みとの差が最も小さくなる本段ショッ
ト１６が選択される。
正およびスケーリング補正が終了すると、下地ショット
歪みと本段ショット歪みとの差が、頂点座標によって比
較される。このような比較が、メモリに記憶された全て
の本段ショット歪みについて行われ、下地ショット歪み
と本段ショット歪みとの差が最も小さくなる本段ショッ
ト１６が選択される。
【００４７】こうして、最適な本段ショット１６が選択
されると、図１２に示すように、下地ショット１５と本
段ショット１６とが適切に重なるように、投影レンズ７
か、あるいはレチクル９およびウェーハ１０が回転させ
られる。その後、レチクル９と投影レンズ７との位置を
固定した状態で、上述のローテーション補正、オフセッ
ト補正およびスケーリング補正の算出結果に基づき、ウ
ェーハ１０を移動して露光が行われる。
されると、図１２に示すように、下地ショット１５と本
段ショット１６とが適切に重なるように、投影レンズ７
か、あるいはレチクル９およびウェーハ１０が回転させ
られる。その後、レチクル９と投影レンズ７との位置を
固定した状態で、上述のローテーション補正、オフセッ
ト補正およびスケーリング補正の算出結果に基づき、ウ
ェーハ１０を移動して露光が行われる。
【００４８】従来のアライメント方式で露光を行った場
合、理想格子１４に対して下地ショット１５と本段ショ
ット１６とが図１３に示すように形成されれば、該下地
ショット１５と本段ショット１６のショット歪みのズレ
量の差の予測値は、図１４のアライメントズレ量１７で
示される。尚、上記アライメントズレ量１７は、下地シ
ョット１５と本段ショット１６との頂点間のベクトルを
理想格子１４に加えた形状で示されている。また、図１
４に示すように、上記アライメントズレ量１７と実際に
パターニングした後測定されるアライメントズレ量１８
とは若干異なるが、これは、下地ショットを行う投影露
光装置と本段ショットを行う投影露光装置との間でウェ
ーハ１０を移動させるときのステッピング誤差によるも
のである。さらに、本実施の形態に係る投影露光装置を
用いて、下地ショット歪みと本段ショット歪みとの差が
最も小さくなるような本段ショット１６を選択してアラ
イメントズレ量１９を測定した場合の測定結果を図１５
に示す。
合、理想格子１４に対して下地ショット１５と本段ショ
ット１６とが図１３に示すように形成されれば、該下地
ショット１５と本段ショット１６のショット歪みのズレ
量の差の予測値は、図１４のアライメントズレ量１７で
示される。尚、上記アライメントズレ量１７は、下地シ
ョット１５と本段ショット１６との頂点間のベクトルを
理想格子１４に加えた形状で示されている。また、図１
４に示すように、上記アライメントズレ量１７と実際に
パターニングした後測定されるアライメントズレ量１８
とは若干異なるが、これは、下地ショットを行う投影露
光装置と本段ショットを行う投影露光装置との間でウェ
ーハ１０を移動させるときのステッピング誤差によるも
のである。さらに、本実施の形態に係る投影露光装置を
用いて、下地ショット歪みと本段ショット歪みとの差が
最も小さくなるような本段ショット１６を選択してアラ
イメントズレ量１９を測定した場合の測定結果を図１５
に示す。
【００４９】表１に、従来技術において予測されるアラ
イメントズレ量１７と、実際にパターニングした後測定
されるアライメントズレ量１８と、下地ショット歪みと
本段ショット歪みとの差が最も小さくなるように本段シ
ョット１６が選択された場合のアライメントズレ量１９
との詳細なデータを示す。
イメントズレ量１７と、実際にパターニングした後測定
されるアライメントズレ量１８と、下地ショット歪みと
本段ショット歪みとの差が最も小さくなるように本段シ
ョット１６が選択された場合のアライメントズレ量１９
との詳細なデータを示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】次に、下地ショット歪みと本段ショット歪
みとの差が最も小さくなるように本段ショット１６が選
択された場合の測定結果と、従来技術で露光した場合の
測定結果とを比較した。比較結果を以下の表２に示す。
みとの差が最も小さくなるように本段ショット１６が選
択された場合の測定結果と、従来技術で露光した場合の
測定結果とを比較した。比較結果を以下の表２に示す。
【００５２】
【表２】
【００５３】上記表２より、前者の場合は、後者の場合
に比べ、アライメントズレ量が低減していることがわか
る。
に比べ、アライメントズレ量が低減していることがわか
る。
【００５４】以上のように、本実施の形態に係るステッ
パは、レチクル９と投影レンズ７との間の相対角度を変
化させることによって、本段ショット歪みによるショッ
ト歪みを補正することができ、高精度のアライメントが
可能になる。さらに、半導体装置の製造工程において複
数のステッパを用いる場合に、該ステッパのグルーピン
グが不要となり、量産時における使用可能なステッパの
台数制限が無くなるため、高スループットが実現でき
る。
パは、レチクル９と投影レンズ７との間の相対角度を変
化させることによって、本段ショット歪みによるショッ
ト歪みを補正することができ、高精度のアライメントが
可能になる。さらに、半導体装置の製造工程において複
数のステッパを用いる場合に、該ステッパのグルーピン
グが不要となり、量産時における使用可能なステッパの
台数制限が無くなるため、高スループットが実現でき
る。
【００５５】また、下地ショット歪みと本段ショット歪
みとの差は、理想格子に対するローテーション補正、オ
フセット補正およびスケーリング補正が終了した後、頂
点座標によって比較される。これにより、下地ショット
と本段ショットの形状が最も相似している本段ショット
歪みが、確実に選択される。
みとの差は、理想格子に対するローテーション補正、オ
フセット補正およびスケーリング補正が終了した後、頂
点座標によって比較される。これにより、下地ショット
と本段ショットの形状が最も相似している本段ショット
歪みが、確実に選択される。
【００５６】
【発明の効果】請求項１の発明の投影露光装置は、以上
のように、ウェーハ上の下地ショットのショット歪みを
検出する下地ショット歪み検出手段と、予め、上記レチ
クルと投影レンズとの相対角度を変化させながら複数測
定されるショット歪みを記憶する記憶手段と、上記下地
ショット歪み検出手段により検出される下地ショットの
ショット歪みと、上記記憶手段に記憶される各ショット
歪みとを比較し、該下地ショットのショット歪みと最も
差の少ないショット歪みを選択する比較選択手段と、上
記比較選択手段によって選択されたショット歪みと、下
地ショットのショット歪みとの間の回転成分を算出する
回転成分算出手段と、上記回転成分算出手段によって算
出された回転成分に基づいて、投影レンズを回転させる
か、またはレチクルおよびウェーハを回転駆動させる駆
動手段とを備えている構成である。
のように、ウェーハ上の下地ショットのショット歪みを
検出する下地ショット歪み検出手段と、予め、上記レチ
クルと投影レンズとの相対角度を変化させながら複数測
定されるショット歪みを記憶する記憶手段と、上記下地
ショット歪み検出手段により検出される下地ショットの
ショット歪みと、上記記憶手段に記憶される各ショット
歪みとを比較し、該下地ショットのショット歪みと最も
差の少ないショット歪みを選択する比較選択手段と、上
記比較選択手段によって選択されたショット歪みと、下
地ショットのショット歪みとの間の回転成分を算出する
回転成分算出手段と、上記回転成分算出手段によって算
出された回転成分に基づいて、投影レンズを回転させる
か、またはレチクルおよびウェーハを回転駆動させる駆
動手段とを備えている構成である。
【００５７】それゆえ、上記投影露光装置では、投影レ
ンズとレチクルとの間の相対角度を変化させることによ
り、下地ショットと、本投影露光装置によってその上に
形成されるショットとの間のアライメントズレを補正す
ることができるので、レンズディストーションの相似し
た投影露光装置を組み合わせるグルーピングが不要とな
る。このため、露光装置の台数制約を無くし、生産の高
スループットを実現することができるという効果を奏す
る。
ンズとレチクルとの間の相対角度を変化させることによ
り、下地ショットと、本投影露光装置によってその上に
形成されるショットとの間のアライメントズレを補正す
ることができるので、レンズディストーションの相似し
た投影露光装置を組み合わせるグルーピングが不要とな
る。このため、露光装置の台数制約を無くし、生産の高
スループットを実現することができるという効果を奏す
る。
【００５８】請求項２の発明の半導体装置の製造方法
は、以上のように、前工程で用いられる第１の投影露光
装置によって、ウェーハ上に既に形成されている下地シ
ョットと、該投影露光装置とは別の第２の投影露光装置
によってウェーハ上に新たに転写されるショットとのア
ライメント時の工程が、上記下地ショット歪みを測定す
る第１のステップと、上記第１のステップで測定された
下地ショット歪みと、記憶手段に予め記憶されており、
レチクルと投影レンズとの相対角度を変化させながら、
複数測定された第２の投影露光装置の投影レンズによっ
て生じるショット歪みとを比較し、該アライメントズレ
量との差が最も小さいショット歪みを選択する第２のス
テップと、上記第２のステップの選択結果に基づき、上
記下地ショットと新たに転写されるショットとが適切に
重ね合わさるように、レチクルと投影レンズとの間の相
対角度を変化させる第３のステップとを有する構成であ
る。
は、以上のように、前工程で用いられる第１の投影露光
装置によって、ウェーハ上に既に形成されている下地シ
ョットと、該投影露光装置とは別の第２の投影露光装置
によってウェーハ上に新たに転写されるショットとのア
ライメント時の工程が、上記下地ショット歪みを測定す
る第１のステップと、上記第１のステップで測定された
下地ショット歪みと、記憶手段に予め記憶されており、
レチクルと投影レンズとの相対角度を変化させながら、
複数測定された第２の投影露光装置の投影レンズによっ
て生じるショット歪みとを比較し、該アライメントズレ
量との差が最も小さいショット歪みを選択する第２のス
テップと、上記第２のステップの選択結果に基づき、上
記下地ショットと新たに転写されるショットとが適切に
重ね合わさるように、レチクルと投影レンズとの間の相
対角度を変化させる第３のステップとを有する構成であ
る。
【００５９】それゆえ、複数の投影露光装置を用いる半
導体装置の製造時において、本段ショット歪みによるシ
ョット歪みを補正することができ、本段ショット歪みの
相似した投影露光装置を組み合わせるグルーピングを不
要とするため、露光装置の台数制約を無くし、生産の高
スループットを実現することができるという効果を奏す
る。
導体装置の製造時において、本段ショット歪みによるシ
ョット歪みを補正することができ、本段ショット歪みの
相似した投影露光装置を組み合わせるグルーピングを不
要とするため、露光装置の台数制約を無くし、生産の高
スループットを実現することができるという効果を奏す
る。
【００６０】請求項３の発明の半導体装置の製造方法
は、以上のように、請求項２の構成に加えて、上記第１
のステップで測定されるアライメントズレ量と、記憶手
段に記憶される各ショット歪みとが、レチクルパターン
に対してショット歪みを生じない理想格子の各頂点を基
準とした座標で表されており、上記第２のステップで、
上記アライメントズレ量と各ショット歪みとの上記座標
が、理想格子に対する傾きを補正した後に、上記座標の
比較によってアライメントズレ量と各ショット歪みとの
比較が行われる構成である。
は、以上のように、請求項２の構成に加えて、上記第１
のステップで測定されるアライメントズレ量と、記憶手
段に記憶される各ショット歪みとが、レチクルパターン
に対してショット歪みを生じない理想格子の各頂点を基
準とした座標で表されており、上記第２のステップで、
上記アライメントズレ量と各ショット歪みとの上記座標
が、理想格子に対する傾きを補正した後に、上記座標の
比較によってアライメントズレ量と各ショット歪みとの
比較が行われる構成である。
【００６１】それゆえ、請求項２の構成による効果に加
えて、アライメントズレ量と各ショット歪みとが理想格
子に対して異なる角度で傾きを有している場合において
も、適切なショット歪みの選択が可能となるという効果
を奏する。
えて、アライメントズレ量と各ショット歪みとが理想格
子に対して異なる角度で傾きを有している場合において
も、適切なショット歪みの選択が可能となるという効果
を奏する。
【００６２】請求項４の発明の半導体装置の製造方法
は、以上のように、請求項２または３の構成に加えて、
上記第１のステップで測定されるアライメントズレ量
と、記憶手段に記憶される各ショット歪みとが、レチク
ルパターンに対してショット歪みを生じない理想格子の
各頂点を基準とした座標で表されており、上記第２のス
テップで、上記アライメントズレ量と各ショット歪みと
の上記座標が、理想格子に対するオフセットのズレを補
正した後に、上記座標の比較によってアライメントズレ
量と各ショット歪みとの比較が行われる構成である。
は、以上のように、請求項２または３の構成に加えて、
上記第１のステップで測定されるアライメントズレ量
と、記憶手段に記憶される各ショット歪みとが、レチク
ルパターンに対してショット歪みを生じない理想格子の
各頂点を基準とした座標で表されており、上記第２のス
テップで、上記アライメントズレ量と各ショット歪みと
の上記座標が、理想格子に対するオフセットのズレを補
正した後に、上記座標の比較によってアライメントズレ
量と各ショット歪みとの比較が行われる構成である。
【００６３】それゆえ、請求項２または３の構成による
効果に加えて、アライメントズレ量と各ショット歪みと
が理想格子に対してオフセットのズレを有している場合
においても、適切なショット歪みの選択が可能となると
いう効果を奏する。
効果に加えて、アライメントズレ量と各ショット歪みと
が理想格子に対してオフセットのズレを有している場合
においても、適切なショット歪みの選択が可能となると
いう効果を奏する。
【００６４】請求項５の発明の半導体装置の製造方法
は、以上のように、請求項２ないし４の何れかの構成に
加えて、上記第１のステップで測定されるアライメント
ズレ量と、記憶手段に記憶される各ショット歪みとが、
レチクルパターンに対してショット歪みを生じない理想
格子の各頂点を基準とした座標で表されており、上記第
２のステップで、上記アライメントズレ量と各ショット
歪みとの上記座標が、理想格子に対する倍率の差を補正
した後に、上記座標の比較によってアライメントズレ量
と各ショット歪みとの比較が行われる構成である。
は、以上のように、請求項２ないし４の何れかの構成に
加えて、上記第１のステップで測定されるアライメント
ズレ量と、記憶手段に記憶される各ショット歪みとが、
レチクルパターンに対してショット歪みを生じない理想
格子の各頂点を基準とした座標で表されており、上記第
２のステップで、上記アライメントズレ量と各ショット
歪みとの上記座標が、理想格子に対する倍率の差を補正
した後に、上記座標の比較によってアライメントズレ量
と各ショット歪みとの比較が行われる構成である。
【００６５】それゆえ、請求項２ないし４の何れかの構
成による効果に加えて、アライメントズレ量と各ショッ
ト歪みとが理想格子に対して異なる倍率を有している場
合においても、適切なショット歪みの選択が可能となる
という効果を奏する。
成による効果に加えて、アライメントズレ量と各ショッ
ト歪みとが理想格子に対して異なる倍率を有している場
合においても、適切なショット歪みの選択が可能となる
という効果を奏する。
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、投影露
光装置の構成を示す概略構成図である。
光装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】上記投影露光装置で用いられるレチクルを示す
説明図である。
説明図である。
【図３】上記レチクルを、ウェーハ上に露光した場合の
ショットを示す説明図である。
ショットを示す説明図である。
【図４】投影レンズのレンズディストーションによって
生じるショット歪みの測定方法を示す説明図である。
生じるショット歪みの測定方法を示す説明図である。
【図５】上記ショット歪みの測定時の、ウェーハ上のシ
ョットを示す説明図である。
ョットを示す説明図である。
【図６】投影レンズと、レンズディストーションによる
ショット歪みとの関係を示す説明図である。
ショット歪みとの関係を示す説明図である。
【図７】投影レンズと、上記ショット歪みの基準となる
理想格子との関係を示す説明図である。
理想格子との関係を示す説明図である。
【図８】従来のショット歪み測定時の基準となる理想格
子を示す説明図である。
子を示す説明図である。
【図９】下地ショットと本段ショットとが、理想格子に
対して異なる傾き角を有する場合を示す説明図である。
対して異なる傾き角を有する場合を示す説明図である。
【図１０】下地ショットと本段ショットとが、理想格子
に対して異なるオフセットズレを有する場合を示す説明
図である。
に対して異なるオフセットズレを有する場合を示す説明
図である。
【図１１】下地ショットと本段ショットとが、理想格子
に対して異なるスケーリングを有する場合を示す説明図
である。
に対して異なるスケーリングを有する場合を示す説明図
である。
【図１２】下地ショットと本段ショットとが適切に重な
るように、投影レンズか、あるいはレチクルおよびウェ
ーハが回転させられる場合を示す説明図である。
るように、投影レンズか、あるいはレチクルおよびウェ
ーハが回転させられる場合を示す説明図である。
【図１３】理想格子に対する、下地ショットと本段ショ
ットとのショット歪みを示す説明図である。
ットとのショット歪みを示す説明図である。
【図１４】図１３の各ショット歪みから予測される下地
ショットと本段ショットとの間のアライメントズレ量
と、実際のパターニング後に測定されるアライメントズ
レ量とを示す説明図である。
ショットと本段ショットとの間のアライメントズレ量
と、実際のパターニング後に測定されるアライメントズ
レ量とを示す説明図である。
【図１５】下地ショット歪みと本段ショット歪みとの差
が小さくなるように補正された場合の、下地ショットと
本段ショットとの間のアライメントズレ量を示す説明図
である。
が小さくなるように補正された場合の、下地ショットと
本段ショットとの間のアライメントズレ量を示す説明図
である。
【図１６】従来のアライメント時におけるスケーリング
補正を示す説明図である。
補正を示す説明図である。
【図１７】従来のアライメント時におけるローテーショ
ン補正を示す説明図である。
ン補正を示す説明図である。
１ アライメントセンサ（下地ショット歪み検出手
段） ２ ショット歪み算出部（下地ショット歪み検出手
段） ３ 記憶装置（記憶手段） ４ 処理部（比較選択手段、回転成分算出手段） ５ 駆動制御部（駆動手段） ６ モータ（駆動手段） ７ 投影レンズ ９ レチクル １０ ウェーハ １４ 理想格子 １５ 下地ショット １６ 本段ショット
段） ２ ショット歪み算出部（下地ショット歪み検出手
段） ３ 記憶装置（記憶手段） ４ 処理部（比較選択手段、回転成分算出手段） ５ 駆動制御部（駆動手段） ６ モータ（駆動手段） ７ 投影レンズ ９ レチクル １０ ウェーハ １４ 理想格子 １５ 下地ショット １６ 本段ショット
Claims (5)
- 【請求項１】下地ショットの形成されているウェーハ上
に、レチクルに形成されているパターンを、投影レンズ
を介して露光する投影露光装置において、 上記ウェーハ上の下地ショットのショット歪みを検出す
る下地ショット歪み検出手段と、 予め、上記レチクルと投影レンズとの相対角度を変化さ
せながら複数測定されるショット歪みを記憶する記憶手
段と、 上記下地ショット歪み検出手段により検出される下地シ
ョットのショット歪みと、上記記憶手段に記憶される各
ショット歪みとを比較し、該下地ショットのショット歪
みと最も差の少ないショット歪みを選択する比較選択手
段と、 上記比較選択手段によって選択されたショット歪みと、
下地ショットのショット歪みとの間の回転成分を算出す
る回転成分算出手段と、 上記回転成分算出手段によって算出された回転成分に基
づいて、投影レンズを回転させるか、またはレチクルお
よびウェーハを回転駆動させる駆動手段とを備えている
ことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】複数の投影露光装置を用いて、異なる露光
工程を別々の投影露光装置で行う半導体装置の製造方法
において、 前工程で用いられる第１の投影露光装置によって、ウェ
ーハ上に既に形成されている下地ショットと、該投影露
光装置とは別の第２の投影露光装置によってウェーハ上
に新たに転写されるショットとのアライメント時の工程
が、 上記下地ショットのアライメントズレ量を測定する第１
のステップと、 上記第１のステップで測定された下地ショットのアライ
メントズレ量と、記憶手段に予め記憶されており、レチ
クルと投影レンズとの相対角度を変化させながら、複数
測定された第２の投影露光装置の投影レンズによって生
じるショット歪みとを比較し、該アライメントズレ量と
の差が最も小さいショット歪みを選択する第２のステッ
プと、 上記第２のステップの選択結果に基づき、上記下地ショ
ットと新たに転写されるショットとが適切に重ね合わさ
るように、レチクルと投影レンズとの間の相対角度を変
化させる第３のステップとを有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項３】上記第１のステップで測定されるアライメ
ントズレ量と、記憶手段に記憶される各ショット歪みと
が、レチクルパターンに対してショット歪みを生じない
理想格子の各頂点を基準とした座標で表されており、 上記第２のステップで、上記アライメントズレ量と各シ
ョット歪みとの上記座標が、理想格子に対する傾きを補
正した後に、上記座標の比較によってアライメントズレ
量と各ショット歪みとの比較が行われることを特徴とす
る請求項２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】上記第１のステップで測定されるアライメ
ントズレ量と、記憶手段に記憶される各ショット歪みと
が、レチクルパターンに対してショット歪みを生じない
理想格子の各頂点を基準とした座標で表されており、 上記第２のステップで、上記アライメントズレ量と各シ
ョット歪みとの上記座標が、理想格子に対するオフセッ
トのズレを補正した後に、上記座標の比較によってアラ
イメントズレ量と各ショット歪みとの比較が行われるこ
とを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項５】上記第１のステップで測定されるアライメ
ントズレ量と、記憶手段に記憶される各ショット歪みと
が、レチクルパターンに対してショット歪みを生じない
理想格子の各頂点を基準とした座標で表されており、 上記第２のステップで、上記アライメントズレ量と各シ
ョット歪みとの上記座標が、理想格子に対する倍率の差
を補正した後に、上記座標の比較によってアライメント
ズレ量と各ショット歪みとの比較が行われることを特徴
とする請求項２ないし４の何れかに記載の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14435297A JP3350400B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 投影露光装置 |
| US09/065,556 US5976737A (en) | 1997-06-02 | 1998-04-24 | Manufacturing method of semiconductor devices utilizing alignment of bed shot and stage shot through rotation to almost overlap respective distortions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14435297A JP3350400B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335225A true JPH10335225A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3350400B2 JP3350400B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=15360117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14435297A Expired - Fee Related JP3350400B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 投影露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5976737A (ja) |
| JP (1) | JP3350400B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018173371A1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 描画装置および描画方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307424A (ja) * | 1998-04-22 | 1999-11-05 | Hitachi Ltd | 半導体製造方法および製造装置、ならびにそれにより製造された半導体デバイス |
| JP2001085321A (ja) | 1999-07-13 | 2001-03-30 | Nikon Corp | 露光装置及び露光方法並びにマイクロデバイスの製造方法 |
| JP4418665B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2010-02-17 | キヤノン株式会社 | 測定装置、並びに、それを利用した露光装置 |
| US7171319B2 (en) * | 2004-09-02 | 2007-01-30 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus to separate field and grid parameters on first level wafers |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06151275A (ja) * | 1992-11-11 | 1994-05-31 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP3402750B2 (ja) * | 1994-05-25 | 2003-05-06 | キヤノン株式会社 | 位置合わせ方法及びそれを用いた素子の製造方法 |
| JPH09148217A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-06-06 | Mitsubishi Electric Corp | 位置合わせ方法 |
| JPH1079333A (ja) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | 位置合わせ方法 |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP14435297A patent/JP3350400B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-04-24 US US09/065,556 patent/US5976737A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018173371A1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 描画装置および描画方法 |
| TWI648603B (zh) * | 2017-03-24 | 2019-01-21 | 日商斯庫林集團股份有限公司 | 描繪裝置及描繪方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5976737A (en) | 1999-11-02 |
| JP3350400B2 (ja) | 2002-11-25 |
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