JPH10335232A - Alignment device and method, and exposure system provided therewith - Google Patents

Alignment device and method, and exposure system provided therewith

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JPH10335232A
JPH10335232A JP9153072A JP15307297A JPH10335232A JP H10335232 A JPH10335232 A JP H10335232A JP 9153072 A JP9153072 A JP 9153072A JP 15307297 A JP15307297 A JP 15307297A JP H10335232 A JPH10335232 A JP H10335232A
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JP
Japan
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alignment
vibration
value
detecting
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP9153072A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Oishi
哲 大石
Hirohisa Ota
裕久 太田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH10335232A publication Critical patent/JPH10335232A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable an alignment operation to be accurately carried out even in a vibrational environment even if a laser emits a laser beam for a short time by a method wherein the positional deviation of two objects from each other and data related to the relative movement of them are measured on the same timing, and an instruction generated basing on a measurement result is corrected basing on vibration data as to a moving means. SOLUTION: The position of a stage is measured with a laser interference length measuring equipment 10 or the like, and a relative positional deviation of a mask 4 and a wafer 6 from each other is measured with an alignment detector 2. At this point, an alignment measurement is carried out at timing within a stage position measurement time, and the position of the stage is measured on the same timing with the alignment measurement. Then, an operation instruction given to the stage is calculated basing on a difference between a deviation detection value obtained through an alignment measurement and a stage position measurement value obtained then. At this time, when a difference between the vibration center of the stage and an instruction exceeds a tolerance, a wafer stage is moved basing on the difference.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素子
製造用の露光装置において、マスクに形成されている微
細な電子回路パターンをウエハ上に露光転写する際に、
マスクとウエハとの相対的な位置合わせを高精度に行な
う技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for exposing and transferring a fine electronic circuit pattern formed on a mask onto a wafer, for example, in an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices.
The present invention relates to a technique for performing relative positioning between a mask and a wafer with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路や液晶パネルなどの半導体デバ
イス製造用の露光装置において、原版(マスクやレチク
ル)に形成されている微細な回路パターンをウエハ上に
露光転写する際に、原版とウエハとのアライメントは半
導体デバイスの高集積化に要となっている。特に最近の
露光装置におけるアライメント精度は例えばサブミクロ
ン以下の精度が要求されている。
2. Description of the Related Art In an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device such as an integrated circuit or a liquid crystal panel, when a fine circuit pattern formed on an original (a mask or a reticle) is exposed and transferred onto a wafer, the original and the wafer are transferred. Is important for high integration of semiconductor devices. Particularly in recent exposure apparatuses, alignment accuracy of, for example, submicron or less is required.

【0003】アライメント方法は、一般には原版とウエ
ハにそれぞれアライメント用のマークを配置し、その光
学的性質を利用して相互位置ずれ情報を得て、相対的な
アライメントを行なっている。
In the alignment method, generally, alignment marks are arranged on an original and a wafer, respectively, and relative alignment is obtained by obtaining mutual positional deviation information by utilizing the optical properties.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】露光装置では、一般的
にはウエハを載置するウエハステージに振動が伝わらな
いようにするために、露光装置全体が除振機能つきの台
上に設置されている。しかしながら、完璧な除振は難し
く露光装置の外部からの振動やステージ駆動系のモータ
等による振動の影響を受け、ウエハが微小に位置変動し
てしまう可能性がある。この種の振動は周波数にして、
時にはアライメントのためのレーザ光の発光時間と同等
の周波数域に達することもある。振幅も時として50n
mといったアライメントの許容精度並みの振動振幅を生
じることがある。露光装置の高精度化を実現するために
は、この振動への対策が課題となる。
Generally, in an exposure apparatus, the entire exposure apparatus is installed on a table having a vibration isolation function in order to prevent vibration from being transmitted to a wafer stage on which a wafer is mounted. . However, perfect vibration removal is difficult, and the wafer may be slightly displaced by the influence of vibration from the outside of the exposure apparatus or vibration of a motor of a stage driving system. This kind of vibration is frequency
In some cases, a frequency range equivalent to the emission time of laser light for alignment may be reached. Sometimes 50n amplitude
In some cases, a vibration amplitude such as m, which is on par with the allowable accuracy of the alignment, may occur. In order to realize high precision of the exposure apparatus, a countermeasure against this vibration is a problem.

【0005】上記課題を解決するために、すでに特開平
6−36990号公報では、図11のようにアライメン
ト検出手段のずれ検出値とステージ計測手段のステージ
位置計測値とを同一タイミングで得て、(ステージへの
動作指令値)=(ステージ位置計測値)−(ずれ検出
値)とすることを提案している。
In order to solve the above-mentioned problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-36990 has already disclosed that a deviation detection value of the alignment detecting means and a stage position measured value of the stage measuring means are obtained at the same timing as shown in FIG. It is proposed that (operation command value to the stage) = (stage position measurement value) − (displacement detection value).

【0006】しかしながら、この従来の方法では、レー
ザの発光時間がステージの振動に対して短いか、あるい
はステージ自体が低周波で振動している場合には、図1
2に示すような、ステージの指令値とステージ振動中心
が一致しておらず、ステージ振動のピーク付近の短い時
間でアライメント計測が行なわれるような場合を想定す
ると、(ステージ位置計測値)=(指令値)、(アライ
メントずれ検出値)=0であるので、(ステージへの動
作指令値)=(ステージ位置計測値)−(ずれ検出値)
=(指令値)となり、ステージ位置が目標位置(振動中
心)からずれているにもかかわらずステージ駆動は行な
われないことになる。
However, according to this conventional method, if the laser emission time is short with respect to the vibration of the stage, or if the stage itself vibrates at a low frequency, FIG.
Assuming that the command value of the stage does not match the center of the stage vibration as shown in FIG. 2 and the alignment measurement is performed in a short time near the peak of the stage vibration, (stage position measurement value) = ( Since (command value) and (alignment deviation detection value) = 0, (operation command value for stage) = (stage position measurement value) − (displacement detection value)
= (Command value), and the stage is not driven even though the stage position is deviated from the target position (center of vibration).

【0007】さらにいうと、従来方式では図11に示す
ような『振動中心と指令値とが一致する場合』と図12
のような『振動中心と指令値とが一致しない場合』との
実質的な区別がつかないため、指令値とステージの振動
中心の関係が保証できないことになる。
More specifically, in the conventional method, "a case where the center of vibration matches the command value" as shown in FIG.
It cannot be practically distinguished from "when the vibration center and the command value do not match" as described above, so that the relationship between the command value and the vibration center of the stage cannot be guaranteed.

【0008】ここで露光時にはウエハ側はステージ振動
の中心を代表させてマスクとアライメントされるという
前提に立てば、従来の方法では、ステージの位置決め状
態により、最大でステージの振動振幅分の位置決め誤差
をもつ可能性があるといった問題点が生じてくる。
Here, assuming that the wafer side is aligned with the mask on behalf of the center of the stage vibration at the time of exposure, in the conventional method, a positioning error corresponding to the vibration amplitude of the stage at most depends on the positioning state of the stage. There is a problem that there is a possibility of having

【0009】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
み、微小な振動を有する環境下でレーザの発光時間が短
い場合でも高精度な位置合わせを行なうことができる装
置および方法の提供を目的とする。さらにはこの装置お
よび方法を用いた露光装置と半導体デバイスの製造方法
の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and has as its object to provide an apparatus and a method capable of performing high-accuracy alignment even in a case where a laser emission time is short in an environment having minute vibration. And It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus and a semiconductor device manufacturing method using the apparatus and the method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、第1物体と第2物体の相対的な位置ず
れと、第1物体に対して第2物体を相対移動させる移動
手段の移動情報とを同一タイミングで計測し、それらの
計測値に基づいて指令値を作成し前記移動手段を動作さ
せる際に、さらに該移動手段の振動情報を検出し、該振
動情報に基づいて前記指令値を補正するようにしてい
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for moving a first object and a second object relative to each other, and moving the second object relative to the first object. When the movement information of the means is measured at the same timing, a command value is created based on those measured values, and when the moving means is operated, vibration information of the moving means is further detected, and based on the vibration information, The command value is corrected.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る装置
は、第1物体と第2物体の相対的な位置ずれを検出する
ためのアライメント検出手段と、前記第1物体に対して
前記第2物体を相対移動させるための移動手段と、前記
移動手段の移動情報を計測するための計測手段と、前記
第2物体の振動中心を予め検出し、アライメント計測値
およびアライメント検出タイミングにおける前記計測手
段の計測値に基づいて得られる前記移動手段への指令値
を、前記振動中心からのずれ分で補正する手段とを具備
することを特徴とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An apparatus according to one embodiment of the present invention includes an alignment detecting means for detecting a relative displacement between a first object and a second object, and the alignment detecting means for the first object. A moving unit for relatively moving the second object, a measuring unit for measuring movement information of the moving unit, and a vibration center of the second object is detected in advance, and the measurement at the alignment measurement value and the alignment detection timing is performed. Means for correcting a command value to the moving means obtained based on a measurement value of the means by a deviation from the center of vibration.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】ここでは、本発明をプロキシミティタイプ
のX線露光装置に適用した実施例を説明する。なお、露
光装置の形態はこれに限らず、縮小露光型のX線露光装
置やi線、エキシマ光などを用いた投影型露光装置にも
適用可能である。第1実施例 図1および図2は本発明の一実施例に係るX線露光装置
の構成図であり、図1は側面図、図2は平面図を表わ
す。
Here, an embodiment in which the present invention is applied to a proximity type X-ray exposure apparatus will be described. The form of the exposure apparatus is not limited to this, and the present invention is also applicable to a reduced exposure type X-ray exposure apparatus and a projection exposure apparatus using i-ray, excimer light, or the like. First Embodiment FIGS. 1 and 2 are block diagrams of an X-ray exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view and FIG. 2 is a plan view.

【0014】図中、1はコンピュータコントロール機能
をもつコントローラであり、システム全体の制御を行な
う。2はマスクとウエハの相対位置ずれを検出するため
のアライメント検出器であり、光源(例えば半導体レー
ザやLED)や受光センサ(例えばCCD等のアレイセ
ンサ)等を内蔵する。3はマスクチャック、4は半導体
デバイスの回路パターンが形成された原版であるマス
ク、5はマスク4上に設けられたアライメントパター
ン、6は半導体ウエハ、7はウエハ6上に設けられたア
ライメントパターン、8はウエハ6を保持するウエハチ
ャックである。9は反射ミラー、10はレーザ干渉計の
レーザ光源と光検出器を含むユニット(レーザ干渉測長
器)、11は干渉計の光学ユニット、12は各ユニット
10,11を載置する台であり、これらの部材9,1
0,11,12によってステージの位置を計測するため
のレーザ干渉測長系を構成している。13,14はウエ
ハチャック8を搭載してこれをマスクチャック3に対し
て相対移動させるためのステージ機構、15はステージ
を移動させるための駆動機構である。16は露光エネル
ギであるX線を発生するX線発生源を含むX線照射系で
ある。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a controller having a computer control function, which controls the entire system. Reference numeral 2 denotes an alignment detector for detecting a relative positional shift between the mask and the wafer, which includes a light source (for example, a semiconductor laser or an LED), a light-receiving sensor (for example, an array sensor such as a CCD) and the like. 3 is a mask chuck, 4 is a mask on which a circuit pattern of a semiconductor device is formed, 5 is an alignment pattern provided on the mask 4, 6 is a semiconductor wafer, 7 is an alignment pattern provided on the wafer 6, Reference numeral 8 denotes a wafer chuck for holding the wafer 6. 9 is a reflecting mirror, 10 is a unit (laser interferometer) including a laser light source and a photodetector of a laser interferometer, 11 is an optical unit of the interferometer, and 12 is a table on which the units 10 and 11 are mounted. , These members 9, 1
The laser interferometer for measuring the position of the stage is constituted by 0, 11, and 12. 13 and 14 are stage mechanisms for mounting the wafer chuck 8 and moving the wafer chuck 8 relative to the mask chuck 3, and 15 is a drive mechanism for moving the stage. Reference numeral 16 denotes an X-ray irradiation system including an X-ray source for generating X-rays as exposure energy.

【0015】次に上記構成におけるマスクとウエハとの
位置合わせ動作について説明する。図3はマスクとウエ
ハとのアライメントのシーケンスを示すフローチャート
である。まず、マスクチャック3にマスク4をセット
(ステップ101)し、ウエハチャック8にウエハ6を
セットする(ステップ102)。次にセットしたマスク
4とウエハ6の粗い位置合わせ(プリアライメント)を
行なう(ステップ103)。プリアライメントの後、レ
ーザ干渉測長器10等によるステージ13,14の位置
計測およびアライメント検出器2によるマスク4とウエ
ハ6との相対的な位置ずれの計測を行なう(ステップ1
04)。
Next, the operation of positioning the mask and the wafer in the above configuration will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a sequence of alignment between the mask and the wafer. First, the mask 4 is set on the mask chuck 3 (Step 101), and the wafer 6 is set on the wafer chuck 8 (Step 102). Next, rough alignment (pre-alignment) of the set mask 4 and wafer 6 is performed (step 103). After the pre-alignment, the positions of the stages 13 and 14 are measured by the laser interferometer 10 and the like, and the relative displacement between the mask 4 and the wafer 6 is measured by the alignment detector 2 (step 1).
04).

【0016】図4および図5はそのときの信号を示す図
で、ステージ位置の計測時間内でレーザ干渉測長器10
から値を読み出し、ステージ位置計測を行なうととも
に、ステージ位置計測時間内に含まれるようなタイミン
グで、アライメント計測を行ない、さらにアライメント
計測と同じタイミングでのステージ位置計測を行なう。
具体的には、ステージ位置読み出し信号(STGFL
G)において、ステージ位置の取り込み時間(STGt
ime)は、ステージの固有振動数から予め計算されて
いる(例えば40msecの固定された値)。
FIGS. 4 and 5 show signals at that time. The laser interferometer 10 is used within the measuring time of the stage position.
, The stage position is measured, the alignment measurement is performed at a timing included in the stage position measurement time, and the stage position measurement is performed at the same timing as the alignment measurement.
Specifically, the stage position read signal (STGFL
G), the stage position capture time (STGt
im) is calculated in advance from the natural frequency of the stage (for example, a fixed value of 40 msec).

【0017】一方、アライメント検出器2のセンサ(こ
こではCCDとする)の蓄積時間のサイクル(CHGt
ime)は、光源強度などを考慮してセンサが飽和しな
い範囲で、例えば25msecに設定されており、光源
の発光時間(LDtime)を、この蓄積時間のサイク
ルにタイミングを合わせてコントロールしている。この
LDtimeは、具体的にはプロセスによるウエハ側の
影響、アライメントマークの透過率、反射率等を考慮し
て、0.lmsec〜20msecの範囲内で設定され
る。
On the other hand, the cycle (CHGt) of the accumulation time of the sensor (here, CCD) of the alignment detector 2
ime) is set to, for example, 25 msec within a range in which the sensor does not saturate in consideration of the light source intensity and the like, and the light emission time (LDtime) of the light source is controlled in synchronization with the cycle of the accumulation time. The LDtime is specifically set at 0. 0 in consideration of the influence of the process on the wafer side, the transmittance of the alignment mark, the reflectance, and the like. It is set within the range of lmsec to 20 msec.

【0018】ステップ104にシーケンスが移行し、コ
マンドREQがONしたら、その次の蓄積時間のサイク
ルでステージの位置読み出しを開始する。図中、信号A
はレーザ干渉測長器10の信号の読み出し周期に対応し
たサンプルクロックとSTGFLGとの論理和で得られ
たカウンタクロックであり、この信号AによってSTG
FLGで設定された時間だけカウント値が増加して、同
時にメモリに書き込み信号が出され、レーザ干渉測長器
10の出力値がメモリのアドレス0番地から順次記憶さ
れる。そして、STGtime経過後、アドレス0番地
からそのカウント値のアドレスまでに記憶されるデータ
値を読み、これらの平均値を算出し、ステージの振動中
心とする(ステップ105)。
The sequence proceeds to step 104, and when the command REQ is turned on, stage position reading is started in the cycle of the next accumulation time. In the figure, signal A
Is a counter clock obtained by the logical sum of the sample clock corresponding to the reading cycle of the signal of the laser interferometer 10 and STGFLG.
The count value increases by the time set by the FLG, a write signal is issued to the memory at the same time, and the output value of the laser interferometer 10 is sequentially stored from the address 0 of the memory. Then, after the elapse of STGtime, data values stored from address 0 to the address of the count value are read, an average value thereof is calculated, and the average value is set as the vibration center of the stage (step 105).

【0019】また、アライメント計測信号(AAFL
G)はコマンドREQがONした2つ先のCCD蓄積サ
イクルから、光源の発光をスタート(AAFLGがO
N、時刻T1)させ、LDtimeの時間だけ発光した
後にOFF( 時刻T2)する。時刻T1の時のカウント
値C1および時刻T2の時のカウント値C2をメモリに
記憶しておき、LDtime経過後、そのカウント値C
1のアドレスからカウント値C2のアドレスまでに記憶
されるデータから平均値を算出し、アライメント計測と
同じタイミングでのステージ位置計測値とする。
The alignment measurement signal (AAFL)
G) starts light emission of the light source from the CCD accumulation cycle two cycles ahead when the command REQ is turned ON (AAFLG is O
N, at time T1), and turn off (time T2) after emitting light for the time of LDtime. The count value C1 at the time T1 and the count value C2 at the time T2 are stored in a memory, and after the lapse of LDtime, the count value C
An average value is calculated from the data stored from the address of 1 to the address of the count value C2, and is set as the stage position measurement value at the same timing as the alignment measurement.

【0020】ここで、ステージ位置計測時間(STGt
ime)の開始のタイミングは、なるべくステージの計
測時間とアライメント計測時間とのタイミングがずれな
いように計測するという立場にたてば、図5において、
Here, the stage position measurement time (STGt)
In the standpoint of measuring the timing of the start of the image (im) so that the timing of the measurement time of the stage and the timing of the alignment measurement do not shift as much as possible, in FIG.

【0021】[0021]

【数1】 を予め計算し、REQがONした次のサイクルから、図
中のB(=CHGtime−Delay)に相当する時
間をカウンタにロードし、カウントした後にステージの
位置計測を開始する。これにより、ステージの計測時間
のちょうど中心付近で、アライメント計測が実行される
ことになり、より高精度な計測が可能となる。
(Equation 1) Is calculated in advance, the time corresponding to B (= CHGtime-Delay) in the figure is loaded to the counter from the next cycle in which the REQ is turned on, and the position measurement of the stage is started after counting. As a result, the alignment measurement is performed just near the center of the measurement time of the stage, and more accurate measurement can be performed.

【0022】次に、図3のステップ106において、ス
テージへの動作指令値をアライメント計測によるずれ検
出値と、その時のステージ位置計測値との差分により算
出する。
Next, in step 106 of FIG. 3, an operation command value to the stage is calculated from a difference between a deviation detection value by alignment measurement and a stage position measurement value at that time.

【0023】図4にあるようにアライメント計測による
ずれ検出値がα、その時のステージの位置計測値と振動
中心との差分がγ、指令値と振動中心との差をβとする
と、βは予め計測された振動中心と指令値との差分によ
り算出され、下記の式により、ステージが位置決めされ
る。
As shown in FIG. 4, when the deviation detected by the alignment measurement is α, the difference between the measured position of the stage and the vibration center at that time is γ, and the difference between the command value and the vibration center is β, β is It is calculated from the difference between the measured vibration center and the command value, and the stage is positioned by the following equation.

【0024】[0024]

【数2】 上記のとおり、指令値と振動中心が一致したとき、ステ
ージの位置決め駆動は完了する。
(Equation 2) As described above, when the command value matches the center of vibration, the positioning drive of the stage is completed.

【0025】次に図3のステップ107においてステー
ジの振動中心と指令値との差(上記β)が、許容値以内
であるかを判断する。判断の結果、許容値を超えていれ
ば、このβによってウエハステージを駆動して(ステッ
プ108)ステップ104に戻る。ステップ107での
判断の結果、許容値以内(例えば20nm以下)になっ
たら露光動作へ移行する(ステップ109)。露光動作
はX線照射系から発生したX線をマスクに照射して、マ
スク上の回路パターンをウエハに露光転写する。
Next, in step 107 of FIG. 3, it is determined whether or not the difference (the above β) between the center of vibration of the stage and the command value is within an allowable value. If the result of the determination is that the value exceeds the allowable value, the wafer stage is driven by this β (step 108) and the process returns to step 104. If the result of the determination in step 107 is within the allowable value (for example, 20 nm or less), the operation proceeds to the exposure operation (step 109). In the exposure operation, the mask is irradiated with X-rays generated from the X-ray irradiation system, and the circuit pattern on the mask is exposed and transferred to the wafer.

【0026】従来のステップアンドリピート方式の露光
装置においては、プリアライメント後のステージ移動ま
たはステップ移動した後は、ステージの振動が露光に必
要な程度に安定化するまで待って、アライメントおよび
露光を行なう。この安定化の検出は、例えばレーザ干渉
測長器10の信号に基づきステージの振動振幅が所定値
以下になったことを確認することにより行なう。
In a conventional step-and-repeat type exposure apparatus, after stage movement or step movement after pre-alignment, alignment and exposure are performed after the stage vibration is stabilized to the extent necessary for exposure. . The detection of the stabilization is performed, for example, by confirming that the vibration amplitude of the stage has become equal to or less than a predetermined value based on a signal of the laser interferometer 10.

【0027】図1の装置においては、ステージの安定化
を検出するため1〜複数回行なわれる安定化チェックの
際、アライメント検出を行なうこともできる。図6に示
すように、アライメント検出が安定化前に行なわれた場
合であっても、アライメント検出値は上述のようにステ
ージの振動分が補正されるため、精度は従来例に比べて
同等ないし向上する。しかもステージの安定化を待たず
にアライメント検出を行なうことができるためスループ
ットが向上する。
In the apparatus shown in FIG. 1, the alignment can be detected at the time of one or more stabilization checks for detecting the stabilization of the stage. As shown in FIG. 6, even when the alignment detection is performed before stabilization, the accuracy of the alignment detection value is equal to or smaller than that of the conventional example because the stage vibration is corrected as described above. improves. Moreover, since the alignment can be detected without waiting for the stabilization of the stage, the throughput is improved.

【0028】なお、以上の実施例では、説明の簡略化の
ために1軸方向についての例を示したが、実際には同様
の構成がxy両方向に設けられ、xyの2軸について位
置合わせが行なわれる。また、上記位置合わせ方法は、
xy方向のみならず、マスクとウエハの間隔方向(z方
向)の位置合わせにも適用することができる。
In the above embodiment, an example in one axis direction is shown for simplicity of explanation. However, in practice, a similar configuration is provided in both xy directions, and alignment is performed in two axes xy. Done. In addition, the alignment method described above includes
The present invention can be applied not only to the xy directions but also to the alignment in the space direction (z direction) between the mask and the wafer.

【0029】第2実施例 次に、上記信号処理系の別の実施例を、図7および図8
を用いて説明する。図7は第2実施例の信号処理系のブ
ロック図、図8は処理シーケンスを示すフローチャート
である。図7では、レーザ干渉測長器10の計測値、ス
テージ位置読み出し信号(STGFLG)、およびアラ
イメント計測信号(AAFLG)をインターフェース
(I/F)回路61を介してコンピュータ62で読み込
める構成になっている。コンピュータ62では図8のフ
ローチャートに示した手順により、レーザ干渉測長器1
0の信号を信号STGFLGがONである時間だけ配列
M[i]に読み出し、さらにAAFLGがONである時
間については、計測開始サンプル値j1および計測終了
サンプル値j2を記憶しておき、計測終了後に、読み出
したN1個のサンプルの平均を求めて、これをステージ
振動中心とし、かつサンプルj1からj2までのN2個
のサンプルの平均を求めて、これをアライメント計測と
同じタイミングでのステージ位置計測値とする。
Second Embodiment Next, another embodiment of the signal processing system will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram of a signal processing system according to the second embodiment, and FIG. 8 is a flowchart showing a processing sequence. In FIG. 7, the computer 62 can read a measurement value of the laser interferometer 10, a stage position readout signal (STGFLG), and an alignment measurement signal (AAFLG) via an interface (I / F) circuit 61. . The computer 62 executes the laser interferometer 1 according to the procedure shown in the flowchart of FIG.
The signal of 0 is read out to the array M [i] during the time when the signal STGFLG is ON, and for the time when AAFLG is ON, the measurement start sample value j1 and the measurement end sample value j2 are stored, and after the measurement is completed. The average of the read N1 samples is determined, and the average is used as the center of the stage vibration. The average of the N2 samples from samples j1 to j2 is determined, and the average of the stage position measurement values at the same timing as the alignment measurement is obtained. And

【0030】[0030]

【半導体デバイス製造の実施例】次に上記説明した露光
装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明す
る。図9は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チッ
プ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気へッド、マイクロマ
シン等)の製造フローを示す。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なう。ステップ2
(マスク制作)では設計した回路パターンを形成したマ
スクを制作する。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、上記用意した
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。次にステップ5(組み
立て)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。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。
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 9 shows a flow of manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.). Step 1 (circuit design)
Now, the circuit design of the semiconductor device will be performed. Step 2
(Mask production) produces a mask on which the designed circuit pattern is formed. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. Next, Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in Step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). including. Step 6
In (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0031】図10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。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1
5(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)では上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。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像以外の部
分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッ
チングが済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。
FIG. 10 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0032】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造するこ
とができる。
By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device which has conventionally been difficult to manufacture.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、ウエハやウエハステー
ジが振動を持っていても、この影響を受けずに高精度な
アライメントを行なうことができる。また、本発明を露
光装置や半導体デバイス製造などに応用すれば、高精度
の半導体デバイスを製造することができる。
According to the present invention, even when the wafer or the wafer stage has vibration, high-precision alignment can be performed without being affected by the vibration. If the present invention is applied to an exposure apparatus or semiconductor device manufacturing, a highly accurate semiconductor device can be manufactured.

【0034】とくにグローバルアライメントのように、
追い込み動作がなく、1回のアライメントでステージの
振動中心とのアライメントが必要な時などは、本発明を
用いると、ステージ振動分が補正できるため高精度な露
光が可能である。
In particular, like global alignment,
When the alignment with the center of vibration of the stage is required in a single alignment without the drive-in operation or the like, the use of the present invention makes it possible to correct the stage vibration, so that high-precision exposure is possible.

【0035】また、本発明を適用し、かつステージの整
定前の安定化チェック内でアライメン卜計測を行なうよ
うにすれば、ステージ整定時間内にステージの目標値が
求まることになり、スループット向上につながる。
Further, if the present invention is applied and the alignment measurement is performed in the stabilization check before the stage is settled, the target value of the stage can be obtained within the stage settling time, thereby improving the throughput. Connect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施例に係る露光装置の構成を
示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置の動作シーケンスを示すフローチ
ャート図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation sequence of the apparatus shown in FIG. 1;

【図4】 図1の装置におけるアライメント検出とステ
ージ位置検出を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing alignment detection and stage position detection in the apparatus of FIG.

【図5】 図1の装置におけるアライメント検出器とレ
ーザ干渉測長器の検出タイミングを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing detection timings of an alignment detector and a laser interferometer in the apparatus of FIG.

【図6】 本発明の第1実施例の変形例におけるステー
ジの整定とアライメント計測のタイミングを示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing timings of stage setting and alignment measurement in a modification of the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第2実施例に係る信号処理系のブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a signal processing system according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 図7の信号処理系の処理シーケンスを示す図
である。
8 is a diagram showing a processing sequence of the signal processing system of FIG.

【図9】 半導体デバイスの製造フローを示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a flow of manufacturing a semiconductor device.

【図10】 図9におけるウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a detailed flow of a wafer process in FIG. 9;

【図11】 従来例のアライメント検出とステージ位置
検出を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing alignment detection and stage position detection in a conventional example.

【図12】 従来例のアライメント検出とステージ位置
検出を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing alignment detection and stage position detection in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:コントローラ、2:アライメント検出器、3:マス
クチャック、4:マスク、5:アライメントパターン、
6:ウエハ、7:アライメントパターン、8:ウエハチ
ャック、9:ミラー、10:レーザ干渉測長器、11,
12:レーザ干渉測長系を構成するレーザ干渉測長器以
外のユニット、13,14:ステージ機構、15:駆動
機構、61:I/F回路、62:コンピュータ。
1: controller, 2: alignment detector, 3: mask chuck, 4: mask, 5: alignment pattern,
6: wafer, 7: alignment pattern, 8: wafer chuck, 9: mirror, 10: laser interferometer, 11,
12: Units other than the laser interferometer constituting the laser interferometer, 13, 14: stage mechanism, 15: drive mechanism, 61: I / F circuit, 62: computer.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1物体と第2物体の相対的な位置ずれ
を検出するアライメント検出手段と、 前記第1物体に対して前記第2物体を相対移動させる移
動手段と、 前記移動手段の移動情報を計測する計測手段と、 前記移動手段の振動情報を検出する振動検出手段と、 前記アライメント検出手段と前記計測手段とを同期させ
て得られる前記アライメント検出手段の検出値、該アラ
イメント検出のタイミングにおける前記計測手段の計測
値および前記振動情報に基づいて前記移動手段を動作さ
せる手段とを有することを特徴とする位置合わせ装置。
An alignment detecting unit that detects a relative displacement between a first object and a second object; a moving unit that relatively moves the second object with respect to the first object; and a movement of the moving unit. Measuring means for measuring information; vibration detecting means for detecting vibration information of the moving means; detection values of the alignment detecting means obtained by synchronizing the alignment detecting means and the measuring means; timing of the alignment detection A means for operating the moving means based on the measurement value of the measuring means and the vibration information.
【請求項2】 前記計測手段は前記アライメント検出手
段の検出周期より短い周期で前記計測を行ない、前記振
動検出手段は前記計測手段から順次出力される複数個の
計測値に基づいて前記移動手段の振動中心情報を含む前
記振動情報を検出し、前記移動手段を動作させる手段は
前記アライメント検出値と前記アライメント検出タイミ
ングにおける前記計測手段の計測値とに基づいて得られ
る前記移動手段への移動指令値を前記アライメント検出
タイミングにおける前記移動手段の振動中心からのずれ
分で補正した値に基づいて前記移動手段を動作させるこ
とを特徴とする請求項1記載の位置合わせ装置。
2. The method according to claim 1, wherein the measuring unit performs the measurement at a period shorter than a detection period of the alignment detecting unit, and the vibration detecting unit performs the measurement based on a plurality of measurement values sequentially output from the measuring unit. The means for detecting the vibration information including the vibration center information and operating the moving means is a movement command value to the moving means obtained based on the alignment detection value and the measurement value of the measuring means at the alignment detection timing. 2. The positioning apparatus according to claim 1, wherein the moving means is operated based on a value corrected by a deviation from a vibration center of the moving means at the alignment detection timing.
【請求項3】 第1物体と第2物体の相対的な位置ずれ
を検出する第1ステップと、 前記第2物体の位置情報を計測する第2ステップと、 前記第2ステップでの複数の計測値に基づいて前記第2
物体の振動情報を検出する第3ステップと、 前記第1のステップでの検出値と該検出値を得たタイミ
ングにおける前記第2ステップでの計測値と前記振動情
報とに基づいて前記第2物体の振動中心に対する前記第
1物体の位置ずれを算出し、その算出した値に基づいて
第1物体と第2物体との位置関係を調整する第4ステッ
プとを有することを特徴とする位置合わせ方法。
3. A first step of detecting a relative displacement between a first object and a second object, a second step of measuring position information of the second object, and a plurality of measurements in the second step Value based on the second
A third step of detecting vibration information of the object, the second object based on the detection value in the first step, the measurement value in the second step at the timing when the detection value is obtained, and the vibration information Calculating a positional shift of the first object with respect to the vibration center of the object, and adjusting a positional relationship between the first object and the second object based on the calculated value. .
【請求項4】 露光パターンが形成された原版と被露光
体との位置合わせを行なう位置合わせ手段と、 原版と被露光体とが位置合わせされた状態で、原版の露
光パターンを被露光体に露光転写する転写手段とを有
し、 前記位置合わせ手段は、 前記原版と被露光体の相対的な位置ずれを検出するアラ
イメント検出手段と、 前記原版に対して前記被露光体を相対移動させる移動手
段と、 前記移動手段の移動情報を計測する計測手段と、 前記移動手段の振動情報を検出する振動情報検出手段
と、 前記アライメント検出手段と前記計測手段とを同期させ
て得られる前記アライメント検出手段の検出値、該アラ
イメント検出のタイミングにおける前記計測手段の計測
値および前記振動情報に基づいて前記移動手段を動作さ
せる手段とを有することを特徴とする露光装置。
4. An aligning means for aligning an original on which an exposure pattern is formed with an object to be exposed, and an exposure pattern of the original on an object to be exposed when the original and the object to be exposed are aligned. Transfer means for exposing and transferring, the alignment means, alignment detecting means for detecting a relative displacement between the original and the object to be exposed, and movement for relatively moving the object to be exposed with respect to the original. Means, measuring means for measuring movement information of the moving means, vibration information detecting means for detecting vibration information of the moving means, and the alignment detecting means obtained by synchronizing the alignment detecting means and the measuring means Means for operating the moving means based on the detected value, the measured value of the measuring means at the timing of the alignment detection, and the vibration information. Exposure apparatus according to symptoms.
【請求項5】 前記計測手段は前記アライメント検出手
段の検出周期より短い周期で前記計測を行ない、前記振
動検出手段は前記計測手段から順次出力される複数個の
計測値に基づいて前記移動手段の振動中心情報を含む前
記振動情報を検出し、前記移動手段を動作させる手段は
前記アライメント検出値および前記アライメント検出タ
イミングにおける前記計測手段の計測値に基づいて得ら
れる前記移動手段への移動指令値を前記アライメント検
出タイミングにおける前記移動手段の振動中心からのず
れ分で補正した値に基づいて前記移動手段を動作させる
ことを特徴とする請求項4記載の露光装置。
5. The measuring means performs the measurement in a cycle shorter than a detection cycle of the alignment detecting means, and the vibration detecting means detects the vibration of the moving means based on a plurality of measurement values sequentially output from the measuring means. The means for detecting the vibration information including the vibration center information and operating the moving means outputs a movement command value to the moving means obtained based on the alignment detection value and the measurement value of the measuring means at the alignment detection timing. 5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the moving unit is operated based on a value corrected by a deviation from a vibration center of the moving unit at the alignment detection timing.
【請求項6】 前記位置合わせ手段は前記移動手段の振
動が前記露光転写に必要な振幅以下に整定される前であ
っても前記位置合わせを実行することを特徴とする請求
項4または5記載の露光装置。
6. The positioning device according to claim 4, wherein the positioning device executes the positioning even before the vibration of the moving device is settled below the amplitude required for the exposure transfer. Exposure equipment.
【請求項7】 回路パターンが形成された原版とウエハ
との位置合わせを行なう位置合わせステップと、 前記位置合わせがなされた状態で、原版の回路パターン
をウエハに露光転写する転写ステップとを有し、 前記位置合わせステップは、 前記原版とウエハの相対的な位置ずれを検出する第1ス
テップと、 前記ウエハの位置情報を計測する第2ステップと、 前記第2ステップでの複数の計測値に基づいて前記ウエ
ハの振動情報を検出する第3ステップと、 前記第1のステップでの検出値と該検出値を得たタイミ
ングにおける前記第2ステップでの計測値と前記振動情
報とに基づいて前記ウエハの振動中心に対する前記原版
の位置ずれを算出し、その算出した値に基づいて原版と
ウエハとの位置関係を調整する第4ステップとを有する
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
7. An alignment step for aligning an original on which a circuit pattern is formed with a wafer, and a transfer step for exposing and transferring a circuit pattern of the original onto the wafer in the state where the alignment has been performed. The positioning step includes: a first step of detecting a relative displacement between the original plate and the wafer; a second step of measuring position information of the wafer; and a plurality of measurement values in the second step. A third step of detecting vibration information of the wafer by using the detection value in the first step, the measurement value in the second step at the timing when the detection value is obtained, and the vibration information. Calculating a positional shift of the original with respect to the vibration center of the above, and adjusting a positional relationship between the original and the wafer based on the calculated value. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項8】 請求項7の方法によって製造されたこと
を特徴とする半導体デバイス。
8. A semiconductor device manufactured by the method of claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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