JPH1097974A - 半導体露光方法および半導体露光装置 - Google Patents
半導体露光方法および半導体露光装置Info
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- JPH1097974A JPH1097974A JP8251563A JP25156396A JPH1097974A JP H1097974 A JPH1097974 A JP H1097974A JP 8251563 A JP8251563 A JP 8251563A JP 25156396 A JP25156396 A JP 25156396A JP H1097974 A JPH1097974 A JP H1097974A
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- Japan
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- exposure
- wafer
- optical axis
- gap
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- Pending
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アライメントギャップと露光ギャップが異な
っていても、高精度な露光が実現可能な半導体露光装置
あるいは半導体露光方法を提供する。 【解決手段】 地面を基準にSR光13の光軸の角度を
検出するSR光軸モニタ18と、地面を基準に装置本体
の角度を検出する本体姿勢監視ユニット20を用い、こ
れらからの出力結果よりSR光13の光軸と装置本体の
相対角度を検出し、この相対角度に基づいて、ウエハ5
の、アライメントギャップから露光ギャップへの移動の
際のSR光軸と直交する方向への位置ずれを補正する。
っていても、高精度な露光が実現可能な半導体露光装置
あるいは半導体露光方法を提供する。 【解決手段】 地面を基準にSR光13の光軸の角度を
検出するSR光軸モニタ18と、地面を基準に装置本体
の角度を検出する本体姿勢監視ユニット20を用い、こ
れらからの出力結果よりSR光13の光軸と装置本体の
相対角度を検出し、この相対角度に基づいて、ウエハ5
の、アライメントギャップから露光ギャップへの移動の
際のSR光軸と直交する方向への位置ずれを補正する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスク上に描画さ
れた半導体集積回路の微細パターンを、ウエハ上に露
光、転写形成する半導体露光方法および半導体露光装置
に関する。
れた半導体集積回路の微細パターンを、ウエハ上に露
光、転写形成する半導体露光方法および半導体露光装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体露光装置の代表的な例として、X
線露光装置がある。例えばSR光源を利用したX線露光
装置が特開平2−100311号公報に示されている。
線露光装置がある。例えばSR光源を利用したX線露光
装置が特開平2−100311号公報に示されている。
【0003】図7はX線露光装置の一般的な構成を示す
模式的断面図である。この図において、符号101はマ
スク、符号102はマスクを保持するマスクチャック、
符号103はマスクメンブレン、符号104はマスクチ
ャックベース、符号105はウエハ、符号106はウエ
ハを保持するウエハチャックを指し示している。符号1
07はマスクとウエハの位置合わせに用いられる微動ス
テージ、符号108は各ショット間の移動に用いられる
粗動ステージを、符号109は粗動ステージの案内が固
定されるステージベースを指し示している。ウエハ10
5およびウエハチャック106は微動ステージ107上
に搭載されている。
模式的断面図である。この図において、符号101はマ
スク、符号102はマスクを保持するマスクチャック、
符号103はマスクメンブレン、符号104はマスクチ
ャックベース、符号105はウエハ、符号106はウエ
ハを保持するウエハチャックを指し示している。符号1
07はマスクとウエハの位置合わせに用いられる微動ス
テージ、符号108は各ショット間の移動に用いられる
粗動ステージを、符号109は粗動ステージの案内が固
定されるステージベースを指し示している。ウエハ10
5およびウエハチャック106は微動ステージ107上
に搭載されている。
【0004】符号110はステージY方向計測用干渉計
ユニットを、符号111はレーザー反射ミラーを指し示
している。図7ではY方向以外の他の軸については図示
していないが、Z方向以外の5自由度、すなわち位置
X、Yと姿勢(角度成分)ωx、ωy、θはレーザー測
長系で計測される。一方位置Zについては微動ステージ
107上に固定されたZ・チルト制御用変位センサ(不
図示)により計測される。また、符号112はアライメ
ント計測ユニットを指し示している。
ユニットを、符号111はレーザー反射ミラーを指し示
している。図7ではY方向以外の他の軸については図示
していないが、Z方向以外の5自由度、すなわち位置
X、Yと姿勢(角度成分)ωx、ωy、θはレーザー測
長系で計測される。一方位置Zについては微動ステージ
107上に固定されたZ・チルト制御用変位センサ(不
図示)により計測される。また、符号112はアライメ
ント計測ユニットを指し示している。
【0005】X線露光装置においては一般的に、マスク
とウエハを微小間隔に接近させて露光するプロキシミテ
ィ露光を行ない、またマスクのパターンをウエハ上に複
数回繰り返し露光を行なういわゆるステップ・アンド・
リピート方式で露光を行なう。
とウエハを微小間隔に接近させて露光するプロキシミテ
ィ露光を行ない、またマスクのパターンをウエハ上に複
数回繰り返し露光を行なういわゆるステップ・アンド・
リピート方式で露光を行なう。
【0006】このような従来のX線露光装置において、
ダイ・バイ・ダイ方式にて露光を行なう手順を図7を参
照して説明する。 ウエハ105の第nショット目を露光する部分がマス
クメンブレン103と対向するように、粗動ステージ1
08が駆動される。 微動ステージ107によってウエハ105が、露光を
行うギャップになるように駆動される。 微動ステージ107にてマスク101とウエハ105
の位置合わせが行われた後、その状態が保持されて露光
が行われる。 微動ステージ107にてウエハ105がステップ時の
ギャップに退避する。以下、上記の〜の操作が繰り
返される。
ダイ・バイ・ダイ方式にて露光を行なう手順を図7を参
照して説明する。 ウエハ105の第nショット目を露光する部分がマス
クメンブレン103と対向するように、粗動ステージ1
08が駆動される。 微動ステージ107によってウエハ105が、露光を
行うギャップになるように駆動される。 微動ステージ107にてマスク101とウエハ105
の位置合わせが行われた後、その状態が保持されて露光
が行われる。 微動ステージ107にてウエハ105がステップ時の
ギャップに退避する。以下、上記の〜の操作が繰り
返される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年半導体デバイスに
微細化の要求が増すにつれ、露光ギャップは従来の30
μm程度から20μmあるいはそれ以下の狭ギャップが
求められてきている。しかしながら従来のX線露光装置
においては、アライメントギャップと露光ギャップが同
じであったため、狭ギャップ露光に対応するため、アラ
イメントシステムあるいはアライメントマークの設計変
更などが生じたり、またアライメント計測時にマスクメ
ンブレンの変形の影響を受けるなど、不都合が発生する
場合があった。
微細化の要求が増すにつれ、露光ギャップは従来の30
μm程度から20μmあるいはそれ以下の狭ギャップが
求められてきている。しかしながら従来のX線露光装置
においては、アライメントギャップと露光ギャップが同
じであったため、狭ギャップ露光に対応するため、アラ
イメントシステムあるいはアライメントマークの設計変
更などが生じたり、またアライメント計測時にマスクメ
ンブレンの変形の影響を受けるなど、不都合が発生する
場合があった。
【0008】これに対処するためアライメントギャップ
と露光ギャップを変えた場合、図8に示すように露光光
軸とウエハステージに位置する反射ミラーとに相対角度
が生じていると、干渉計ユニットを用いてサーボ制御
(負帰還制御)しながらアライメントギャップから露光
ギャップへウエハをZ方向駆動(近接駆動)したとき
に、露光光軸に直交する方向へウエハの位置ずれが発生
し、露光精度の劣化を招くことになる。尚、図8ではX
方向の位置ずれが示されているが、Y方向の位置ずれが
生じる場合もある。この露光光軸と干渉計反射ミラーに
相対角度が発生する要因としては、組付け誤差、装置本
体(ステッパー)と露光光軸の姿勢変化、あるいはウエ
ハのクサビなどの補正によるステージの傾きなどが考え
られる。
と露光ギャップを変えた場合、図8に示すように露光光
軸とウエハステージに位置する反射ミラーとに相対角度
が生じていると、干渉計ユニットを用いてサーボ制御
(負帰還制御)しながらアライメントギャップから露光
ギャップへウエハをZ方向駆動(近接駆動)したとき
に、露光光軸に直交する方向へウエハの位置ずれが発生
し、露光精度の劣化を招くことになる。尚、図8ではX
方向の位置ずれが示されているが、Y方向の位置ずれが
生じる場合もある。この露光光軸と干渉計反射ミラーに
相対角度が発生する要因としては、組付け誤差、装置本
体(ステッパー)と露光光軸の姿勢変化、あるいはウエ
ハのクサビなどの補正によるステージの傾きなどが考え
られる。
【0009】そこで本発明は、上述した従来技術の実情
に鑑み、アライメントギャップと露光ギャップが異なっ
ていても、高精度な露光が実現可能な半導体露光方法あ
るいは半導体露光装置を提供することにある。
に鑑み、アライメントギャップと露光ギャップが異なっ
ていても、高精度な露光が実現可能な半導体露光方法あ
るいは半導体露光装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1の発明は、マスクとウエハのアライメントを行っ
た後、干渉計ユニットとウエハステージ側に配置された
反射ミラーとを用いて該ウエハステージの面内方向の位
置を負帰還制御しながらマスクに対しウエハをアライメ
ント時と異なるギャップに移動させ、露光を行う方法で
あって、前記反射ミラーと露光光軸との相対角度を検出
し、この検出した相対角度に基づき、前記ウエハの近接
移動の際の前記露光光軸と直交する方向への位置ずれを
補正することを特徴とする。
に第1の発明は、マスクとウエハのアライメントを行っ
た後、干渉計ユニットとウエハステージ側に配置された
反射ミラーとを用いて該ウエハステージの面内方向の位
置を負帰還制御しながらマスクに対しウエハをアライメ
ント時と異なるギャップに移動させ、露光を行う方法で
あって、前記反射ミラーと露光光軸との相対角度を検出
し、この検出した相対角度に基づき、前記ウエハの近接
移動の際の前記露光光軸と直交する方向への位置ずれを
補正することを特徴とする。
【0011】また、上記目的を達成するために第2の発
明は、ウエハステージ側に設置された反射ミラーと、露
光に先だってマスクに対してウエハをアライメント時と
異なるギャップに移動させる際に前記反射ミラーと協働
して前記ウエハの面内方向の位置を負帰還制御する干渉
計ユニットとを含む装置であって、前記反射ミラーと露
光光軸との相対角度を検出する検出手段と、前記検出手
段で検出した相対角度に基づき、前記ウエハの近接移動
の際の前記露光光軸と直交する方向への位置ずれを補正
する補正手段と、を有することを特徴とする。
明は、ウエハステージ側に設置された反射ミラーと、露
光に先だってマスクに対してウエハをアライメント時と
異なるギャップに移動させる際に前記反射ミラーと協働
して前記ウエハの面内方向の位置を負帰還制御する干渉
計ユニットとを含む装置であって、前記反射ミラーと露
光光軸との相対角度を検出する検出手段と、前記検出手
段で検出した相対角度に基づき、前記ウエハの近接移動
の際の前記露光光軸と直交する方向への位置ずれを補正
する補正手段と、を有することを特徴とする。
【0012】このような半導体露光装置においては、前
記検出手段は、基準状態で予め計測された前記反射ミラ
ーと露光光軸との相対角度を記憶する記憶部と、アライ
メントギャップから露光ギャップへウエハを移動する際
の前記反射ミラーと露光光軸との相対角度の基準状態か
らの変化を検出する相対角度変化検出手段と、から構成
されている。
記検出手段は、基準状態で予め計測された前記反射ミラ
ーと露光光軸との相対角度を記憶する記憶部と、アライ
メントギャップから露光ギャップへウエハを移動する際
の前記反射ミラーと露光光軸との相対角度の基準状態か
らの変化を検出する相対角度変化検出手段と、から構成
されている。
【0013】好ましくは、前記相対角度変化検出手段
は、ウエハステージの角度を検出するステージ姿勢検出
部と、装置本体と露光光軸との相対角度を検出する相対
姿勢検出部と、から構成されている。
は、ウエハステージの角度を検出するステージ姿勢検出
部と、装置本体と露光光軸との相対角度を検出する相対
姿勢検出部と、から構成されている。
【0014】さらに好ましくは、前記相対姿勢検出手段
は、地面を基準に露光光軸の角度を検出する光軸検出手
段と、地面を基準に装置本体の角度を検出する本体姿勢
検出手段と、から構成されている。
は、地面を基準に露光光軸の角度を検出する光軸検出手
段と、地面を基準に装置本体の角度を検出する本体姿勢
検出手段と、から構成されている。
【0015】また前記補正手段はステージ駆動を補正す
る手段や、アライメント計測値を補正する手段であるこ
とが考えられる。
る手段や、アライメント計測値を補正する手段であるこ
とが考えられる。
【0016】上記のとおりの発明では、マスクとウエハ
のアライメントを行った後、干渉計ユニットとウエハス
テージ側に配置された反射ミラーとを用いて該ウエハス
テージの面内方向の位置を負帰還制御しながらマスクに
対しウエハをアライメント時と異なるギャップに移動さ
せ、露光を行う場合において、組付け誤差、装置本体
(ステッパー)と露光光軸の姿勢変化、あるいはウエハ
のクサビなどの補正によるステージの傾きなどで露光光
軸と干渉計反射ミラーとにある相対角度が発生しても、
前記のような移動の際にウエハの位置ずれを生じさせる
ことがないので、狭ギャップ露光に対応した高精度の露
光が実現可能となる。
のアライメントを行った後、干渉計ユニットとウエハス
テージ側に配置された反射ミラーとを用いて該ウエハス
テージの面内方向の位置を負帰還制御しながらマスクに
対しウエハをアライメント時と異なるギャップに移動さ
せ、露光を行う場合において、組付け誤差、装置本体
(ステッパー)と露光光軸の姿勢変化、あるいはウエハ
のクサビなどの補正によるステージの傾きなどで露光光
軸と干渉計反射ミラーとにある相対角度が発生しても、
前記のような移動の際にウエハの位置ずれを生じさせる
ことがないので、狭ギャップ露光に対応した高精度の露
光が実現可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0018】(第1の実施形態)本実施形態の特徴は、
ステージ干渉計反射ミラーとSR(Synchrotron Radiat
ion)光軸との相対姿勢を計測し、アライメントギャッ
プから露光ギャップへのウエハの移動の際に、SR光軸
と直交する方向への位置ずれが発生しないようにステー
ジ駆動を補正することにある。
ステージ干渉計反射ミラーとSR(Synchrotron Radiat
ion)光軸との相対姿勢を計測し、アライメントギャッ
プから露光ギャップへのウエハの移動の際に、SR光軸
と直交する方向への位置ずれが発生しないようにステー
ジ駆動を補正することにある。
【0019】図1は、本発明の第1の実施形態であるX
線露光装置の構成および説明に使用する座標系を示す図
である。
線露光装置の構成および説明に使用する座標系を示す図
である。
【0020】本実施形態のX線露光装置は図1に示すよ
うにマスク1を平面保持するマスクチャック2を有し、
マスクチャック2はマスクチャックベース4に固定され
ている。マスクチャックベース4の、マスク1を保持す
る側の部位には一対のステージベース9が固定されてお
り、これら一対のステージベース9は、粗動ステージ8
を案内する為の例えばガイド軸などの案内手段(不図
示)を固定保持している。粗動ステージ8上にはウエハ
5を保持するウエハチャック6を微動駆動するための微
動ステージ7が、ウエハ5とマスク1とが対向するよう
に搭載されている。前記の微動ステージ7は例えばピエ
ゾ素子を駆動手段としてマスク1とウエハ5の位置合わ
せに用いられ、粗動ステージ8は各ショット間の移動に
用いられる。尚、図1では便宜上、Y方向に駆動・案内
される粗動ステージ8のみを示したが、粗動ステージ8
はX方向にも粗動可能である。
うにマスク1を平面保持するマスクチャック2を有し、
マスクチャック2はマスクチャックベース4に固定され
ている。マスクチャックベース4の、マスク1を保持す
る側の部位には一対のステージベース9が固定されてお
り、これら一対のステージベース9は、粗動ステージ8
を案内する為の例えばガイド軸などの案内手段(不図
示)を固定保持している。粗動ステージ8上にはウエハ
5を保持するウエハチャック6を微動駆動するための微
動ステージ7が、ウエハ5とマスク1とが対向するよう
に搭載されている。前記の微動ステージ7は例えばピエ
ゾ素子を駆動手段としてマスク1とウエハ5の位置合わ
せに用いられ、粗動ステージ8は各ショット間の移動に
用いられる。尚、図1では便宜上、Y方向に駆動・案内
される粗動ステージ8のみを示したが、粗動ステージ8
はX方向にも粗動可能である。
【0021】マスクチャックベース4の、マスク1を保
持しない側の部位には、ファインアライメント、即ちウ
エハ5のマスク1側の面とマスクメンブレン(Mask Mem
brane)3との間隔(以下、「ギャップ」と称す)並び
に両者の面内のずれ量(X、Y、θ方向)を計測するた
めのアライメントスコープ11が配置されている。アラ
イメントスコープ11は、マスク1上のアライメントマ
ーク(不図示)の位置が移動しても計測可能となるよう
に、マスク面と略平行に2つの駆動軸が互いに直交して
成る2軸ステージ上に搭載されている。また、アライメ
ントスコープ11は面情報を計測可能にするために最低
3個配置されている。
持しない側の部位には、ファインアライメント、即ちウ
エハ5のマスク1側の面とマスクメンブレン(Mask Mem
brane)3との間隔(以下、「ギャップ」と称す)並び
に両者の面内のずれ量(X、Y、θ方向)を計測するた
めのアライメントスコープ11が配置されている。アラ
イメントスコープ11は、マスク1上のアライメントマ
ーク(不図示)の位置が移動しても計測可能となるよう
に、マスク面と略平行に2つの駆動軸が互いに直交して
成る2軸ステージ上に搭載されている。また、アライメ
ントスコープ11は面情報を計測可能にするために最低
3個配置されている。
【0022】また、ステージの位置及び姿勢を計測する
レーザー測長系については、微動ステージ7上のY方向
の端部にはレーザ反射ミラー16が配置され、レーザ反
射ミラー16が配置された側に位置するステージベース
9にステージY方向計測用干渉計ユニット17が配置さ
れている。図1ではその他の測定系は図示していない
が、Z方向以外の5自由度、すなわち位置X、Yと姿勢
(角度成分)ωx、ωy、θは前記のようなレーザー測
長系で計測している。一方、Z方向の駆動量は、微動ス
テージ7上に固定されたZ・チルト制御用変位センサ1
0で計測する。
レーザー測長系については、微動ステージ7上のY方向
の端部にはレーザ反射ミラー16が配置され、レーザ反
射ミラー16が配置された側に位置するステージベース
9にステージY方向計測用干渉計ユニット17が配置さ
れている。図1ではその他の測定系は図示していない
が、Z方向以外の5自由度、すなわち位置X、Yと姿勢
(角度成分)ωx、ωy、θは前記のようなレーザー測
長系で計測している。一方、Z方向の駆動量は、微動ス
テージ7上に固定されたZ・チルト制御用変位センサ1
0で計測する。
【0023】ファインアライメントのシステムの詳細は
特開平2−100311号公報に記載のものと同様であ
る。また、ωxはX軸周りの変位量、ωyはY軸周りの
変位量、θはZ軸周りの変位量を意味している。
特開平2−100311号公報に記載のものと同様であ
る。また、ωxはX軸周りの変位量、ωyはY軸周りの
変位量、θはZ軸周りの変位量を意味している。
【0024】さらに前記の構成からなる装置全体はチャ
ンバー12内に設置されていて、露光時は減圧ヘリウム
雰囲気の下に置かれる様になっている。チャンバー12
のマスクメンブレン3と対向する部分は、不図示の光源
で発生したSR光13を通過させてチャンバー12内の
マスクメンブレン3に導くための遮断窓14(通常、ベ
リリウム窓が使用される)となっている。
ンバー12内に設置されていて、露光時は減圧ヘリウム
雰囲気の下に置かれる様になっている。チャンバー12
のマスクメンブレン3と対向する部分は、不図示の光源
で発生したSR光13を通過させてチャンバー12内の
マスクメンブレン3に導くための遮断窓14(通常、ベ
リリウム窓が使用される)となっている。
【0025】本形態の装置は、露光光軸(SR光軸)と
装置本体の姿勢を測定し、露光光軸と装置本体の相対角
度を検出する相対姿勢検出部(図2の符号22に示す)
をさらに備えている。この相対姿勢検出部は以下の、地
面を基準に露光光軸の角度を検出する光軸検出手段であ
るSR光軸モニタと、地面を基準に装置本体の角度を検
出する本体姿勢検出手段である本体姿勢監視ユニットと
を含み、これらからの出力結果より露光光軸と装置本体
の相対角度を検出する。
装置本体の姿勢を測定し、露光光軸と装置本体の相対角
度を検出する相対姿勢検出部(図2の符号22に示す)
をさらに備えている。この相対姿勢検出部は以下の、地
面を基準に露光光軸の角度を検出する光軸検出手段であ
るSR光軸モニタと、地面を基準に装置本体の角度を検
出する本体姿勢検出手段である本体姿勢監視ユニットと
を含み、これらからの出力結果より露光光軸と装置本体
の相対角度を検出する。
【0026】(1)SR光軸モニタ 図1に示されるSR光軸モニタ18は、露光光軸上の離
れた少なくとも2地点でSR光13の光軸をモニタする
ことにより、SR光軸の位置および角度を検出するもの
である。具体的には図1において、SR光13の周囲に
はSR光13が通過するビームポート19が配置され
る。そしてSR光軸モニタ18は、ビームポート19の
光源側と反光源側の内側面にそれぞれSR光13を挟み
込むように3個以上のSR光強度センサからなる2つの
センサ群を固定して構成され、各センサ群で強度プロフ
ァイルを測定することにより、SR光軸(XY、Til
t方向)の監視を可能にしている。なお、図1では光源
側のセンサ群は図示していない。
れた少なくとも2地点でSR光13の光軸をモニタする
ことにより、SR光軸の位置および角度を検出するもの
である。具体的には図1において、SR光13の周囲に
はSR光13が通過するビームポート19が配置され
る。そしてSR光軸モニタ18は、ビームポート19の
光源側と反光源側の内側面にそれぞれSR光13を挟み
込むように3個以上のSR光強度センサからなる2つの
センサ群を固定して構成され、各センサ群で強度プロフ
ァイルを測定することにより、SR光軸(XY、Til
t方向)の監視を可能にしている。なお、図1では光源
側のセンサ群は図示していない。
【0027】(2)本体姿勢監視ユニット 図1に示される本体姿勢監視ユニット20は少なくとも
3個の変位センサからなり、地面から装置本体の姿勢を
監視しているものである。
3個の変位センサからなり、地面から装置本体の姿勢を
監視しているものである。
【0028】また、本形態のX線露光装置は、上述した
相対姿勢検出部を用い、アライメントギャップから露光
ギャップへのウエハの移動の際に、露光光軸と直交する
方向への位置ずれが発生しないようにステージ駆動を補
正する補正手段をさらに備えている。以下、この補正手
段および補正方法について述べる。
相対姿勢検出部を用い、アライメントギャップから露光
ギャップへのウエハの移動の際に、露光光軸と直交する
方向への位置ずれが発生しないようにステージ駆動を補
正する補正手段をさらに備えている。以下、この補正手
段および補正方法について述べる。
【0029】図2は本発明の第1の実施形態であるX線
露光装置に備わる補正手段の構成を示すブロック図であ
る。この図に示される本形態の補正手段26は、ステー
ジ姿勢検出部21、相対姿勢検出部22、補正基準値記
憶部25によりステージ駆動を補正するものである。
露光装置に備わる補正手段の構成を示すブロック図であ
る。この図に示される本形態の補正手段26は、ステー
ジ姿勢検出部21、相対姿勢検出部22、補正基準値記
憶部25によりステージ駆動を補正するものである。
【0030】ステージ姿勢検出部21はレーザ測長系1
7からの出力を処理し、ステージ姿勢ωx、ωyを求め
るものである。
7からの出力を処理し、ステージ姿勢ωx、ωyを求め
るものである。
【0031】相対姿勢検出部22は、SR光軸モニタ1
8からの出力を処理するSR光軸検出部23と、本体姿
勢監視ユニット20からの出力を処理する本体姿勢検出
部24からの情報により、SR光軸と装置本体の相対関
係を求めるものである。
8からの出力を処理するSR光軸検出部23と、本体姿
勢監視ユニット20からの出力を処理する本体姿勢検出
部24からの情報により、SR光軸と装置本体の相対関
係を求めるものである。
【0032】補正基準値記憶部25は、詳細は後述する
が、基準状態で予め計測された前記反射ミラーと露光光
軸との相対角度を補正基準値として記憶するものであ
る。
が、基準状態で予め計測された前記反射ミラーと露光光
軸との相対角度を補正基準値として記憶するものであ
る。
【0033】尚、前記ステージ姿勢検出部21と相対姿
勢検出部22とで、アライメントギャップから露光ギャ
ップへウエハを移動する際の反射ミラーとSR光軸との
相対角度の基準状態からの変化を検出する相対角度変化
検出手段が構成される。さらに、この相対角度変化検出
手段と補正基準値記憶部25とで、ステージ干渉計反射
ミラーとSR光軸との相対角度を検出する検出手段が構
成されている。
勢検出部22とで、アライメントギャップから露光ギャ
ップへウエハを移動する際の反射ミラーとSR光軸との
相対角度の基準状態からの変化を検出する相対角度変化
検出手段が構成される。さらに、この相対角度変化検出
手段と補正基準値記憶部25とで、ステージ干渉計反射
ミラーとSR光軸との相対角度を検出する検出手段が構
成されている。
【0034】次に、図1、図2及び図4を参照し、以上
の補正手段26による補正手順について説明する。この
補正手段26は予め決定された補正基準値を使って露光
時の補正を行う。
の補正手段26による補正手順について説明する。この
補正手段26は予め決定された補正基準値を使って露光
時の補正を行う。
【0035】(1)補正基準値の決定 補正基準値は組付け誤差を補正するために用いるもの
で、基準状態(例えばステージωx、ωyは原点にす
る)でギャップを変えてウエハに2重露光を行いその時
の位置ずれを他の計測装置で計測することにより求めら
れる。補正基準値のX成分を求める場合について図3に
示す。SR光は発散角をもっているので、二つのパター
ンの位置ずれからランナウト成分を除く。この補正基準
値は、評価したときのステージ姿勢検出部21の出力お
よび相対姿勢検出部22の出力と一緒に基準値記憶部2
5に記憶される。
で、基準状態(例えばステージωx、ωyは原点にす
る)でギャップを変えてウエハに2重露光を行いその時
の位置ずれを他の計測装置で計測することにより求めら
れる。補正基準値のX成分を求める場合について図3に
示す。SR光は発散角をもっているので、二つのパター
ンの位置ずれからランナウト成分を除く。この補正基準
値は、評価したときのステージ姿勢検出部21の出力お
よび相対姿勢検出部22の出力と一緒に基準値記憶部2
5に記憶される。
【0036】(2)露光時の補正 ここでは、ダイ・バイ・ダイ方式にて露光を行う手順を
例に採って説明する。また、本例では、アライメントギ
ャップ=50μm、露光ギャップ=30μmとする。図
4に第1の実施形態における露光手順の概略がフローチ
ャートで示してある。 ウエハ5の第nショット目を露光する部分がマスクメ
ンブレン3と対向するように、粗動ステージ8がステッ
プ駆動される(ステップS1)。この時、ウエハ5とマ
スク1の干渉を避けるため、ステップ時のウエハ5とマ
スク1のギャップは両者の平面度、クサビなどを考慮し
て十分大きな値に決定される。本例では100μm以上
とする。 次に、アライメントスコープ11で3箇所のギャップ
が計測され、アライメントギャップ(50μm)になる
ように微動ステージ7の駆動によってマスクメンブレン
3とウエハ5のギャップ設定および平行出しが行われる
(ステップS2)。 次に、アライメントスコープ11の計測結果を用い
て、微動ステージ7にてマスク1とウエハ5の位置合わ
せが行われる(ステップS3)。 次に、微動ステージ7によってウエハ5が、露光を行
うギャップ(30μm)になるように駆動される。この
とき、補正手段26により、SR光軸と直交する方向
(X、Y、θ方向)への位置ずれが生じないように補正
しながらステージ駆動される。補正量は、ステージ姿勢
検出部21の出力および相対姿勢検出部24の出力よ
り、基準状態との差を考慮して補正基準値を修正し、さ
らにZ駆動量(50−30=20μm)との積を計算し
て求める。 露光が行われる(ステップS5)。 露光完了後、微動ステージ7にてウエハ5がステップ
時のギャップ(100μm)に退避する(ステップS
5)。 以下、上記の〜の操作が繰り返される。
例に採って説明する。また、本例では、アライメントギ
ャップ=50μm、露光ギャップ=30μmとする。図
4に第1の実施形態における露光手順の概略がフローチ
ャートで示してある。 ウエハ5の第nショット目を露光する部分がマスクメ
ンブレン3と対向するように、粗動ステージ8がステッ
プ駆動される(ステップS1)。この時、ウエハ5とマ
スク1の干渉を避けるため、ステップ時のウエハ5とマ
スク1のギャップは両者の平面度、クサビなどを考慮し
て十分大きな値に決定される。本例では100μm以上
とする。 次に、アライメントスコープ11で3箇所のギャップ
が計測され、アライメントギャップ(50μm)になる
ように微動ステージ7の駆動によってマスクメンブレン
3とウエハ5のギャップ設定および平行出しが行われる
(ステップS2)。 次に、アライメントスコープ11の計測結果を用い
て、微動ステージ7にてマスク1とウエハ5の位置合わ
せが行われる(ステップS3)。 次に、微動ステージ7によってウエハ5が、露光を行
うギャップ(30μm)になるように駆動される。この
とき、補正手段26により、SR光軸と直交する方向
(X、Y、θ方向)への位置ずれが生じないように補正
しながらステージ駆動される。補正量は、ステージ姿勢
検出部21の出力および相対姿勢検出部24の出力よ
り、基準状態との差を考慮して補正基準値を修正し、さ
らにZ駆動量(50−30=20μm)との積を計算し
て求める。 露光が行われる(ステップS5)。 露光完了後、微動ステージ7にてウエハ5がステップ
時のギャップ(100μm)に退避する(ステップS
5)。 以下、上記の〜の操作が繰り返される。
【0037】以上の実施形態の説明では、露光ギャップ
=30μm、アライメントギャップ退避=100μmの
シーケンスについて述べたが、この値が変わっても適用
できる。その場合はアライメントギャップから露光ギャ
ップへ移動する際のZ駆動量に応じて補正量を修正すれ
ばよい。
=30μm、アライメントギャップ退避=100μmの
シーケンスについて述べたが、この値が変わっても適用
できる。その場合はアライメントギャップから露光ギャ
ップへ移動する際のZ駆動量に応じて補正量を修正すれ
ばよい。
【0038】さらに本実施形態においてはダイ・バイ・
ダイ方式の露光シーケンスで説明したが、グローバル露
光シーケンスにおいても有効であり、この場合は各ショ
ットの露光時に補正手段により補正を行うようにする。
ダイ方式の露光シーケンスで説明したが、グローバル露
光シーケンスにおいても有効であり、この場合は各ショ
ットの露光時に補正手段により補正を行うようにする。
【0039】また、ステージ姿勢検出部、相対姿勢検出
部は本実施形態で述べた構成に限定されない。
部は本実施形態で述べた構成に限定されない。
【0040】(第2の実施形態)本実施形態の特徴は、
アライメント計測の際、ステージ干渉計の反射ミラーと
SR光軸との相対姿勢を計測し、アライメントギャップ
から露光ギャップへのウエハを移動する際のX、Y方向
の位置ずれを考慮してアライメント計測結果を補正する
ことにある。
アライメント計測の際、ステージ干渉計の反射ミラーと
SR光軸との相対姿勢を計測し、アライメントギャップ
から露光ギャップへのウエハを移動する際のX、Y方向
の位置ずれを考慮してアライメント計測結果を補正する
ことにある。
【0041】ここでは装置の構成は第1の実施形態と同
様であるのでその説明は省略し、第1の実施形態と異な
る補正手段および補正手順について述べる。
様であるのでその説明は省略し、第1の実施形態と異な
る補正手段および補正手順について述べる。
【0042】図5は本発明の第2の実施形態であるX線
露光装置に備わる補正手段の構成を示すブロック図であ
る。この図において第1の実施形態と同一の構成部分に
は同一符号を付してある。
露光装置に備わる補正手段の構成を示すブロック図であ
る。この図において第1の実施形態と同一の構成部分に
は同一符号を付してある。
【0043】図5に示した本形態の補正手段26は、ス
テージ姿勢検出部21、相対姿勢検出部22、補正基準
値記憶部25により、ウエハのX、Y方向の位置を検出
するアライメント検出部31のアライメント計測値を補
正するものである。
テージ姿勢検出部21、相対姿勢検出部22、補正基準
値記憶部25により、ウエハのX、Y方向の位置を検出
するアライメント検出部31のアライメント計測値を補
正するものである。
【0044】次に、図1、図5及び図6を参照し、以上
の補正手段26による補正手順について説明する。ここ
でも第1の実施形態と同様に補正手段26は補正基準値
を使って露光時の補正を行うが、補正基準値の決定は第
1の実施形態と同様であるので省略し、以下では露光時
の補正についてのみ、ダイ・バイ・ダイ方式にて露光を
行う手順を例に採って説明する。図6に第2の実施形態
における露光手順の概略がフローチャートで示してあ
る。 ウエハ5の第nショット目を露光する部分がマスクメ
ンブレン3と対向するように、粗動ステージ8がステッ
プ駆動される(ステップS1)。この時、ウエハ5とマ
スク1の干渉を避けるため、ステップ時のウエハ5とマ
スク1のギャップは両者の平面度、クサビなどを考慮し
て十分大きな値に決定される。本例では100μm以上
とする。 次に、アライメントスコープ11で3箇所のギャップ
が計測され、アライメントギャップ(50μm)になる
ように微動ステージ7の駆動によってマスクメンブレン
3とウエハ5のギャップ設定および平行出しが行われる
(ステップS2)。 次に、アライメントスコープ11の計測結果を用い
て、微動ステージ107にてマスク1とウエハ5の位置
合わせが行われる(ステップS3)。このとき、補正手
段26により、露光ギャップへウエハを移動した際の、
SR光軸と直交する方向(X、Y方向)への位置ずれを
考慮してアライメント計測値を補正しておく。したがっ
て、位置ずれと逆方向にずれた位置でマスク1とウエハ
5の位置合わせが完了する。補正量の求め方は第1の実
施形態と同様である。 次に、微動ステージ7によってウエハ5が、露光を行
うギャップ(本例では30μmとする)になるように駆
動される(ステップS4)。 露光が行われる(ステップS5)。 露光完了後、微動ステージ7にてウエハ5がステップ
時のギャップ(100μm)に退避する(ステップS
5)。 以下、上記の〜の操作が繰り返される。
の補正手段26による補正手順について説明する。ここ
でも第1の実施形態と同様に補正手段26は補正基準値
を使って露光時の補正を行うが、補正基準値の決定は第
1の実施形態と同様であるので省略し、以下では露光時
の補正についてのみ、ダイ・バイ・ダイ方式にて露光を
行う手順を例に採って説明する。図6に第2の実施形態
における露光手順の概略がフローチャートで示してあ
る。 ウエハ5の第nショット目を露光する部分がマスクメ
ンブレン3と対向するように、粗動ステージ8がステッ
プ駆動される(ステップS1)。この時、ウエハ5とマ
スク1の干渉を避けるため、ステップ時のウエハ5とマ
スク1のギャップは両者の平面度、クサビなどを考慮し
て十分大きな値に決定される。本例では100μm以上
とする。 次に、アライメントスコープ11で3箇所のギャップ
が計測され、アライメントギャップ(50μm)になる
ように微動ステージ7の駆動によってマスクメンブレン
3とウエハ5のギャップ設定および平行出しが行われる
(ステップS2)。 次に、アライメントスコープ11の計測結果を用い
て、微動ステージ107にてマスク1とウエハ5の位置
合わせが行われる(ステップS3)。このとき、補正手
段26により、露光ギャップへウエハを移動した際の、
SR光軸と直交する方向(X、Y方向)への位置ずれを
考慮してアライメント計測値を補正しておく。したがっ
て、位置ずれと逆方向にずれた位置でマスク1とウエハ
5の位置合わせが完了する。補正量の求め方は第1の実
施形態と同様である。 次に、微動ステージ7によってウエハ5が、露光を行
うギャップ(本例では30μmとする)になるように駆
動される(ステップS4)。 露光が行われる(ステップS5)。 露光完了後、微動ステージ7にてウエハ5がステップ
時のギャップ(100μm)に退避する(ステップS
5)。 以下、上記の〜の操作が繰り返される。
【0045】このように形態によれば第1の実施形態と
同様、アライメントギャップと露光ギャップが異なって
いても高精度の露光が可能である。
同様、アライメントギャップと露光ギャップが異なって
いても高精度の露光が可能である。
【0046】
【発明の効果】本発明は、アライメントギャップと露光
ギャップとを変えて近年の狭ギャップ露光に対応させる
ために、マスクとウエハのアライメントを行った後、干
渉計ユニットとウエハステージ側に配置された反射ミラ
ーとを用いて該ウエハステージの面内方向の位置を負帰
還制御しながらマスクに対しウエハをアライメント時よ
りも狭いギャップに近接移動させ、X線露光を行う方法
および装置を採用し、かつ、前記反射ミラーと露光光軸
との相対角度を検出する検出手段と、前記検出手段で検
出した相対角度に基づき、前記ウエハの近接移動の際の
前記露光光軸と直交する方向への位置ずれを補正する補
正手段と、を有する事により、前記のような近接移動の
際にウエハの位置ずれが生じず、高精度の露光が実現で
きる。
ギャップとを変えて近年の狭ギャップ露光に対応させる
ために、マスクとウエハのアライメントを行った後、干
渉計ユニットとウエハステージ側に配置された反射ミラ
ーとを用いて該ウエハステージの面内方向の位置を負帰
還制御しながらマスクに対しウエハをアライメント時よ
りも狭いギャップに近接移動させ、X線露光を行う方法
および装置を採用し、かつ、前記反射ミラーと露光光軸
との相対角度を検出する検出手段と、前記検出手段で検
出した相対角度に基づき、前記ウエハの近接移動の際の
前記露光光軸と直交する方向への位置ずれを補正する補
正手段と、を有する事により、前記のような近接移動の
際にウエハの位置ずれが生じず、高精度の露光が実現で
きる。
【図1】本発明の第1の実施形態であるX線露光装置の
構成および説明に使用する座標系を示す図である。
構成および説明に使用する座標系を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態であるX線露光装置に
備わる補正手段の構成を示すブロック図である。
備わる補正手段の構成を示すブロック図である。
【図3】補正基準値のX成分を求める場合について概念
図である。
図である。
【図4】本発明の第1の実施形態であるX線露光装置に
よる露光手順の概略を示すフローチャートである。
よる露光手順の概略を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第2の実施形態であるX線露光装置に
備わる補正手段の構成を示すブロック図である。
備わる補正手段の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第2の実施形態であるX線露光装置に
よる露光手順の概略を示すフローチャートである。
よる露光手順の概略を示すフローチャートである。
【図7】従来の半導体露光装置の一例であるX線露光装
置の構成を示す模式的断面図である。
置の構成を示す模式的断面図である。
【図8】従来の半導体露光装置にて生じていたウエハの
位置ずれを説明するための図である。
位置ずれを説明するための図である。
1 マスク 2 マスクチャック 3 マスクメンブレン 4 マスクチャックベース 5 ウエハ 6 ウエハチャック 7 微動ステージ 8 粗動ステージ 9 ステージベース 10 Z・チルト制御用変位センサ 11 アライメントスコープ 12 チャンバー 13 SR光 14 遮断窓 16 レーザ反射ミラー 17 ステージY方向計測用干渉計ユニット 18 SR光軸モニタ 19 ビームポート 20 本体姿勢監視ユニット 21 ステージ姿勢検出部 22 相対姿勢検出部 23 SR光軸検出部 24 本体姿勢検出部 25 補正基準値記憶部 26 補正手段 31 アライメント検出部
Claims (7)
- 【請求項1】 マスクとウエハのアライメントを行った
後、干渉計ユニットとウエハステージ側に配置された反
射ミラーとを用いて該ウエハステージの面内方向の位置
を負帰還制御しながらマスクに対しウエハをアライメン
ト時と異なるギャップに移動させ、露光を行う方法であ
って、 前記反射ミラーと露光光軸との相対角度を検出し、この
検出した相対角度に基づき、前記ウエハの近接移動の際
の前記露光光軸と直交する方向への位置ずれを補正する
ことを特徴とする半導体露光方法。 - 【請求項2】 ウエハステージ側に設置された反射ミラ
ーと、露光に先だってマスクに対してウエハをアライメ
ント時と異なるギャップに移動させる際に前記反射ミラ
ーと協働して前記ウエハの面内方向の位置を負帰還制御
する干渉計ユニットとを含む装置であって、 前記反射ミラーと露光光軸との相対角度を検出する検出
手段と、 前記検出手段で検出した相対角度に基づき、前記ウエハ
の近接移動の際の前記露光光軸と直交する方向への位置
ずれを補正する補正手段と、を有することを特徴とする
半導体露光装置。 - 【請求項3】 前記検出手段は、基準状態で予め計測さ
れた前記反射ミラーと露光光軸との相対角度を記憶する
記憶部と、アライメントギャップから露光ギャップへウ
エハを移動する際の前記反射ミラーと露光光軸との相対
角度の基準状態からの変化を検出する相対角度変化検出
手段と、から構成された請求項2に記載の半導体露光装
置。 - 【請求項4】 前記相対角度変化検出手段は、ウエハス
テージの角度を検出するステージ姿勢検出部と、装置本
体と露光光軸との相対角度を検出する相対姿勢検出部
と、から構成された請求項3に記載の半導体露光装置。 - 【請求項5】 前記相対姿勢検出手段は、地面を基準に
露光光軸の角度を検出する光軸検出手段と、地面を基準
に装置本体の角度を検出する本体姿勢検出手段と、から
構成された請求項4に記載の半導体露光装置。 - 【請求項6】 前記補正手段は、ステージ駆動を補正す
る手段である請求項2乃至5のいずれか1項に記載の半
導体露光装置。 - 【請求項7】 前記補正手段は、アライメント計測値を
補正する手段である請求項2乃至5のいずれか1項に記
載の半導体露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8251563A JPH1097974A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 半導体露光方法および半導体露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8251563A JPH1097974A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 半導体露光方法および半導体露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1097974A true JPH1097974A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17224686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8251563A Pending JPH1097974A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 半導体露光方法および半導体露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1097974A (ja) |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8251563A patent/JPH1097974A/ja active Pending
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