JPH11195596A - Method of alignment - Google Patents

Method of alignment

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JPH11195596A
JPH11195596A JP10011891A JP1189198A JPH11195596A JP H11195596 A JPH11195596 A JP H11195596A JP 10011891 A JP10011891 A JP 10011891A JP 1189198 A JP1189198 A JP 1189198A JP H11195596 A JPH11195596 A JP H11195596A
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JP
Japan
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shot
exposure
diameter
shots
exposure apparatus
Prior art date
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Application number
JP10011891A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Furukawa
治 古川
Munetake Sugimoto
宗毅 杉本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH11195596A publication Critical patent/JPH11195596A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of alignment capable of abstaining information of the deformation in a wafer and a shot with a minimum number of alignments by measuring each of a prescribed number or more of alignment mark in a prescribed number or more of a first shot and a relatively different alignment mark of a prescribed number or more in a region for a second shot. SOLUTION: One or more respectively of 3 or more alignment mark points in a first shot and 2 or more alignment mark points relatively different each other in a region for a second shot are measured. A plurality of marks ML1 to ML3 and MR1 to MR3 for alignment are exposed on each chip pattern in the shot region of S1 to SN of the first shot arrangement. During the overlapping exposure, each of a plurality of alignment marks are selected in a plurality of predetermined sample shots selected from among the second shot arrangements SA1 to SAM, and a required parameter is determined. This enables suppression of the number of alignment to be as small.

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、いわゆるミックス
・アンド・マッチ(mix & match)方式で露
光を行う際の露光方法に関し、特に露光フィールドサイ
ズの異なる2台の露光装置を用いて基板上に重ねてマス
クパターンを露光するミックス・アンド・マッチ方式で
露光を行う際の露光方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method for performing exposure by a so-called mix-and-match (mix & match) method, and more particularly, to an exposure method on a substrate using two exposure apparatuses having different exposure field sizes. The present invention relates to an exposure method when performing exposure by a mix-and-match method in which mask patterns are exposed in an overlapping manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より超LSI等の半導体素子の製造
工場では、製造工程のスループット(生産性)を高める
ため、1種類のデバイスの製造プロセス中で異なる層間
の露光を別々の露光装置を使い分けて行うことが多くな
っている。例えばそれ程高い解像度を必要としないラフ
レイヤへの露光は、第1の露光装置として低い縮小倍率
を有する一括露光型の投影露光装置(ステッパー)や広
い領域に露光する走査型露光装置を使用し、高解像度が
必要なクリティカルレイヤへの露光は、高い縮小倍率を
有する第2の一括露光型の投影露光装置(ステッパー)
を使用するというようなミックス・アンド・マッチ方式
の露光が行われるようになっている(例えば特開昭第6
2−90931号公報)。一般に第1の露光装置として
は大口径の露光機が用いられ、第2の露光機としては小
口径の露光機が用いられるが、このミックス・アンド・
マッチ方式の露光方法において、従来は大口径露光機に
よる露光結果のショット内変形を考慮しない重ね合わせ
を行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a factory for manufacturing a semiconductor device such as an VLSI or the like, in order to increase the throughput (productivity) of a manufacturing process, a different exposure apparatus is used for exposing between different layers in a manufacturing process of one kind of device. There are many things to do. For example, for exposure to a rough layer that does not require a very high resolution, a batch exposure type projection exposure apparatus (stepper) having a low reduction ratio or a scanning exposure apparatus for exposing a large area is used as a first exposure apparatus. Exposure to a critical layer requiring resolution is performed by a second batch exposure type projection exposure apparatus (stepper) having a high reduction magnification.
A mix-and-match type of exposure such as the use of
2-90931). Generally, a large-diameter exposure apparatus is used as the first exposure apparatus, and a small-diameter exposure apparatus is used as the second exposure apparatus.
Conventionally, in a match type exposure method, superimposition is performed without considering the in-shot deformation of an exposure result obtained by a large-diameter exposure apparatus.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の技
術では、ショット内変形を考慮しないので十分な重ね合
わせ精度が得られなかったが、さらに大口径露光用のシ
ョットマップ換算でショット内変形を計測したとして
も、計測結果を露光位置に反映させるために必要な情報
の取り扱いが難しかった。なぜならば、小口径露光機に
よる重ね合わせの1ショットは大口径露光機の1st露
光における1ショットを分割した形になっているので、
双方のショットマップの相対的な位置関係を正確に表現
する大量のパラメータ(マップ中心座標、ステップピッ
チ、ショットごとのオフセットなど)が必要だからであ
る。
In the prior art described above, sufficient overlay accuracy could not be obtained because the in-shot deformation was not taken into account. However, the in-shot deformation was converted into a shot map for large-diameter exposure. , It was difficult to handle the information necessary to reflect the measurement result to the exposure position. This is because one shot of the superposition by the small-diameter exposure machine is formed by dividing one shot in the first exposure of the large-diameter exposure machine.
This is because a large number of parameters (map center coordinates, step pitch, offset for each shot, etc.) that accurately represent the relative positional relationship between the two shot maps are required.

【0004】そこで本発明は、最小限のアライメント回
数でウエハ内変形とショット内変形を知り、露光のスル
ープットを向上することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the exposure throughput by knowing the in-wafer deformation and the in-shot deformation with a minimum number of alignments.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明による露光方法は、基板上に第
1の露光装置を用いて、位置合わせマークを含む複数の
第1のショットを第1の配列で露光する第1の露光工程
と;前記位置合わせマークの位置を測定する位置測定工
程と;前記第1の露光工程の後に、前記第1の露光装置
とは露光フィールドサイズの異なる第2の露光装置を用
いて複数の第2のショットを第2の配列で重ね合わせ露
光する第2の露光工程とを備え;前記位置測定工程は、
前記複数の第1のショット中、3以上の第1のショット
内の位置合わせ用マークをそれぞれ1点以上、かつ第2
のショット用の領域内の相対的に異なる2点以上の位置
合わせ用マークを測定する工程を含み;前記第2の露光
工程は、前記位置測定工程の測定値に基づいて、前記複
数の第1のショット間の誤差と、所定の基準となる第2
のショットを定めその基準となる第2のショットの位置
を基準として第1のショット内の誤差を算出し、該算出
された誤差に基づいて、各第1のショット内の前記基準
となる第2のショットの位置を基準として残りの第2の
ショットの位置を定め第2のショットを露光する工程を
含む。
In order to achieve the above object, an exposure method according to the first aspect of the present invention uses a first exposure apparatus on a substrate by using a plurality of first exposure apparatuses including alignment marks. A first exposure step of exposing the shots in a first arrangement; a position measurement step of measuring the position of the alignment mark; and after the first exposure step, the first exposure apparatus has an exposure field size. A second exposure step of superposing and exposing a plurality of second shots in a second arrangement using different second exposure apparatuses; the position measurement step includes:
In the plurality of first shots, one or more positioning marks in three or more first shots are respectively set in the second shot, and
Measuring two or more relatively different alignment marks in the shot area; the second exposing step includes the step of measuring the positions of the plurality of first marks based on a measurement value of the position measuring step. Error between the shots and the second
Is determined, and an error in the first shot is calculated based on the position of the second shot as a reference. Based on the calculated error, the second reference in each first shot is calculated. And determining the position of the remaining second shot with reference to the position of the second shot, and exposing the second shot.

【0006】このようにすると、3以上の第1のショッ
ト内の位置合わせ用マークをそれぞれ1点以上、かつ第
2のショット用の領域内の相対的に異なる2点以上の位
置合わせ用マークを測定する工程を含むので、第2のシ
ョットの位置合わせに必要な10のパラメータを定める
ことができ、基準となる第2のショットの位置を基準と
して残りの第2のショットの位置を定めるので、補正の
経済が図られ第2のショットを第1のショットに正確に
重ねて露光できる。
In this way, three or more alignment marks in the first shot are each assigned at least one point, and two or more relatively different alignment marks in the second shot area are assigned. Since the measurement step is included, ten parameters required for the alignment of the second shot can be determined, and the positions of the remaining second shots are determined based on the position of the second shot serving as a reference. The economy of correction is achieved, and the second shot can be accurately overlapped with the first shot for exposure.

【0007】この方法においては、請求項2に記載のよ
うに、前記第1の露光装置が大口径露光機であり、前記
第2の露光装置が小口径露光機であり、前記第1のショ
ットが矩形の大口径ショットであり、前記第2のショッ
トが、前記矩形の大口径ショットを対向する2辺を切る
2本の平行線で3等分割された3の矩形の小口径ショッ
トであり、前記所定の基準となる第2のショットが、前
記3の小口径ショットのいずれか1のショットとしても
よい。
In this method, the first exposure apparatus is a large-diameter exposure apparatus, the second exposure apparatus is a small-diameter exposure apparatus, and the first shot Is a rectangular large-diameter shot, and the second shot is three rectangular small-diameter shots obtained by equally dividing the rectangular large-diameter shot by two parallel lines cutting two opposing sides, The second shot serving as the predetermined reference may be any one of the three small-diameter shots.

【0008】このようにすると、大口径ショットを3分
割して小口径ショットを重ねる露光が、正確にかつ高い
スループットで実行できる。さらに例えば所定の基準と
なる第2のショットを、3の小口径ショットの中央のシ
ョットとすれば、補正量も比較的少なくさらに正確で高
いスループットの重ね露光が実行できる。
[0008] In this manner, exposure in which a large-diameter shot is divided into three and small-diameter shots are overlapped can be performed accurately and with high throughput. Further, for example, if the second shot serving as a predetermined reference is the central shot of the three small-aperture shots, the amount of correction is relatively small, and more accurate and high-throughput exposure can be performed.

【0009】請求項1の方法においては、請求項3に記
載のように、前記第1の露光装置が大口径露光機であ
り、前記第2の露光装置が小口径露光機であり、前記第
1のショットが矩形の大口径ショットであり、前記第2
のショットが、前記矩形の大口径ショットを各辺の中点
を通り交差する2本の直線で4等分割された4の矩形の
小口径ショットであり、前記所定の基準となる第2のシ
ョットが、前記4の小口径ショットのいずれか1のショ
ットであるようにしてもよい。
In the method according to the first aspect, the first exposure apparatus is a large-diameter exposure apparatus, the second exposure apparatus is a small-diameter exposure apparatus, The first shot is a rectangular large-diameter shot, and the second shot is
Are four rectangular small-diameter shots obtained by equally dividing the rectangular large-diameter shot by two straight lines passing through the midpoint of each side, and the second shot serving as the predetermined reference May be any one of the four small-diameter shots.

【0010】このようにすると、大口径ショットを田の
字に4分割して小口径ショットを重ねる露光が、正確に
かつ高いスループットで実行できる。
[0010] In this way, exposure in which a large-diameter shot is divided into four crosses by a large-diameter shot and small-diameter shots are overlapped can be performed accurately and with high throughput.

【0011】請求項4に係る発明による露光方法は、前
記第1の露光装置はマスク及び基板を同期走査して該基
板上の各ショット領域にマスク上のパターンの露光を行
う走査露光型の露光装置であり、前記第2の露光装置は
マスク上のパターンを基板上の各ショット領域にそれぞ
れ一括転写する一括露光型の露光装置であることを特徴
とする、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の露
光方法であってもよい。
According to a fourth aspect of the present invention, in the exposure method, the first exposure apparatus synchronously scans the mask and the substrate to expose a pattern on the mask to each shot area on the substrate. 4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second exposure apparatus is a batch exposure type exposure apparatus that collectively transfers a pattern on a mask to each shot area on a substrate. May be used.

【0012】このときは、第1の露光装置として走査露
光型の露光装置を用いるので、解像度が高く露光フィー
ルドの大きい露光を行うことができ、また走査型露光装
置では一括型に比べて位置合わせ用マークの位置誤差が
小さくなるため、走査型で第1のレイヤを露光すること
によって重ね合わせの精度を向上できる。
In this case, since a scanning exposure type exposure apparatus is used as the first exposure apparatus, exposure with a high resolution and a large exposure field can be performed. Since the position error of the use mark is reduced, the accuracy of the overlay can be improved by exposing the first layer by scanning.

【0013】[0013]

【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。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似
符号を付し、重複した説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same or similar reference numerals, and duplicate description is omitted.

【0014】まず、本発明による露光方法の実施に適し
た露光装置の一例を図面を参照して説明する。
First, an example of an exposure apparatus suitable for carrying out the exposure method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図18(A)は本発明の実施に使用される
第1の露光装置としてのステップ・アンド・スキャン方
式の投影露光装置(以下、「走査型露光装置」と呼ぶ)
1を示し、この図18(A)において露光時には、Kr
Fエキシマレーザ又はArFエキシマレーザよりなるエ
キシマレーザ光源、この光源からの露光光(ここではレ
ーザ光)の照度分布均一化用のフライアイレンズ、視野
絞り、及びコンデンサレンズ等を含む照明光学系2から
射出された露光光IU1は、レチクル3上のスリット状
の照明領域13を照明する。そして、照明領域13内の
パターンが投影光学系4を介して投影倍率β1(β1は
1/4、1/5等)でフォトレジストが塗布されたウエ
ハW上に投影される。以下、投影光学系4の光軸に平行
にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図18(A)の紙
面に垂直にX軸を、図18(A)の紙面に平行(走査方
向)にY軸を取って説明する。
FIG. 18A shows a step-and-scan projection exposure apparatus (hereinafter, referred to as a "scanning exposure apparatus") as a first exposure apparatus used in the embodiment of the present invention.
1 at the time of exposure in FIG.
An excimer laser light source composed of an F excimer laser or an ArF excimer laser, an illumination optical system 2 including a fly-eye lens, a field stop, a condenser lens, and the like for uniformizing the illuminance distribution of exposure light (here, laser light) from the light source. The emitted exposure light IU1 illuminates a slit-shaped illumination area 13 on the reticle 3. Then, the pattern in the illumination area 13 is projected via the projection optical system 4 onto the wafer W coated with the photoresist at a projection magnification β1 (β1 is に, 1 /, etc.). Hereinafter, the Z axis is taken parallel to the optical axis of the projection optical system 4, and the X axis is perpendicular to the plane of FIG. 18A in a plane perpendicular to the Z axis, and is parallel (scanning) to the plane of FIG. 18A. The direction will be described taking the Y-axis.

【0016】このとき、レチクル3はレチクルステージ
5を介してレチクルベース6上に載置され、レチクルス
テージ5はY方向への連続移動、並びにX方向、Y方
向、及び回転方向への微動を行う。レーザ干渉計7によ
って計測されるレチクルステージ5の位置情報が、装置
全体の動作を統轄制御する主制御系8に供給され、主制
御系8はレチクルステージ5(レチクル3)の位置決
め、及びY方向への走査動作を制御する。一方、ウエハ
Wは不図示のウエハホルダを介して、ウエハWのZ方向
の位置、回転角、及び傾斜角等を制御するZステージ9
上に保持され、Zステージ9がXYステージ10上に載
置されている。XYステージ10はY方向への連続移動
及びステッピング、並びにX方向へのステッピングが可
能である。レーザ干渉計11によって計測されるZステ
ージ(ウエハW)9の位置情報が主制御系8に供給さ
れ、主制御系8はXYステージ10(ウエハW)の位置
決め、及びY方向への走査動作等を制御する。
At this time, the reticle 3 is mounted on the reticle base 6 via the reticle stage 5, and the reticle stage 5 performs continuous movement in the Y direction and fine movement in the X, Y and rotation directions. . The position information of the reticle stage 5 measured by the laser interferometer 7 is supplied to a main control system 8 that controls the overall operation of the apparatus, and the main control system 8 determines the position of the reticle stage 5 (reticle 3) and the Y direction. To control the scanning operation. On the other hand, the wafer W is moved via a wafer holder (not shown) to a Z stage 9 for controlling the position, rotation angle, tilt angle, and the like of the wafer W in the Z direction.
The Z stage 9 is held on the XY stage 10. The XY stage 10 is capable of continuous movement and stepping in the Y direction, and stepping in the X direction. The position information of the Z stage (wafer W) 9 measured by the laser interferometer 11 is supplied to the main control system 8, and the main control system 8 positions the XY stage 10 (wafer W) and performs a scanning operation in the Y direction. Control.

【0017】図18(B)は、図18(A)のレチクル
3の平面図であり、図18(B)において、レチクル3
のパターン領域14の一部にスリット状の照明領域13
が設定され、照明領域13は投影光学系4の円形の有効
フィールドIF1に内接している。走査露光時にレチク
ルステージ5を介して、レチクル3を照明領域13に対
して+Y方向(又は−Y方向)に所定速度VR で走査
するのと同期して、図18(A)のXYステージ10を
介してウエハWを−Y方向(又は+Y方向)に速度β1
・VR で走査することによって、照明領域13より広
いパターン領域14の投影像がウエハW上の各ショット
領域に逐次露光される。この場合、レチクル3上の照明
領域13と共役なウエハW上のスリット状の露光領域を
投影光学系4の「照野フィールド」と呼び、走査露光に
よって転写される全体のパターン像の領域、即ちレチク
ルR上のパターン領域14と共役なウエハW上の領域を
投影光学系4の「露光フィールド」と呼ぶ。ウエハW上
に形成される各ショット領域の大きさはその露光フィー
ルドと同じ大きさである。
FIG. 18B is a plan view of the reticle 3 in FIG. 18A, and in FIG.
Of the slit-shaped illumination area 13
Is set, and the illumination area 13 is inscribed in the circular effective field IF1 of the projection optical system 4. At the time of scanning exposure, the XY stage 10 of FIG. 18A is synchronized with scanning the reticle 3 in the + Y direction (or -Y direction) at a predetermined speed VR via the reticle stage 5 via the reticle stage 5. The wafer W in the −Y direction (or + Y direction)
By scanning at VR 1, a projected image of the pattern area 14 wider than the illumination area 13 is sequentially exposed on each shot area on the wafer W. In this case, the slit-shaped exposure area on the wafer W conjugate with the illumination area 13 on the reticle 3 is called the “illumination field” of the projection optical system 4 and is the area of the entire pattern image transferred by scanning exposure, that is, An area on the wafer W conjugate to the pattern area 14 on the reticle R is called an “exposure field” of the projection optical system 4. Each shot area formed on the wafer W has the same size as the exposure field.

【0018】更に、レチクル3のパターン領域14内に
は回路パターンと共に複数個のアライメントマークが形
成されており、その回路パターン像が転写されるのと同
時にそれらのアライメントマーク像も転写され、それら
のアライメントマーク像がウエハW上の次のレイヤでの
アライメントマーク(ウエハマーク)となる。また、図
18(A)において、走査型露光装置1には一例として
オフ・アクシス方式で且つ画像処理方式のアライメント
センサ12が備えられている。
Further, a plurality of alignment marks are formed together with the circuit pattern in the pattern area 14 of the reticle 3, and at the same time as the circuit pattern image is transferred, the alignment mark images are also transferred. The alignment mark image becomes an alignment mark (wafer mark) in the next layer on the wafer W. In FIG. 18A, the scanning exposure apparatus 1 is provided with an off-axis type and image processing type alignment sensor 12 as an example.

【0019】図19(A)は本例で使用される第2の露
光装置としてのステッパーよりなる一括露光型の投影露
光装置(以下、「一括型露光装置」と呼ぶ)21を示
し、この図19(A)において露光時には、超高圧水銀
ランプ、このランプからの輝線より例えばi線を選択す
る光学フィルタ、照度分布均一化用のフライアイレン
ズ、可変視野絞り(レチクルブラインド)、及びコンデ
ンサレンズ等を含む照明光学系22から射出された露光
光IU2は、レチクル23上の照明領域33を照明す
る。そして、照明領域33内のパターンが投影光学系2
4を介して投影倍率β2(β2は1/4,1/5等)で
フォトレジストが塗布されたウエハW上に投影される。
ここでも、投影光学系24の光軸に平行にZ軸を取り、
Z軸に垂直な平面内で図19(A)の紙面に垂直にX軸
を、図19(A)の紙面に平行にY軸を取って説明す
る。
FIG. 19A shows a collective exposure type projection exposure apparatus (hereinafter, referred to as a "collective exposure apparatus") 21 comprising a stepper as a second exposure apparatus used in this embodiment. At the time of exposure at 19 (A), an ultra-high pressure mercury lamp, an optical filter for selecting, for example, an i-line from an emission line from this lamp, a fly-eye lens for uniformizing the illuminance distribution, a variable field stop (reticle blind), a condenser lens, etc. Exposure light IU2 emitted from illumination optical system 22 including illuminates illumination area 33 on reticle 23. The pattern in the illumination area 33 is the projection optical system 2
4 and projected onto the wafer W coated with the photoresist at a projection magnification β2 (β2 is 1/4, 1/5, etc.).
Again, taking the Z axis parallel to the optical axis of the projection optical system 24,
The description will be made with the X axis perpendicular to the plane of FIG. 19A and the Y axis parallel to the plane of FIG. 19A in a plane perpendicular to the Z axis.

【0020】このとき、レチクル23はレチクルステー
ジ25上に保持され、レチクルステージ25はX方向、
Y方向、回転方向にレチクル23の微動を行う。不図示
のレーザ干渉計の計測結果に基づいて、装置全体の動作
を統轄制御する主制御系28がレチクルステージ25
(レチクル23)の位置決め動作を制御する。一方、ウ
エハWは不図示のウエハホルダを介して、Zステージ2
9上に保持され、Zステージ29がXYステージ30上
に載置され、XYステージ30はX方向、Y方向にZス
テージ29(ウエハW)のステッピングを行う。レーザ
干渉計31によって計測されるZステージ(ウエハW)
29の位置情報が主制御系28に供給され、主制御系2
8はXYステージ30の位置決め動作等を制御する。
At this time, the reticle 23 is held on the reticle stage 25, and the reticle stage 25 is
The reticle 23 is finely moved in the Y direction and the rotation direction. On the basis of the measurement result of the laser interferometer (not shown), the main control system 28 that supervises and controls the operation of the entire apparatus is provided by
(Reticle 23) positioning operation is controlled. On the other hand, the wafer W is placed on the Z stage 2 via a wafer holder (not shown).
9, the Z stage 29 is mounted on the XY stage 30, and the XY stage 30 performs stepping of the Z stage 29 (wafer W) in the X direction and the Y direction. Z stage (wafer W) measured by laser interferometer 31
29 is supplied to the main control system 28, and the main control system 2
Reference numeral 8 controls the positioning operation of the XY stage 30 and the like.

【0021】図19(B)は、図19(A)のレチクル
23の平面図であり、図19(B)において、レチクル
23のパターン領域は通常は矩形の照明領域33とほぼ
一致し、照明領域33は投影光学系24の円形の有効フ
ィールドIF2に内接している。露光時には、レチクル
23及びウエハWが静止した状態で、照明領域33内の
パターン像がウエハW上の各ショット領域に転写され
る。一括露光型の場合、レチクル23上の照明領域33
と共役なウエハW上の露光領域がそのまま投影光学系2
4の露光フィールドとなっている。従って、仮に投影光
学系4,24が同じ投影倍率で同じ有効フィールドを有
する場合には、走査型露光装置1の露光フィールドは一
括型露光装置21の露光フィールドよりも広くなる。ま
た、図19(A)において、一括型露光装置21にも一
例としてオフ・アクシス方式で、且つ画像処理方式のア
ライメントセンサ32が備えられ、アライメントセンサ
32によるウエハマークの検出結果が主制御系28に供
給され、主制御系28はその検出結果より後述のように
例えばエンハンスト・グローバル・アライメント(EG
A)方式でレチクル23とウエハW上の各ショット領域
とのアライメントを行う。EGA方式のアライメントに
ついては、例えば特開昭第61−44429号公報、あ
るいは先願の特願平第9−31974号に詳しく解説さ
れている。
FIG. 19B is a plan view of the reticle 23 shown in FIG. 19A. In FIG. 19B, the pattern area of the reticle 23 substantially coincides with the normally rectangular illumination area 33. The area 33 is inscribed in the circular effective field IF2 of the projection optical system 24. At the time of exposure, the pattern image in the illumination area 33 is transferred to each shot area on the wafer W while the reticle 23 and the wafer W are stationary. In the case of the batch exposure type, the illumination area 33 on the reticle 23
The exposure area on the wafer W conjugate with the projection optical system 2
4 exposure fields. Therefore, if the projection optical systems 4 and 24 have the same effective field at the same projection magnification, the exposure field of the scanning exposure apparatus 1 is wider than the exposure field of the collective exposure apparatus 21. In FIG. 19A, the collective exposure apparatus 21 is also provided with an alignment sensor 32 of an off-axis type and an image processing type as an example, and the detection result of the wafer mark by the alignment sensor 32 is used as the main control system 28. The main control system 28 receives the detected result, for example, from the enhanced global alignment (EG) as described later.
A) The reticle 23 is aligned with each shot area on the wafer W by the method A). The alignment of the EGA method is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429 or Japanese Patent Application No. 9-31974.

【0022】本例では、ウエハW上の第1レイヤに対し
て、走査型露光装置1を用いてレチクル3の回路パター
ン像及びアライメントマーク像の露光を行ってから、現
像等の処理を施してフォトレジストの再塗布を行った
後、ウエハW上の第2レイヤに対して一括型露光装置2
1を用いて露光を行うというミックス・アンド・マッチ
方式で露光を行う。これは、走査型露光装置1では露光
フィールド内のディストーションに関して、特開平第6
−349702号公報に示すように、一括型露光装置2
1に比べて40%程度の精度向上が期待でき、結果とし
てウエハマークの位置精度が向上して重ね合わせ精度が
向上するからである。
In this example, the first layer on the wafer W is exposed to the circuit pattern image and the alignment mark image of the reticle 3 using the scanning exposure apparatus 1, and then subjected to processing such as development. After re-coating the photoresist, the collective exposure apparatus 2 is applied to the second layer on the wafer W.
Exposure is performed by a mix-and-match method in which exposure is performed using No. 1. This is because, in the scanning exposure apparatus 1, distortion in an exposure field is disclosed in
As described in JP-A-349702, the batch exposure apparatus 2
This is because the accuracy can be expected to be improved by about 40% as compared with 1, and as a result, the position accuracy of the wafer mark is improved and the overlay accuracy is improved.

【0023】また、本例では走査型露光装置1と一括型
露光装置21とでレチクルの大きさを共通化するため、
一例として走査型露光装置1の投影倍率β1を1/4、
一括型露光装置21の投影倍率β2を1/5として、レ
チクル3,23の大きさを共に6インチタイプにする。
この結果、走査型露光装置1の露光フィールドサイズは
X方向の幅が26〜30mmで、Y方向(走査方向)の
幅が33mmとなり、一括型露光装置21の露光フィー
ルドサイズは22mm角程度となる。更に、本例ではウ
エハ上に形成する半導体デバイスの最小単位である各チ
ップパターンの大きさを、幅22mm(X方向)×幅1
1mm(Y方向)の矩形として、走査型露光装置1の露
光フィールドサイズを幅22mm(X方向)×幅33m
m(Y方向)に、即ち一度に3個のチップパターンを露
光できるように設定する。また、一括型露光装置21で
は、22mm角の露光フィールドで2個のチップパター
ンを露光できるが、可変視野絞りで視野を制限して露光
フィールドサイズを幅22mm(X方向)×幅11mm
(Y方向)に設定することで、その露光フィールドで1
つのチップパターンのみを露光するようにもできる。
In this embodiment, the reticle size is shared between the scanning exposure apparatus 1 and the batch exposure apparatus 21.
As an example, the projection magnification β1 of the scanning type exposure apparatus 1 is 、,
The projection magnification β2 of the batch exposure apparatus 21 is set to 1 /, and the sizes of the reticles 3 and 23 are both 6 inches.
As a result, the exposure field size of the scanning type exposure apparatus 1 is 26 to 30 mm in the X direction and 33 mm in the Y direction (scanning direction), and the exposure field size of the batch type exposure apparatus 21 is about 22 mm square. . Further, in this example, the size of each chip pattern, which is the minimum unit of the semiconductor device formed on the wafer, is set to 22 mm (X direction) × 1 width.
As a 1 mm (Y direction) rectangle, the exposure field size of the scanning exposure apparatus 1 is 22 mm (X direction) × 33 m (width).
It is set so that m (Y direction), that is, three chip patterns can be exposed at one time. In the batch exposure apparatus 21, two chip patterns can be exposed in a 22 mm square exposure field. However, the field of view is limited by a variable field stop, and the exposure field size is 22 mm (X direction) × 11 mm in width.
By setting (Y direction), 1
It is also possible to expose only one chip pattern.

【0024】次に図1(A)に、大口径露光機によるシ
ョットと、小口径露光機のショットによるショット分割
との関係の例を示す。この第1の実施の形態では大口径
露光機によるショットS1が3分割されており、C1〜
C3が小口径露光機によるショットの領域である。
FIG. 1A shows an example of the relationship between a shot by a large-diameter exposure machine and a shot division by a shot by a small-diameter exposure machine. In the first embodiment, the shot S1 by the large-diameter exposure machine is divided into three shots.
C3 is a shot area by the small-diameter exposure machine.

【0025】ショット領域S1はX方向の幅XAでY方
向(走査方向)の幅YAのY方向に長い矩形であり、領
域S1はその矩形のY方向の対向する2辺を3等分する
2本の平行線L1、L2により3等分されており、小口
径露光機によるショットC1〜C3が形成されている。
即ち、ショット領域S1はX方向に1列で、Y方向に3
行の1×3個取りのショット領域である。1つの実施例
では幅XAは22mmで、幅YAは33mmである。ま
たショット領域S1には6組(点)のアラインメントマ
ークML1〜ML3、MR1〜MR3が、それぞれC1
〜C3のアラインメントマークML、MRになるように
入れられている(図1(B))。これらは、各チップパ
ターンC1、C2及びC3の左右にそれぞれ、ウエハマ
ークMR1、ML1、ウエハマークMR2、ML2、及
びウエハマークMR3、ML3と対をなして配置されて
いる。
The shot area S1 is a rectangle long in the Y direction with a width XA in the X direction and a width YA in the Y direction (scanning direction), and the area S1 divides two opposing sides of the rectangle in the Y direction into three equal parts. The three parallel lines L1 and L2 are equally divided into three, and shots C1 to C3 are formed by a small-diameter exposure machine.
That is, the shot area S1 has one row in the X direction and 3 rows in the Y direction.
This is a 1 × 3 shot area of a row. In one embodiment, width XA is 22 mm and width YA is 33 mm. In the shot area S1, six sets (points) of alignment marks ML1 to ML3 and MR1 to MR3 are respectively set to C1.
Alignment marks ML and MR of C3 to C3 (FIG. 1B). These are arranged on the left and right of each of the chip patterns C1, C2, and C3 in pairs with the wafer marks MR1, ML1, the wafer marks MR2, ML2, and the wafer marks MR3, ML3.

【0026】ここで6組と組を付けて呼ぶのは、これら
のウエハマークMR1〜MR3、ML1〜ML3は同一
の2次元マークであり、例えばウエハマークMR1は、
図1(C)に示されるように、X方向に配列された凹凸
のライン・アンド・スペースパターン35Xと、Y方向
に配列された凹凸のライン・アンド・スペースパターン
35Yとで1組をなす組み合わせマークだからである。
これらのウエハマークを用いてアライメントが行われ
る。
Here, the six sets are referred to as a set, and these wafer marks MR1 to MR3 and ML1 to ML3 are the same two-dimensional marks. For example, the wafer mark MR1 is
As shown in FIG. 1C, a combination of the uneven line and space pattern 35X arranged in the X direction and the uneven line and space pattern 35Y arranged in the Y direction is formed. Because it is a mark.
Alignment is performed using these wafer marks.

【0027】大口径ショットと小口径ショットとのマッ
プ上での対応は例えば図2のようになる。図2(A)が
大口径ショットよる最初の露光(1st print)
のショットマップ、(B)が小口径ショットによる重ね
合わせ露光のショットマップである。
The correspondence between the large-diameter shot and the small-diameter shot on the map is, for example, as shown in FIG. FIG. 2A shows the first exposure using a large-diameter shot (1st print).
(B) is a shot map of the overlay exposure using the small-diameter shot.

【0028】先ず、図2(A)は、ウエハW上の第1レ
イヤ(層)に走査型露光装置1を用いてレチクル3の像
を露光する場合のショットマップの一例を示し、この図
2(A)において、ウエハWに対してスリット状の照野
フィールドを所定の順序で相対的に移動することによっ
て、ウエハW上にはX方向、Y方向に所定ピッチでショ
ット領域S1、S2、S3、…、SN(本例ではN=2
4)が形成される。
First, FIG. 2A shows an example of a shot map when the image of the reticle 3 is exposed on the first layer (layer) on the wafer W using the scanning exposure apparatus 1. In (A), by moving the slit-shaped illumination field relative to the wafer W in a predetermined order, the shot areas S1, S2, S3 are arranged on the wafer W at a predetermined pitch in the X and Y directions. ,..., SN (N = 2 in this example)
4) is formed.

【0029】本例では、5ショット領域S1〜S5が横
に並べて配列され、次の行に7ショット領域S6〜S1
2が、さらに次の行に7ショット領域S13〜S19
が、最後の行に5ショット領域S20〜S24がそれぞ
れ横に並べて配列されており、全体として左右上下対称
な配列となっている。
In the present example, five shot areas S1 to S5 are arranged side by side, and the next row has seven shot areas S6 to S1.
2 is a 7-shot area S13 to S19 in the next row.
However, in the last row, the five shot areas S20 to S24 are arranged side by side, and are symmetrically arranged as a whole as a whole.

【0030】そして、現像等の処理を施すことによっ
て、ウエハ上の各ショット領域Si(i=1〜N)内に
それぞれチップパターンC1、C2、C3が形成され、
各ショット領域SiのX方向の両側にそれぞれウエハマ
ークMR1、ML1、〜MR3、ML3が形成される。
Then, by performing processing such as development, chip patterns C1, C2, and C3 are respectively formed in the shot areas Si (i = 1 to N) on the wafer,
Wafer marks MR1, ML1,..., MR3, ML3 are formed on both sides of each shot area Si in the X direction.

【0031】この場合の走査型露光装置1の露光フィー
ルドサイズ(即ち、各ショット領域Siの大きさ)、シ
ョットマップ中のショット配列の情報、及びウエハW上
の座標系(試料座標系)での各ウエハマークの設計上の
座標情報等が、例えばホストコンピュータ等を介して第
2レイヤで露光を行う一括型露光装置21の主制御系2
8に供給される。
In this case, the exposure field size of the scanning type exposure apparatus 1 (ie, the size of each shot area Si), information on the shot arrangement in the shot map, and the coordinate system on the wafer W (sample coordinate system) The main control system 2 of the collective exposure apparatus 21 that performs exposure on the second layer via, for example, a host computer, etc., based on design coordinate information of each wafer mark.
8 is supplied.

【0032】また、前のレイヤでの露光フィールドの大
きさ等の情報をレチクル上のバーコード部に記録してお
いて、第2レイヤの露光装置でバーコードリーダを介し
てその情報を読み出してもよく、更には予め各露光装置
の各プロセスの露光データファイルに露光フィールドサ
イズ等を情報として書き込んでおいてもよい。なお、説
明の便宜上、図1(A)を図2(A)に対応させて表示
してある。
Further, information such as the size of the exposure field in the previous layer is recorded in a barcode portion on the reticle, and the information is read out by a second layer exposure apparatus via a barcode reader. Alternatively, the exposure field size and the like may be written in advance in the exposure data file of each process of each exposure apparatus as information. Note that for convenience of description, FIG. 1A is displayed in correspondence with FIG. 2A.

【0033】図2(B)は、ウエハW上の第2レイヤに
一括型露光装置21を1個取りにしてレチクル23の像
を露光する場合のショットマップの一例を示し、この図
2(B)において、図2(A)のショット配列の各ショ
ット領域Si内にそれぞれ3個のショット領域が収まる
ようにショット領域SA1、SA2、SA3、…、SA
M(本例ではM=72)が配列され、各ショット領域S
Ai内にそれぞれレチクル23内の1個のチップパター
ン像が露光される。
FIG. 2B shows an example of a shot map in a case where one batch exposure apparatus 21 is formed on the second layer on the wafer W and the image of the reticle 23 is exposed. ), The shot areas SA1, SA2, SA3,..., SA such that three shot areas are respectively contained in the shot areas Si in the shot arrangement of FIG.
M (M = 72 in this example) are arranged, and each shot area S
One chip pattern image in the reticle 23 is exposed in Ai.

【0034】本例では、5ショット領域SA1〜SA5
が横に並べて配列され、次の行にやはり5ショット領域
SA6〜SA10が、さらに5ショット領域SA11〜
SA15が横に並べて配列され、その結果SA1〜SA
15が3行5列に配列されていることになる。このよう
にして、SA1、SA6、SA11が、大口径ショット
領域S1に重なる小口径ショット領域を形成することに
なる。以下同様に、SA16〜SA57が6行7列に配
列され、続けてSA1〜SA15と同様にSA58〜S
A72が3行5列に配列されている。
In this example, the five shot areas SA1 to SA5
Are arranged side by side, and the next row also has five shot areas SA6 to SA10, and further has five shot areas SA11 to SA11.
SA15 are arranged side by side.
15 are arranged in 3 rows and 5 columns. In this way, SA1, SA6, and SA11 form a small-diameter shot area overlapping the large-diameter shot area S1. Hereinafter, SA16 to SA57 are similarly arranged in 6 rows and 7 columns, and subsequently, SA58 to SA57 are similarly arranged as SA1 to SA15.
A72 is arranged in 3 rows and 5 columns.

【0035】ここで、例えば大口径露光機による1st
printにショットの回転(ショットローテーショ
ン)があると、各大口径ショットがその回転角度だけ回
転して露光結果は図3のようになる。
Here, for example, the first exposure using a large-diameter exposure machine
When the print includes a shot rotation (shot rotation), each large-diameter shot is rotated by the rotation angle, and the exposure result is as shown in FIG.

【0036】これに単純に小口径ショットマップで小口
径ショットを重ね合わせたとすると、ショット内変形を
考慮して露光位置を決めても各小口径ショットは小口径
ショットマップ上で先の回転角度だけ回転するだけで、
露光結果は図4のように各小口径ショットがステップ状
にズレてしまう。図4(B)は(A)の大口径1ショッ
ト分の拡大図である。この図に示されるように、3の小
口径ショットのうち中央を正として重ね合わせればその
上隣りと下隣りの小口径ショットは、ハッチンを施して
示す領域の位置であればよいのであるが、白抜きで示す
領域のように左右にズレてしまう。即ち、チップパター
ンC1、C2、C3は大口径ショットS1の中に納まら
ず、それぞれパターンC1はS1から左に、パターンC
3は右にずれてしまう。
If small-diameter shots are simply superimposed on a small-diameter shot map, even if the exposure position is determined in consideration of the deformation within the shot, each small-diameter shot will have only the previous rotation angle on the small-diameter shot map. Just rotate,
In the exposure result, each small-diameter shot is shifted stepwise as shown in FIG. FIG. 4B is an enlarged view of one shot of the large diameter of FIG. As shown in this figure, if the center of the three small-diameter shots is overlapped with a positive value, the upper and lower adjacent small-diameter shots need only be located in the area indicated by hatching. It shifts to the left and right like the area shown in white. That is, the chip patterns C1, C2, and C3 do not fit in the large-diameter shot S1.
3 is shifted to the right.

【0037】そこで、図5(A)に示されるように小口
径ショットマップ作成の際に、各大口径ショット中で3
分割された中央の小口径ショットを本発明の基準となる
所定のショットであるショット*、ショット*の上隣り
の小口径ショットをショットA、ショット*の下隣りの
小口径ショットをショットBと指定する。
Therefore, as shown in FIG. 5 (A), when creating a small-diameter shot map, 3
The divided small-diameter shot at the center is designated as a predetermined shot serving as a reference of the present invention, shot *, the small-diameter shot immediately above the shot * is designated as shot A, and the small-diameter shot below the shot * is designated as shot B. I do.

【0038】ここで、ショット*、ショットA、ショッ
トBのショット中心座標をそれぞれt(x* 、y* )、
t(xA 、yA )、 t(xB 、yB )とすると( t
行列の転置を表す)、同じ大口径ショットに含まれる
*、A、Bショットについて、次の式で算出される
t(VA 、WA )、 t(VB 、WB )は一定値である。
Here, the shot center coordinates of shot *, shot A, and shot B are represented by t (x * , y * ),
t (x A, y A) , t (x B, y B) When (t denotes the transpose of a matrix), * included in the same large diameter shot, A, for B shot is calculated by the following formula To
t (V A , W A ) and t (V B , W B ) are constant values.

【0039】[0039]

【数1】 (Equation 1)

【0040】t(VA 、WA )、 t(VB 、WB )はそ
れぞれショット*とショットA、ショット*とショット
Bの相対的な位置関係を表わしている。逆に、
t(VA 、WA)、 t(VB 、WB )を予め指定してお
けば、ショット*の位置から、ショットA、ショットB
の位置を知ることができる。言い換えれば、 t(VA
A )、t(VB 、WB )によって、どの小口径ショッ
ト群が一つの大口径ショットを構成するのかを知ること
ができる。すなわち、 A = * + t(VA ,WA ) B = * + t(VB ,WB ) なる関係を指定し、ショットA、Bをショット*からの
相対位置で表現できる(図5(B))。
T (V A , W A ) and t (V B , W B ) represent the relative positional relationship between shot * and shot A, and shot * and shot B, respectively. vice versa,
If t (V A , W A ) and t (V B , W B ) are specified in advance, the shot A and the shot B start from the position of the shot *.
You can know the position of. In other words, t (V A ,
From W A ) and t (V B , W B ), it is possible to know which small-diameter shot group constitutes one large-diameter shot. That, A = * + t (V A, W A) B = * + t (V B, W B) of the relationship specified, can be expressed shot A, B, relative to the location of the shot * (FIG. 5 ( B)).

【0041】このようにして、まず図18の走査型露光
装置(本発明の第1の露光装置)1で図2(A)に示さ
れるように、実際には例えばローテーションがあるとき
には図3に示されるようになるのであるが、第1レイヤ
を露光する(本発明の第1の露光工程)。
In this way, as shown in FIG. 2A in the scanning exposure apparatus (first exposure apparatus of the present invention) 1 shown in FIG. As shown, the first layer is exposed (first exposure step of the present invention).

【0042】次に、ウエハW上の第2レイヤに対して、
図19の一括型露光装置(本発明の第2の露光装置)2
1を用いて図2(B)のショットマップで重ね合わせ露
光を行うために、本例ではEGA方式のアライメントを
行う。即ち、先ず、図2(B)の露光対象のショットマ
ップから計測対象のショット領域である所定個数のサン
プルショット(EGAショット)を選択し、本発明の位
置測定工程を実行する。即ち、これらのサンプルショッ
トに属する所定のウエハマークの位置を図19のアライ
メントセンサ32を介して検出する。
Next, for the second layer on the wafer W,
Batch exposure apparatus (second exposure apparatus of the present invention) 2 in FIG.
In order to perform the overlay exposure using the shot map of FIG. 2B using the shot map 1 in FIG. That is, first, a predetermined number of sample shots (EGA shots), which are shot areas to be measured, are selected from the shot map to be exposed in FIG. 2B, and the position measurement step of the present invention is executed. That is, the positions of predetermined wafer marks belonging to these sample shots are detected via the alignment sensor 32 in FIG.

【0043】図6に、アラインメント実行位置の定めか
たの一例を示す。図6は、第1レイヤのショットマップ
を考慮することなく、図2(B)の1個取りのショット
マップから選択されたサンプルショットの一例を示し、
この図6において、ショット領域SA1〜SAMから1
0個のサンプルショット43A〜43Jが選択されてい
る。サンプルショット43A〜43Jは、本発明の3以
上の第1のショットの中にあり、本実施例ではその数は
10である。
FIG. 6 shows an example of how to determine the alignment execution position. FIG. 6 shows an example of a sample shot selected from the single shot map of FIG. 2B without considering the shot map of the first layer,
In FIG. 6, shot areas SA1 to SA1 to 1
Zero sample shots 43A to 43J are selected. The sample shots 43A to 43J are included in three or more first shots of the present invention, and the number is 10 in this embodiment.

【0044】図6の例では、43A〜43Jは、図2
(B)を参照してウエハ内でみれば、SA1、SA3、
SA5、SA17、SA21、SA52、SA56、S
A68、SA70、SA72(これらのうち符号はSA
1、SA3のみ図示)に対応し、ウエハWの全体に散ら
ばっている。本例では符号43A〜43Jの振り方は、
SAの番号順ではなく、SA1(43A)から始まって
SA17(43J)まで、ウエハW内で時計回りにとっ
ている。
In the example of FIG. 6, 43A to 43J correspond to FIG.
Looking at the inside of the wafer with reference to (B), SA1, SA3,
SA5, SA17, SA21, SA52, SA56, S
A68, SA70, SA72 (these symbols are SA
1, only SA3) are scattered throughout the wafer W. In this example, how to swing reference numerals 43A to 43J is as follows.
Instead of the order of the SA numbers, the wafers are taken clockwise in the wafer W from SA1 (43A) to SA17 (43J).

【0045】これらのサンプルショット43A〜43J
は、ショット内で見れば、図7に示されるように、第1
レイヤのショット配列中のショット領域S1、S3、S
5、…、S24からランダムにチップパターンC1ある
いはC3を選択したものに相当する。即ち、43A、4
3B、43C、43D、43JはC1に、43E、43
F、43G、43H、43IはC3に相当している。チ
ップパターンC1、C3を選択しているので、本発明で
いう相対的に異なる点2点となっている。
These sample shots 43A to 43J
Is the first in the shot, as shown in FIG.
Shot areas S1, S3, S in the shot arrangement of the layer
5,..., S24 correspond to the selection of the chip pattern C1 or C3 at random. That is, 43A, 4
3B, 43C, 43D, 43J are C1, 43E, 43
F, 43G, 43H, and 43I correspond to C3. Since the chip patterns C1 and C3 are selected, there are two relatively different points in the present invention.

【0046】図6のサンプルショット43A〜43Jに
はそれぞれ1対のウエハマーク(図1(A)のウエハマ
ークMR1〜MR3、ML1〜ML3の何れか)が付設
され、例えばこれらのウエハマークの属するチップパタ
ーンの中心の試料座標系(x,y)での設計上の座標、
及びその中心に対するウエハマークの設計上の相対座標
が主制御系28に供給されている。主制御系28では、
図19のレーザ干渉計31の計測値で定まるX座標、及
びY座標よりなるステージ座標系(X,Y)上で、アラ
イメントセンサ32を介して計測対象のウエハマークの
座標を計測する(本発明の位置測定工程)。ここで、例
えばサンプルショット43AのウエハマークMR1とM
L1を測定したとすれば、本発明でいう第1のショット
内の位置合わせマークを1点以上測定したことになる。
この例ではショットS1内で2点測定している。
Each of the sample shots 43A to 43J in FIG. 6 is provided with a pair of wafer marks (one of the wafer marks MR1 to MR3 and ML1 to ML3 in FIG. 1A), for example, to which these wafer marks belong. Design coordinates of the center of the chip pattern in the sample coordinate system (x, y),
The design relative coordinates of the wafer mark with respect to the center thereof are supplied to the main control system 28. In the main control system 28,
The coordinates of the wafer mark to be measured are measured via the alignment sensor 32 on the stage coordinate system (X, Y) composed of the X coordinate and the Y coordinate determined by the measurement values of the laser interferometer 31 in FIG. Position measurement step). Here, for example, the wafer marks MR1 and M of the sample shot 43A are
If L1 is measured, one or more alignment marks in the first shot according to the present invention are measured.
In this example, two points are measured in the shot S1.

【0047】そして、アラインメント結果から位置ずれ
補正パラメータを算出する際には、図7に示されるよう
に大口径ショットマップを用い、ショットA内のアライ
ンメントマークを大口径ショットでの第1、第2マー
ク、ショットBのアラインメントマークを大口径ショッ
トでの第3、第4マークとして扱う(図5(B)のMM
1〜MM4)。
When calculating the misregistration correction parameters from the alignment result, a large-diameter shot map is used as shown in FIG. 7, and the alignment marks in the shot A are first and second shots in the large-diameter shot. The alignment mark of the mark and the shot B is treated as the third and fourth marks in the large-diameter shot (MM in FIG. 5B).
1 to MM4).

【0048】ショット変形をも考慮した露光位置ずれ補
正モデルとしては、例えば以下のようなものがある。ウ
エハスケーリングを(1+γx、1+γy)、ウエハロー
テーションをθ、ウエハ直交度をω、ウエハの平行移動
成分を tx、Οy)、ショットスケーリングを(1+
Γx、1+Γy)、ショットローテーションをΘ、ショッ
ト直交度をΩとし、
The following are examples of exposure position shift correction models that also take shot deformation into account. The wafer scaling is (1 + γ x , 1 + γ y ), the wafer rotation is θ, the wafer orthogonality is ω, the translation component of the wafer is tx , Ο y ), and the shot scaling is (1+
Γ x , 1 + Γ y ), shot rotation is Θ, shot orthogonality is Ω,

【0049】[0049]

【数2】 (Equation 2)

【0050】とする。Sはウエハ内変形を表わす行列、
Tはショット間変形を表わす行列、Cはウエハの平行移
動を表わすベクトルである。設計上のショット中心位置
t(xc、yc)、ショット内のアライメントマーク位
置を(xm、ym)として、
Assume that S is a matrix representing in-wafer deformation,
T is a matrix representing the deformation between shots, and C is a vector representing the parallel movement of the wafer. Shot center position of the design t (x c, y c) , the alignment mark position in the shot as (x m, y m),

【0051】[0051]

【数3】 (Equation 3)

【0052】とする。 t(x’、y’)はアライメント
マーク位置の推定値である。そこでN個のショットにつ
いて、それぞれM個のマークを計測し(ただし、N≧
3、M≧3)、
Assume that: t (x ′, y ′) is an estimated value of the alignment mark position. Therefore, M marks are measured for each of the N shots (where N ≧
3, M ≧ 3),

【0053】[0053]

【数4】 (Equation 4)

【0054】のΔを最小にするようにγx、γy、θ、
ω、Οx、Οy、Γx、Γy、Θ、Ωを定めればよい。ここ
t(xij、yij)は、第iショットの第jマーク位置
の実測値、 t(x’ij、y’ij)はその推定値である。
Γ x , γ y , θ,
ω, Ο x , Ο y , Γ x , Γ y , Θ, Ω may be determined. Here, t (x ij , y ij ) is an actually measured value of the j-th mark position of the i-th shot, and t (x ′ ij , y ′ ij ) is an estimated value thereof.

【0055】このモデルを図6のような小口径ショット
マップにそのまま適用して計算すると、N=10、M=
2となり計算ができないが、(数1)による相対的表現
を用いて大口径ショットマップに読みかえれば、計算可
能な形に変形することができる。いま、図1に従い各小
口径ショットのマークMRのショット内座標を(xm1
m1)、MLのショット内座標を(xm2、ym2)とす
る。ここで、(数3)において、(数1)を用いてショ
ット*について、 xc =x*c =y*m =xm1 またはxm2m =ym1 またはym2 ショットAについて、 xc =x*c =y*m =xm1+VA またはxm2+VAm =ym1+WA またはym2+WA ショットBについて、 xc =x*c =y*m =xm1+VB またはxm2+VBm =ym1+WB またはym2+WB のようにすれば、図7の大口径ショットマップにおける
N=5、M=4のデータとして扱うことができる。
When this model is applied directly to a small-diameter shot map as shown in FIG. 6, calculation is as follows: N = 10, M =
2 and cannot be calculated, but if it is read as a large-diameter shot map using the relative expression of (Equation 1), it can be transformed into a form that can be calculated. Now, referring to FIG. 1, the coordinates in the shot of the mark MR of each small-diameter shot are represented by (x m1 ,
y m1 ) and the coordinates in the shot of the ML are (x m2 , y m2 ). Here, in equation (3), the shot * using equation (1), for x c = x * y c = y * x m = x m1 or x m2 y m = y m1 or y m @ 2 shots A, for x c = x * y c = y * x m = x m1 + V A or x m2 + V A y m = y m1 + W A or y m2 + W A shot B, x c = x * y c = y * x m if = x m1 + as in V B or x m2 + V B y m = y m1 + W B or y m2 + W B, can be treated as N = 5, M = 4 data in large diameter shot map of FIG. 7 .

【0056】こうして得られたS、C、Tをそのまま小
口径ショットマップに適用して得られる露光位置は、図
8における・印の位置である。しかし第1のパターンは
大口径で露光されているので、実際のショット中心位置
は同図中+印の位置にある。
The exposure position obtained by applying the S, C, and T obtained as described above to a small-diameter shot map as it is is the position indicated by the mark in FIG. However, since the first pattern is exposed with a large aperture, the actual shot center position is at the position indicated by + in FIG.

【0057】両者の差はショットA、Bについてそれぞ
The difference between the two shots A and B

【0058】[0058]

【数5】 (Equation 5)

【0059】で計算できる。そこで、S、C、Tをその
まま小口径ショットマップに適用して得られた露光位置
に、これらオフセットを加えればよい。即ち、露光に先
立って、 offsetA=T t(VA ,WA ) offsetB=T t(VB ,WB ) を算出しておき、露光位置を、 *ショット:通常の補正計算 Aショット:通常の補正計算+offset A Bショット:通常の補正計算+offset B と計算すればよい(図8)。
Can be calculated. Therefore, these offsets may be added to the exposure positions obtained by applying S, C, and T as they are to the small-diameter shot map. That is, prior to exposure, offsetA = T t (V A , W A) offsetB = T t (V B, W B) advance is calculated, the exposure position, * shots: normal correction calculation A Shot: Normal Correction calculation + offset AB shot: normal correction calculation + offset B can be calculated (FIG. 8).

【0060】図8は、以上の計算による補正を図示した
ものである。図8には、図4(B)で説明した白抜きの
領域にoffsetAとoffsetBの補正をするこ
とによって、これをハッチンを施した領域に移動させる
ことができる様子が示されている。このようにして、本
発明の基準となる第2ショット*の位置を基準として残
りのショットの位置を定め、第2レイヤの第2のショッ
トを露光する(本発明の第2の露光工程)。
FIG. 8 illustrates the correction by the above calculation. FIG. 8 shows a state where the white area described in FIG. 4B is corrected for offsetA and offsetB, and can be moved to the hatched area. In this way, the positions of the remaining shots are determined with reference to the position of the second shot *, which is the reference of the present invention, and the second shot of the second layer is exposed (second exposure step of the present invention).

【0061】また、大口径露光機ショットの小口径露光
機のショットによるショット分割の別の例を、図9に示
す。この第2の実施の形態は正方形の大口径ショットS
51をその各辺の中点を通る2本の直交する直線(図9
(A)では破線で示す)で田の字形に4等分割し、4個
の正方形の小口径ショットC51〜C54に割り振った
場合である。この例では、図9(B)において、前記2
本の直線のうち横方向の直線をX軸、縦方向の直線をY
軸、その交点を原点とした座標面で考えると、ショット
領域S51はX方向の幅とY方向(走査方向)の幅とが
等しい正方形であり、小口径露光機によるショットC5
1〜C54は、第1象限にC52、第2象限にC51、
第3象限にC53、第4象限にC54のように取られて
いる。本例では、ショットS51は、田の字に配列され
た2×2合計4個取りのショット領域である。
FIG. 9 shows another example of the shot division by the shot of the small-diameter exposure machine of the shot of the large-diameter exposure machine. In the second embodiment, a square large-diameter shot S
51 are two orthogonal straight lines passing through the midpoint of each side (FIG. 9).
(A) is shown by a broken line), and is divided into four equal portions in the shape of a cross, and is assigned to four square small-diameter shots C51 to C54. In this example, in FIG.
Of the straight lines, the horizontal straight line is the X axis, and the vertical straight line is the Y axis.
Considering a coordinate plane with the axis and its intersection as the origin, the shot area S51 is a square having the same width in the X direction and the width in the Y direction (scanning direction),
1 to C54 are C52 in the first quadrant, C51 in the second quadrant,
C53 is taken in the third quadrant and C54 is taken in the fourth quadrant. In the present example, the shot S51 is a 2 × 2 shot area of a total of four pieces arranged in a cross.

【0062】またショット領域S51には4組のアライ
ンメントマークMUL、MUR、MLL、MLRが、そ
れぞれC51〜C54のアラインメントマークMZにな
るように入れられている(図9(B))。これらは、各
チップパターンC51、C52、C53及びC54の右
辺近傍内側にそれぞれ1組ずつ配置されている。これら
のウエハマークは図1(C)に示したような同一の2次
元マークである。
In the shot area S51, four sets of alignment marks MUL, MUR, MLL, and MLR are provided so as to become the alignment marks MZ of C51 to C54, respectively (FIG. 9B). These are arranged in pairs each inside the vicinity of the right side of each of the chip patterns C51, C52, C53 and C54. These wafer marks are the same two-dimensional marks as shown in FIG.

【0063】マップ上での対応は例えば図10のように
なる。図10(A)が大口径ショットよる1st pr
intのショットマップである。この例では、大口径シ
ョットS51、S52が横に並べて配列されており、次
の行に4ショットS53〜S56、さらに次の行に4シ
ョットS57〜S60、最後の行にS61、S62が配
列されている。合計12ショットがウエハWの中心に対
して点対称に配列されている(符号はS51、S52、
S53、S56、S57、S60、S61、62のみ図
示)。
The correspondence on the map is as shown in FIG. 10, for example. FIG. 10 (A) shows a 1st pr by a large diameter shot.
It is a shot map of int. In this example, large-diameter shots S51 and S52 are arranged side by side. Four shots S53 to S56 are arranged in the next row, four shots S57 to S60 are arranged in the next row, and S61 and S62 are arranged in the last row. ing. A total of 12 shots are arranged point-symmetrically with respect to the center of the wafer W (reference numerals S51, S52,
(Only S53, S56, S57, S60, S61, 62 are shown).

【0064】図10(B)が小口径ショットによる重ね
合わせ露光のショットマップである。ここでは、まず4
の小口径ショットSA51〜SA54が横に並べて配列
されている(図9(B)では、小口径ショットC51〜
C54は大口径ショットS51内で田の字に並べられて
いたが、ここではSA51〜SA54の配列は変えて横
1行の配列としてある)。同様にSA55〜SA58、
SA59〜SA66、SA67〜SA74、SA75〜
SA82、SA83〜SA90、SA91〜SA94、
SA95〜SA98がそれぞれ行を変えて横に並べて配
列されている(符号はSA51〜SA54の他、配列の
角に位置するSA59、SA66、SA83、SA9
0、SA95、SA98のみ図示)。
FIG. 10B is a shot map of superposition exposure using small-diameter shots. Here, 4
9 are arranged side by side (in FIG. 9B, the small-diameter shots C51 to SA54).
C54 is arranged in a cross in the large-diameter shot S51, but here, the arrangement of SA51 to SA54 is changed to one horizontal row.) Similarly, SA55 to SA58,
SA59-SA66, SA67-SA74, SA75-
SA82, SA83 to SA90, SA91 to SA94,
SA95 to SA98 are arranged side by side in different rows (reference numerals SA51 to SA54 and SA59, SA66, SA83, and SA9 located at the corners of the array).
0, SA95 and SA98 only).

【0065】この場合、小口径ショットには一組のアラ
イメントマークを入れておくだけでも、アライメントシ
ョットの配置を工夫すればショット内変形が算出でき
る。すなわち、 C51〜C54がなるべく均等に含ま
れるような配置を選び(図11)、C51〜C54のマ
ークをそれぞれ大口径ショットの第1、第2、第3、第
4マークと解釈して(図12)、大口径ショットマップ
に関して(数1)のモデルを適用すればよい(図1
3)。
In this case, the deformation in the shot can be calculated by devising the arrangement of the alignment shots, even if only one set of alignment marks is inserted in the small-diameter shots. That is, an arrangement in which C51 to C54 are included as evenly as possible is selected (FIG. 11), and the marks C51 to C54 are interpreted as the first, second, third, and fourth marks of the large-diameter shot, respectively (see FIG. 11). 12) The model of (Equation 1) may be applied to a large-diameter shot map (FIG. 1).
3).

【0066】続けて第1の実施の形態と同様に、第1の
露光工程、位置測定工程、第2の露光工程を実行する。
Subsequently, as in the first embodiment, a first exposure step, a position measurement step, and a second exposure step are executed.

【0067】図11(第1の実施の形態の図6に対応)
に、アラインメント実行位置の定めかたの一例を示す。
図11は、第1レイヤのショットマップを考慮すること
なく、図9(B)の1個取りのショットマップから選択
されたサンプルショットの一例を示し、この図11にお
いて、ショット領域SA51〜SA98から8個のサン
プルショットが選択されている。これらは本発明の3以
上(本例では8)の第1のショット内にある。
FIG. 11 (corresponding to FIG. 6 of the first embodiment)
Shows an example of how to determine the alignment execution position.
FIG. 11 shows an example of a sample shot selected from the single shot map shown in FIG. 9B without considering the shot map of the first layer. Eight sample shots have been selected. These are in three or more (8 in this example) first shots of the present invention.

【0068】図11の例では、8個のサンプルショット
は、図10(B)を参照してウエハ内でみれば、SA5
1、SA54、SA59、SA66、SA83、SA9
0、SA95、SA98に対応し、ウエハWの全体に散
らばっている。
In the example of FIG. 11, eight sample shots correspond to SA5 in the wafer with reference to FIG.
1, SA54, SA59, SA66, SA83, SA9
0, SA95, and SA98, and are scattered throughout the wafer W.

【0069】これらのサンプルショットは、ショット内
で見れば、図13に示されるように、第1レイヤのショ
ット配列中のショット領域S51、S52、・・・S6
2からランダムにチップパターンC51、C52、C5
3あるいはC54を選択したものに相当する。即ち、こ
の例では、それぞれが均等に2個ずつ選択されている。
即ち、本発明でいう相対的に異なる2点以上(本例では
4点)となっている。
When these sample shots are viewed in the shot, as shown in FIG. 13, the shot areas S51, S52,.
Chip patterns C51, C52, C5 from 2
3 or C54. That is, in this example, two are each selected equally.
That is, there are two or more relatively different points in the present invention (four points in this example).

【0070】ここで、第1の実施の形態と同様に、例え
ば大口径露光機による1st printにショットの
回転(ショットローテーション)があると、各大口径シ
ョットがその回転角度だけ回転して露光結果は図14の
ようになる。
Here, as in the first embodiment, for example, when the shot is rotated (shot rotation) at the first print by the large-diameter exposure machine, each large-diameter shot is rotated by the rotation angle and the exposure result is obtained. Is as shown in FIG.

【0071】これに単純に小口径ショットマップで小口
径ショットを重ね合わせたとすると、ショット内変形を
考慮して露光位置を決めても各小口径ショットは小口径
ショットマップ上で先の回転角度だけ回転するだけで、
露光結果は図15のように各小口径ショットがステップ
状にズレてしまう。図15(B)は(A)の大口径1シ
ョット分の拡大図である。この図に示されるように、4
の小口径ショットのうち左上(第2象限)のショットC
51を正として重ね合わせればその右隣り(第1象限)
と下隣り(第3象限)、対角方向(第4象限)の小口径
ショットは、ハッチンを施して示す領域の位置であれば
よいのであるが、白抜きで示す領域のように上方あるい
は右方向にズレてしまう。
If small-diameter shots are simply superimposed on a small-diameter shot map, even if the exposure position is determined in consideration of the deformation within the shot, each small-diameter shot will have only the previous rotation angle on the small-diameter shot map. Just rotate,
In the exposure result, each small-diameter shot is shifted stepwise as shown in FIG. FIG. 15B is an enlarged view of one shot of the large diameter of FIG. As shown in this figure, 4
Shot C in the upper left (2nd quadrant) of the smaller caliber shots
If you superimpose 51 as positive, it will be on the right (first quadrant)
The small-diameter shot adjacent to and below (third quadrant) and in the diagonal direction (fourth quadrant) may be located in the area indicated by hatching. It shifts in the direction.

【0072】そこで、図16(A)に示されるように小
口径ショットマップ作成の際に、各大口径ショット中で
4分割された左上の小口径ショットを本発明の基準とな
る所定のショット*、ショット*の右隣り(第1象
限)、対角方向(第4象限)、下隣り(第3象限)の小
口径ショットをそれぞれショットA、B、Cと指定す
る。ここでさらに、 A=*+ t(VA ,WA ) B=*+ t(VB ,WB ) C=*+ t(VC ,WC ) なる関係を指定しておく。すなわち、ショットA、B、
Cをショット*からの相対位置で表現している(図16
(B))。第1の実施の形態と同様に、「 t 」は行列
の転置を表わす。
Therefore, as shown in FIG. 16A, when a small-diameter shot map is created, the upper-left small-diameter shot divided into four in each large-diameter shot is a predetermined shot * which is a reference of the present invention. , Shot * are designated as shots A, B, and C, respectively, on the right (first quadrant), diagonally (fourth quadrant), and lower (third quadrant). Here, the relationship of A = * + t (V A , W A ) B = * + t (V B , W B ) C = * + t (V C , W C ) is specified. That is, shots A, B,
C is represented by a relative position from the shot * (FIG. 16)
(B)). As in the first embodiment, " t " represents the transpose of a matrix.

【0073】そして第1の実施の形態と同様に、本例で
もEGA方式のアライメントを行い、露光に先立って、 offset A=T t(VA ,WA ) offset B=T t(VB ,WB ) offset C=T t(VC ,WC ) を算出しておき、露光位置を、 *ショット:通常の補正計算 Aショット:通常の補正計算+offset A Bショット:通常の補正計算+offset B Cショット:通常の補正計算+offset C と計算する。(図17)。図17は、以上の計算による
補正を図示したものであり、白抜きの領域にoffse
t A、offset B、offset Cの補正をす
ることによって、これをハッチンを施した領域に移動さ
せることができる様子が示されている。
As in the first embodiment, the alignment of the EGA method is performed in this example, and offset A = T t (V A , W A ) offset B = T t (V B , W B) offset C = T t (V C, leave calculated W C), the exposure position, * shots: normal correction calculation a shot: normal correction calculation + offset a B shots: normal correction calculation + offset B C shot: normal correction calculation + offset C is calculated. (FIG. 17). FIG. 17 illustrates the correction by the above calculation.
It is shown that by correcting t A, offset B, and offset C, it can be moved to the hatched area.

【0074】図1の第一の例では小口径ショットマップ
における10ショット分のショット内2点計測を、大口
径ショットマップにおける10ショット分のショット内
4点計測モデルで解析している。ただし、大口径ショッ
トの各マークはそれぞれ延べ5ショット分しか計測され
ていない。
In the first example of FIG. 1, two-point measurement within 10 shots in the small-diameter shot map is analyzed using a four-point measurement model within 10 shots in the large-diameter shot map. However, each mark of the large-diameter shot is measured only for a total of five shots.

【0075】同様に、図9の第二の例では小口径ショッ
トマップにおける8ショット分のショット内1点計測
を、大口径ショットマップにおける8ショット分のショ
ット内4点計測モデルで解析している。ただし、大口径
ショットの各マークはそれぞれ延べ2ショット分しか計
測されていない。
Similarly, in the second example of FIG. 9, one point measurement within eight shots in the small diameter shot map is analyzed by a four point measurement model within eight shots in the large diameter shot map. . However, each mark of the large-diameter shot is measured only for a total of two shots.

【0076】以上説明したように、いずれの例において
も、ショット内2点以上、ウエハ内3ショット以上のマ
ークを取り出して測定してアライメントを行っている。
ここでショット内2点(データ数でいえば、xy方向
(図1(C)参照)で4データ)以上とは、大口径ショ
ット内の異なる2点を意味する。但し、相対的に異なる
2点であればよく、例えば第2の実施の形態でいえば、
全ての計測点が田の字の左上のショットの右辺中央の点
であってはならないという意味であって、一つでも例え
ば田の字の左上のショットの左辺中央の点を含めばよ
く、あるいは、全てが同じ右辺中央の点であっても田の
字の左上(第2象限)のショットと右下(第4象限)の
ショットを選べばよい。
As described above, in each example, alignment is performed by taking out and measuring marks at two or more points in a shot and three or more shots in a wafer.
Here, two or more points in a shot (in terms of the number of data, four data in the xy direction (see FIG. 1C)) or more mean two different points in a large-diameter shot. However, it suffices if the two points are relatively different. For example, in the second embodiment,
This means that all measurement points must not be the center point on the right side of the shot in the upper left corner of the cross, and at least one point may include the center point on the left side of the shot in the upper left corner of the cross, or Even if they are all the same point at the center of the right side, the shot in the upper left (second quadrant) and the shot in the lower right (fourth quadrant) of the cross may be selected.

【0077】ウエハ内3ショット以上とは、異なる3点
以上がウエハ内に散らばっていればよいことを意味す
る。
The expression “3 or more shots in the wafer” means that three or more different points need only be scattered in the wafer.

【0078】本発明で必要な被測定マーク数は3点以上
とされるが、ここで重要なのは、データの数である。3
点のマークは合計6のデータを含む(図1(C)参
照)。これらのデータは独立して測定してもよく、図1
(C)に示されるように物理的に1カ所に施されたX方
向パターン、Y方向パターンを1組として測定する必要
はない。例えば第1のマークのX方向のパターンを測定
し、次に第1のマークから物理的に離して施された第2
のマークのY方向のパターンを測定してもよい。このよ
うな場合には、このようにして測定されたX、Y方向の
パターンの交点を1点とみればよい。要は、異なる2方
向について各3データずつ合計6データ以上を測定すれ
ばよいことになる。
Although the number of marks to be measured required in the present invention is three or more, what is important here is the number of data. 3
The dot mark includes a total of 6 data (see FIG. 1C). These data may be measured independently, see FIG.
As shown in (C), it is not necessary to measure an X-direction pattern and a Y-direction pattern which are physically applied to one place as one set. For example, the X-direction pattern of the first mark is measured, and then the second mark physically separated from the first mark is applied.
May be measured in the Y direction. In such a case, the intersection of the patterns in the X and Y directions thus measured may be regarded as one point. The point is that it is sufficient to measure a total of six or more data for three different data in two different directions.

【0079】以上のことをさらに第1の実施の形態で説
明すれば、第1の露光装置1を用いてそれらの位置合わ
せ用マークを露光する際に、その第1のショット配列の
各ショット領域(S1〜SN)内の各チップパターンC
1〜C3毎に複数個の位置合わせ用マーク(ML1〜M
L3、MR1〜MR3)を露光しておき、第2の露光装
置21を用いて重ね合わせ露光を行う際に、その第2の
ショット配列内から選択された所定の複数個のサンプル
ショット内でそれぞれ複数個の位置合わせ用マークを選
択し、このように選択された位置合わせ用マークの位置
に基づいてショット配列の線形配列誤差に対応する6個
のパラメータ(X方向スケーリング,Y方向スケーリン
グ、回転角、直交度、X方向オフセット、Y方向オフセ
ット)、及び各ショット領域内の線形誤差に対応する4
個のパラメータ(X方向ショット倍率、Y方向ショット
倍率、ショット回転角、ショット内直交度)を算出し、
これら10個のパラメータを用いてその第2のショット
配列の各ショット領域の位置合わせを行うことができ
る。
The above description will be further described in the first embodiment. When exposing these alignment marks using the first exposure apparatus 1, each shot area of the first shot array is exposed. Each chip pattern C in (S1 to SN)
A plurality of alignment marks (ML1 to M3 for each of 1 to C3)
L3, MR1 to MR3) are exposed, and when the overlay exposure is performed using the second exposure apparatus 21, each of the predetermined plurality of sample shots selected from the second shot array is used. A plurality of alignment marks are selected, and six parameters (X-direction scaling, Y-direction scaling, rotation angle) corresponding to the linear array error of the shot array are determined based on the positions of the alignment marks thus selected. , Orthogonality, X direction offset, Y direction offset), and 4 corresponding to the linear error in each shot area.
Calculate the number of parameters (X direction shot magnification, Y direction shot magnification, shot rotation angle, intra-shot orthogonality),
Using these ten parameters, the alignment of each shot area of the second shot array can be performed.

【0080】また、所定の基準となる第2のショット
は、第1の実施の形態では中央のショットとしたが、一
番上のショットとしても一番下のショットとしてもよ
い。また、第2の実施の形態では左上のショットとした
が、もちろん左下、右側あるいは右下のショットとして
もよい。あるいは、いずれかの小口径ショットとせず
に、大口径ショットから全くはずれた位置にとることも
可能である。しかしながら、いずれかの小口径ショット
を基準とすれば、補正の回数が1回省略できスループッ
ト上有利である。
The second shot serving as a predetermined reference is the center shot in the first embodiment, but may be the top shot or the bottom shot. In the second embodiment, the upper left shot is used, but the lower left, right, or lower right shot may of course be used. Alternatively, instead of taking any of the small-diameter shots, it is also possible to take a position completely off the large-diameter shot. However, if any small-diameter shot is used as a reference, the number of corrections can be omitted once, which is advantageous in throughput.

【0081】このように、大口径ショットで見てショッ
ト内多点EGAができるようにアラインメントショット
を選んでおくと、小口径ショットのEGA情報が、実は
大口径ショットでのショット内多点EGAの情報にもな
っており、アライメント回数を少なく抑えることができ
るので、露光による半導体デバイス等製造の生産性を向
上させることができる。
As described above, when an alignment shot is selected so that a multi-point EGA in a shot can be performed when viewing a large-diameter shot, the EGA information of the small-diameter shot is actually the multi-point EGA in the shot of the large-diameter shot. Since the information also serves as information and the number of times of alignment can be reduced, the productivity of manufacturing semiconductor devices and the like by exposure can be improved.

【0082】以上説明したように、本発明は、特定ショ
ットの位置を他のショットからの相対位置として計算す
るアラインメントおよび露光方法であり、特に、下地シ
ョットサイズが重ねあわせようとするショットサイズと
異なるとき、下地のショットサイズを考慮してアライン
メント位置を選ぶアラインメントおよび露光方法であ
る。本発明では、大口径露光機ショットのショット分割
を、小口径露光機のショットマップ上で特定のショット
からの相対位置で表わす。そして、小口径露光機のショ
ットマップ上でのアラインメントショット配置を、大口
径露光機でのショットマップで考えてショット内変形が
算出できるような配置に取る。
As described above, the present invention relates to an alignment and exposure method for calculating the position of a specific shot as a relative position with respect to other shots. In particular, the base shot size differs from the shot size to be superimposed. Sometimes, an alignment and exposure method is used to select an alignment position in consideration of the base shot size. In the present invention, shot division of a large-diameter exposure machine shot is represented by a relative position from a specific shot on a shot map of a small-diameter exposure machine. Then, the arrangement of the alignment shots on the shot map of the small-diameter exposure machine is set such that the deformation in the shot can be calculated by considering the shot map of the large-diameter exposure machine.

【0083】このようにすることによって、大口径露光
機でのショット内変形を計測し、その結果で上記相対位
置を微補正するだけで、正確な露光位置が算出できる。
In this way, an accurate exposure position can be calculated only by measuring the intra-shot deformation in the large-diameter exposure machine and finely correcting the relative position based on the result.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単かつ
少量のパラメータでショット補正値を算出できる。
As described above, according to the present invention, a shot correction value can be calculated easily and with a small number of parameters.

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

【図1】(A)は走査型露光装置1の1×3個取りのシ
ョット領域を示す平面図、(B)は一括型露光装置21
の1×1個取りの3つのショット領域をステップ移動し
ながら露光した状態を示す平面図である。
FIG. 1A is a plan view showing a 1 × 3 shot area of a scanning exposure apparatus 1, and FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a state in which exposure is performed while stepwise moving three shot areas of 1 × 1 piece.

【図2】(A)はウエハW上の第1レイヤに走査型露光
装置1を用いて露光する際のショットマップの一例を示
す図、(B)はウエハW上の第2レイヤに1個取りの一
括型露光装置21を用いて露光する場合のショットマッ
プの一例を示す図である。
2A is a diagram illustrating an example of a shot map when a first layer on a wafer W is exposed using a scanning exposure apparatus 1, and FIG. 2B is a diagram illustrating one shot map on a second layer on the wafer W; FIG. 4 is a diagram showing an example of a shot map in a case where exposure is performed using a collective type exposure apparatus 21;

【図3】走査型露光装置で第1のレイヤを露光した際
に、ショットの回転があった場合の露光状態を極端に回
転させて示したウエハWの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the wafer W in which an exposure state when a shot is rotated when the first layer is exposed by the scanning exposure apparatus is extremely rotated.

【図4】一括型露光装置で第2レイヤを、ショットの回
転だけ補正して露光した場合の露光状態を示したウエハ
Wの平面図である。
FIG. 4 is a plan view of the wafer W showing an exposure state when the second layer is exposed by correcting the rotation of the shot by the batch type exposure apparatus.

【図5】小口径ショットが大口径ショットを3分割する
場合の中央の小口径ショットと上下隣りのショットとの
関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a central small-diameter shot and upper and lower adjacent shots when a small-diameter shot divides a large-diameter shot into three parts.

【図6】図2(B)の第2レイヤ用にランダムに選択し
たサンプルショットの一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a sample shot randomly selected for a second layer in FIG. 2 (B).

【図7】図2(A)のサンプルショットの第1レイヤで
の位置を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a position of a sample shot in FIG. 2A on a first layer.

【図8】3分割の場合に上下隣りのショットをオフセッ
ト分だけ補正した状態を示す拡大図である。
FIG. 8 is an enlarged view showing a state where upper and lower adjacent shots are corrected by an offset in the case of three divisions.

【図9】第2の実施の形態の、(A)は走査型露光装置
1の2×2個取りのショット領域を示す平面図、(B)
は一括型露光装置21の1×1個取りの4つのショット
領域をステップ移動しながら露光した状態を示す平面図
である。
FIG. 9A is a plan view showing a 2 × 2 shot area of the scanning exposure apparatus 1 according to the second embodiment, and FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a state in which exposure is performed while stepwise moving four 1 × 1 shot areas of the collective exposure apparatus 21.

【図10】図9の場合の、(A)はウエハW上の第1レ
イヤに走査型露光装置1を用いて露光する際のショット
マップの一例を示す図、(B)はウエハW上の第2レイ
ヤに1個取りの一括型露光装置21を用いて露光する場
合のショットマップの一例を示す図である。
10A is a diagram showing an example of a shot map when the first layer on the wafer W is exposed using the scanning exposure apparatus 1 in the case of FIG. 9; FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a shot map in a case where exposure is performed on a second layer using a single-piece collective exposure apparatus 21.

【図11】図10(B)の第2レイヤ用にランダムに選
択したサンプルショットの一例を示す図である。
11 is a diagram illustrating an example of a sample shot randomly selected for the second layer in FIG. 10B.

【図12】小口径ショット上のマークを大口径ショット
上のマークと解釈することを示すずである。
FIG. 12 illustrates that a mark on a small-diameter shot is interpreted as a mark on a large-diameter shot.

【図13】図10(A)のサンプルショットの第1レイ
ヤでの位置を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the position of the sample shot in FIG. 10A on the first layer.

【図14】第2の実施の形態の、走査型露光装置で第1
のレイヤを露光した際に、ショットの回転があった場合
の露光状態を極端に回転させて示したウエハWの平面図
である。
FIG. 14 illustrates a first example of the scanning exposure apparatus according to the second embodiment.
FIG. 9 is a plan view of the wafer W, showing an exposure state when the shot is rotated when the layer is exposed, and the exposure state is extremely rotated.

【図15】第2の実施の形態の、一括型露光装置で第2
レイヤを、ショットの回転だけ補正して露光した場合の
露光状態を示したウエハWの平面図である。
FIG. 15 shows a second embodiment of the collective exposure apparatus according to the second embodiment.
FIG. 4 is a plan view of the wafer W showing an exposure state when a layer is exposed by correcting only a rotation of a shot.

【図16】小口径ショットが大口径ショットを田の字に
4分割する場合の左上の小口径ショットと右、右下、下
隣りのショットとの関係を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between an upper left small-diameter shot and right, lower right, and lower adjacent shots when the small-diameter shot divides a large-diameter shot into four crosses;

【図17】4分割の場合に右、右下、下隣りのショット
をオフセット分だけ補正した状態を示す拡大図である。
FIG. 17 is an enlarged view showing a state in which shots on the right, lower right, and lower sides are corrected by an offset in the case of four divisions.

【図18】(A)は走査型露光装置1を示す概略構成
図、(B)は走査型露光装置1用のレチクルを示す平面
図である。
18A is a schematic configuration diagram illustrating a scanning exposure apparatus 1, and FIG. 18B is a plan view illustrating a reticle for the scanning exposure apparatus 1. FIG.

【図19】(A)は一括型露光装置21を示す概略構成
図、(B)は一括型露光装置21用のレチクルを示す平
面図である。
19A is a schematic configuration diagram illustrating a collective exposure apparatus 21, and FIG. 19B is a plan view illustrating a reticle for the collective exposure apparatus 21.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 走査型露光装置(走査露光型の投影露光装置) 3 レチクル 4 投影光学系 W ウエハ 21 一括型露光装置(一括露光型の投影露光装置) 23 レチクル 24 投影光学系 32 アライメントセンサ MR1〜MR3、ML1〜ML3 ウエハマーク MUL、MUR、MLL、MLR ウエハマーク S1〜SN 第1レイヤのショット領域 SA1〜SAM 第2レイヤのショット領域 S51〜S62 第1レイヤのショット領域 SA51〜SA98 第2レイヤのショット領域 43A〜43J サンプルショット Reference Signs List 1 scanning type exposure apparatus (scanning type projection exposure apparatus) 3 reticle 4 projection optical system W wafer 21 batch type exposure apparatus (collective exposure type projection exposure apparatus) 23 reticle 24 projection optical system 32 alignment sensor MR1-MR3, ML1 To ML3 Wafer mark MUL, MUR, MLL, MLR Wafer mark S1 to SN First layer shot area SA1 to SAM Second layer shot area S51 to S62 First layer shot area SA51 to SA98 Second layer shot area 43A ~ 43J Sample shot

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 520A 525W Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/30 520A 525W

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に第1の露光装置を用いて、位置
合わせマークを含む複数の第1のショットを第1の配列
で露光する第1の露光工程と;前記位置合わせマークの
位置を測定する位置測定工程と;前記第1の露光工程の
後に、前記第1の露光装置とは露光フィールドサイズの
異なる第2の露光装置を用いて複数の第2のショットを
第2の配列で重ね合わせ露光する第2の露光工程とを備
え;前記位置測定工程は、前記複数の第1のショット
中、3以上の第1のショット内の位置合わせ用マークを
それぞれ1点以上、かつ第2のショット用の領域内の相
対的に異なる2点以上の位置合わせ用マークを測定する
工程を含み;前記第2の露光工程は、前記位置測定工程
の測定値に基づいて、前記複数の第1のショット間の誤
差と、所定の基準となる第2のショットを定めその基準
となる第2のショットの位置を基準として第1のショッ
ト内の誤差を算出し、該算出された誤差に基づいて、各
第1のショット内の前記基準となる第2のショットの位
置を基準として残りの第2のショットの位置を定め第2
のショットを露光する工程を含む;露光方法。
A first exposure step of exposing a plurality of first shots including an alignment mark on a substrate in a first arrangement using a first exposure apparatus; and determining a position of the alignment mark. A position measuring step of measuring; after the first exposure step, a plurality of second shots are superimposed in a second arrangement using a second exposure apparatus having an exposure field size different from that of the first exposure apparatus. A second exposure step of performing alignment exposure; the position measurement step includes, in the plurality of first shots, one or more alignment marks in three or more first shots; Measuring two or more relatively different alignment marks in the shot area; wherein the second exposing step is performed based on a measured value of the position measuring step. The error between shots and the An error in the first shot is calculated based on the position of the second shot as a reference, and the reference in each first shot is calculated based on the calculated error. The position of the remaining second shot is determined with reference to the position of the second shot
The step of exposing a shot;
【請求項2】 前記第1の露光装置が大口径露光機であ
り、前記第2の露光装置が小口径露光機であり、前記第
1のショットが矩形の大口径ショットであり、前記第2
のショットが、前記矩形の大口径ショットを対向する2
辺を切る2本の平行線で3等分割された3の矩形の小口
径ショットであり、前記所定の基準となる第2のショッ
トが、前記3の小口径ショットのいずれか1のショット
であることを特徴とする、請求項1に記載の、露光方
法。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the first exposure device is a large-diameter exposure device, the second exposure device is a small-diameter exposure device, the first shot is a rectangular large-diameter shot,
Shot facing the rectangular large-diameter shot 2
Three rectangular small-diameter shots divided into three equal parts by two parallel lines cutting the side, and the second shot serving as the predetermined reference is any one of the three small-diameter shots. The exposure method according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記第1の露光装置が大口径露光機であ
り、前記第2の露光装置が小口径露光機であり、前記第
1のショットが矩形の大口径ショットであり、前記第2
のショットが、前記矩形の大口径ショットを各辺の中点
を通り交差する2本の直線で4等分割された4の矩形の
小口径ショットであり、前記所定の基準となる第2のシ
ョットが、前記4の小口径ショットのいずれか1のショ
ットであることを特徴とする、請求項1に記載の、露光
方法。
3. The first exposure apparatus is a large-diameter exposure machine, the second exposure apparatus is a small-diameter exposure machine, the first shot is a rectangular large-diameter shot, and the second exposure apparatus is a large-diameter shot.
Are four rectangular small-diameter shots obtained by equally dividing the rectangular large-diameter shot by two straight lines intersecting through the midpoint of each side, and the second shot serving as the predetermined reference 2. The exposure method according to claim 1, wherein the shot is any one of the four small-diameter shots.
【請求項4】 前記第1の露光装置はマスク及び基板を
同期走査して該基板上の各ショット領域にマスク上のパ
ターンの露光を行う走査露光型の露光装置であり、前記
第2の露光装置はマスク上のパターンを基板上の各ショ
ット領域にそれぞれ一括転写する一括露光型の露光装置
であることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のい
ずれかに記載の、露光方法。
4. The scanning exposure type exposure apparatus according to claim 1, wherein the first exposure apparatus is a scanning exposure type exposure apparatus that synchronously scans the mask and the substrate to expose a pattern on the mask to each shot area on the substrate. 4. The exposure method according to claim 1, wherein the apparatus is a collective exposure type exposure apparatus that collectively transfers a pattern on a mask to each shot area on a substrate.
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