JPS6047418A - 半導体露光装置 - Google Patents
半導体露光装置Info
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- JPS6047418A JPS6047418A JP58154053A JP15405383A JPS6047418A JP S6047418 A JPS6047418 A JP S6047418A JP 58154053 A JP58154053 A JP 58154053A JP 15405383 A JP15405383 A JP 15405383A JP S6047418 A JPS6047418 A JP S6047418A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- alignment
- stage
- repeat
- exposure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
- G03F7/70725—Stages control
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、縮小投影式アライナ等のステップ・アンド・
リピート方式の半導体露光装置に関する。
リピート方式の半導体露光装置に関する。
縮小投影式アライナ等のステップ・アンド・リピート方
式の半導体露光装置は、第１図に示すよウニ、レチクル
１上のパターン２に、紫外線３ｔ−照射し、縮小レンズ
４により、ウェハ５上に、１チツプあるいは１フイール
ド毎に像６を転写するものである。半導体の製造では、
プロセス毎に、何回かの露光を行なうが、プロセス毎に
異なるパターンを重ね合わせるために、アライメントが
必要となる。アライメント方法には、ウェハ単位にマク
ロ的なアライメントを行なうグローバル・アライメント
法と、チップあるいはフィールド毎にアライメントを行
なう、チップ・パイ・テップ・アライメント法あるいは
フィールド・パイ・フィールド・アライメント法（以下
、本明細書においてはＣ／Ｃアライメント法と略称する
。）とがある。
式の半導体露光装置は、第１図に示すよウニ、レチクル
１上のパターン２に、紫外線３ｔ−照射し、縮小レンズ
４により、ウェハ５上に、１チツプあるいは１フイール
ド毎に像６を転写するものである。半導体の製造では、
プロセス毎に、何回かの露光を行なうが、プロセス毎に
異なるパターンを重ね合わせるために、アライメントが
必要となる。アライメント方法には、ウェハ単位にマク
ロ的なアライメントを行なうグローバル・アライメント
法と、チップあるいはフィールド毎にアライメントを行
なう、チップ・パイ・テップ・アライメント法あるいは
フィールド・パイ・フィールド・アライメント法（以下
、本明細書においてはＣ／Ｃアライメント法と略称する
。）とがある。
第ｉｌｌ、グローバル・アライメント法の原理を示した
ものである。ウェハ・ステーゾは、 ＸＹ粗動ステージ
７とＸＹθ梢動ステーノ８から成り、ウェハの位置は、
レーデ測長器９１ ＋ ９２によりモニタされる。供給
されたウェハは、先づ、アライメント・スコーｆ１１＋
１ ’１２の丁１３に送られ、ウェハ上に形成された
２ないし、それ以上のアライメント・マーク１４ヲもと
に、ウェハ全体のＸＹθ方向の姿勢を補正する。アライ
メント・スコープ１１１＋ １１２と縮小レンズ４との
位置関係を予めめておけば、その量をもとに各チップあ
るいはフィールドを露光する際のウェハ位置が計算でき
、ステップ・アンド・リピートのステーソ移動を高速に
行なうことができる。なお、第１図で、１０Ｉ。
ものである。ウェハ・ステーゾは、 ＸＹ粗動ステージ
７とＸＹθ梢動ステーノ８から成り、ウェハの位置は、
レーデ測長器９１ ＋ ９２によりモニタされる。供給
されたウェハは、先づ、アライメント・スコーｆ１１＋
１ ’１２の丁１３に送られ、ウェハ上に形成された
２ないし、それ以上のアライメント・マーク１４ヲもと
に、ウェハ全体のＸＹθ方向の姿勢を補正する。アライ
メント・スコープ１１１＋ １１２と縮小レンズ４との
位置関係を予めめておけば、その量をもとに各チップあ
るいはフィールドを露光する際のウェハ位置が計算でき
、ステップ・アンド・リピートのステーソ移動を高速に
行なうことができる。なお、第１図で、１０Ｉ。
１０２ はレチクル・アライメント用光学系であり、焦
点あわせは、レチクル１と縮小し／ズ４を同時に２方向
に動かして行なわれる。
点あわせは、レチクル１と縮小し／ズ４を同時に２方向
に動かして行なわれる。
グローバル・アライメントは、ウェハ上に形成された下
地パターンがＸＹ方向に正確に格子状配列されているこ
とを前提としているが、ウェハの熱膨張や、下地パター
ン’ｔｌ：１反射投影式アライナで露光する際に避けら
れない像歪等により、第２図に示すような配列誤差が発
生し、その量は大きい場合、１μｍｎ程度にも達し、１
〜２μｍの線幅のパターンを露光する際に必要とされる
重ね合せ精度±０．１５〜±０．３μｍを満足させるこ
とは不可能である。５はウェハ、１７は下地パターン、
１８は露光されたパターンである。
地パターンがＸＹ方向に正確に格子状配列されているこ
とを前提としているが、ウェハの熱膨張や、下地パター
ン’ｔｌ：１反射投影式アライナで露光する際に避けら
れない像歪等により、第２図に示すような配列誤差が発
生し、その量は大きい場合、１μｍｎ程度にも達し、１
〜２μｍの線幅のパターンを露光する際に必要とされる
重ね合せ精度±０．１５〜±０．３μｍを満足させるこ
とは不可能である。５はウェハ、１７は下地パターン、
１８は露光されたパターンである。
グローバル・アライメントでは対処できない、下地ノ９
ターンの配列誤差を補正するだめのアライメント法がＣ
／Ｃアライメント法である。第３図は、Ｃ／Ｃアライメ
ント系を備えた縮小投影式アライナの例である。ファイ
バ２０ｔ 、２０２およびレンズ２１１゜２１２ ｆ、
用い、 ハーフミラ−２２１，ｎ２を介し、ウェハ５上
のアライメント・マークと、レチクル上の窓２３ｉ 、
ｘ２を照明し、その反射光を集光レンズ２４ｔ ｒ
２４ｚおよび可動スリット２５． 、２５２を介し、受
光素子２６１，２６２で取り込み、スリットの位置タイ
ミングから、レチクルとウェハの相対変位をめ、補正す
るものである。この方式では、縮小レンズ４を用い、ウ
ェハ上を照明し、またウエノ・上のアライメント・マー
クの信号を取り込むが、縮小レンズ４は露光波長で無収
差となるように作られているため、レチクルとウェハの
両方の位置を同時に検出するには、露光と同じ波長の光
で照明する必要があり、−回アライメントするとウエノ
・上のアライメント・マークは露光されてしまい使えな
くなるという欠点があった。そこで露光波長と異なる波
長を用いて照明を行なうと、第４図のように色収差が発
生し、ウェハをｚ方向にずらしたり、検出系の位置をず
らすなどの手段が必要となり、スループツトや精度の低
下を招いた。ｎは、露光波長での光路、田はその結像点
、四は露光波長と異なる波長での光路、刃はそのＭ像点
である。
ターンの配列誤差を補正するだめのアライメント法がＣ
／Ｃアライメント法である。第３図は、Ｃ／Ｃアライメ
ント系を備えた縮小投影式アライナの例である。ファイ
バ２０ｔ 、２０２およびレンズ２１１゜２１２ ｆ、
用い、 ハーフミラ−２２１，ｎ２を介し、ウェハ５上
のアライメント・マークと、レチクル上の窓２３ｉ 、
ｘ２を照明し、その反射光を集光レンズ２４ｔ ｒ
２４ｚおよび可動スリット２５． 、２５２を介し、受
光素子２６１，２６２で取り込み、スリットの位置タイ
ミングから、レチクルとウェハの相対変位をめ、補正す
るものである。この方式では、縮小レンズ４を用い、ウ
ェハ上を照明し、またウエノ・上のアライメント・マー
クの信号を取り込むが、縮小レンズ４は露光波長で無収
差となるように作られているため、レチクルとウェハの
両方の位置を同時に検出するには、露光と同じ波長の光
で照明する必要があり、−回アライメントするとウエノ
・上のアライメント・マークは露光されてしまい使えな
くなるという欠点があった。そこで露光波長と異なる波
長を用いて照明を行なうと、第４図のように色収差が発
生し、ウェハをｚ方向にずらしたり、検出系の位置をず
らすなどの手段が必要となり、スループツトや精度の低
下を招いた。ｎは、露光波長での光路、田はその結像点
、四は露光波長と異なる波長での光路、刃はそのＭ像点
である。
縮小レンズ４を介してアライメントする場合、色収差の
関係から、単一波長の照明を行なう必要があるが、その
場合、レノスト内での光の干渉により、レノストの厚さ
によっては、アライメントマーク゛が検出されないこと
がある。第５図はその原理を示したものである。ウェハ
基板３１上にアライメント・マーク３２が形成されてお
り、この上にレノストおが塗布される。Ｗｏの光は、レ
ソスト内に入ると、下地とレジスト間で多重反射を行な
い、ｗ、 −ｗ４となる。一方、レノストを透過する光
もＷ５〜Ｗ７となるが、その位相が一定の関係になると
、その合成振幅はゼロとなり、戻り光が発生せず、エツ
ジ部３４１ 、３４２との升別が不可能となる。
関係から、単一波長の照明を行なう必要があるが、その
場合、レノスト内での光の干渉により、レノストの厚さ
によっては、アライメントマーク゛が検出されないこと
がある。第５図はその原理を示したものである。ウェハ
基板３１上にアライメント・マーク３２が形成されてお
り、この上にレノストおが塗布される。Ｗｏの光は、レ
ソスト内に入ると、下地とレジスト間で多重反射を行な
い、ｗ、 −ｗ４となる。一方、レノストを透過する光
もＷ５〜Ｗ７となるが、その位相が一定の関係になると
、その合成振幅はゼロとなり、戻り光が発生せず、エツ
ジ部３４１ 、３４２との升別が不可能となる。
また、最近、ウェハ段差による解像度低下を防ぐため、
多層レゾスト法が使われるようになったが、第６図に示
すように、表面レノスト３５と下層レジスト３７の間に
露光光をカットするストッパ層部が存在し、露光波長で
のアライメントは不可能になってきたため、第１図のグ
ローバル・アライメント用のスコープに用いられるよう
な、白色（多波長）照明によるアライメントが望まれる
ようになってきている。
多層レゾスト法が使われるようになったが、第６図に示
すように、表面レノスト３５と下層レジスト３７の間に
露光光をカットするストッパ層部が存在し、露光波長で
のアライメントは不可能になってきたため、第１図のグ
ローバル・アライメント用のスコープに用いられるよう
な、白色（多波長）照明によるアライメントが望まれる
ようになってきている。
さらに、Ｃ／Ｃアライメント法の場合、チップあるいは
フィールドのサイズが変化した時、アライメント光学系
が固定されているため、ウエノ・をｘｙ力方向微小送り
して、アライメント光学系に決められた位置に近づける
（ボストアライメント）必要があり、スルーグツトの大
きな低下を招いていた。第７図はボストアライメントの
方法を示したもので、関は最大露光領域、３９１１３９
２はアライメント位置、４０は実露光テップ、４１．
、４１２はアライメント・マーク、４２はボストアライ
メント中のチップを示している。ΔＸは近寄り量である
。
フィールドのサイズが変化した時、アライメント光学系
が固定されているため、ウエノ・をｘｙ力方向微小送り
して、アライメント光学系に決められた位置に近づける
（ボストアライメント）必要があり、スルーグツトの大
きな低下を招いていた。第７図はボストアライメントの
方法を示したもので、関は最大露光領域、３９１１３９
２はアライメント位置、４０は実露光テップ、４１．
、４１２はアライメント・マーク、４２はボストアライ
メント中のチップを示している。ΔＸは近寄り量である
。
以上示したように、従来のグローバル・アライメント法
やＣ／Ｃアライメント法は、重ね合せ精度やスルーグツ
トの点で、大きな欠点を有していた。
やＣ／Ｃアライメント法は、重ね合せ精度やスルーグツ
トの点で、大きな欠点を有していた。
本発明の目的は、従来のグローバル・アライメント法で
の欠点であるチラノ間配列誤差の補正と、Ｃ／Ｃアライ
メント法での欠点である単色光による検出誤差やボスト
アライメントによるスループット低下を解決する新しい
半導体露光装置を提供することにある。
の欠点であるチラノ間配列誤差の補正と、Ｃ／Ｃアライ
メント法での欠点である単色光による検出誤差やボスト
アライメントによるスループット低下を解決する新しい
半導体露光装置を提供することにある。
上記目的を達成するために５本発明による半導体露光装
置は、ステップ・アンド・リピート方式によりチップあ
るいはフィールド毎に露光を行なう半導体露光装置にお
いて、露光されるウェハ上に既に形成されているチップ
あるいはフィールド間の配列誤差を予め測定する手段と
、そのようにして測定して得られるデータを記憶する手
段と、上記データに基づいてウェハ・ステークのステッ
プ・アンド・リピートの移動量を補正する手段を含むこ
とを要旨とする。本発明による露光装置は、ＸＹ方向に
移動する１個の粗動ステージの上にＸＹθ方向に移動す
る２個のウェハ精勤ステージを有し、上記粗動ステージ
でステップ・アンド・リピートを行ないながら、上記ウ
ェハ精勤ステージの一方でウェハ上に既に形成されてい
るチップあるいはフィールド間の配列誤差を測定し、他
方でステップ・アンド・リピートの補正を加え、露光を
行なうことも、ＸＹθ 方向に移動する、互に独立する
２個のウェハ・ステークを有し、その一方でウェハ上に
既に形成されているテップあるいはフィールド間の配列
誤差を測定し、他方でステップ・アンド・リピートの補
正を加え、露光を行なうこともできる。本発明の有利な
実施の態様においては、ウェハ上に既に形成されている
チップあるいはフィールド間のＸＹ方向の配列誤差金測
定する光学系の傍に、被測定ウェハのθ回転量を測定す
る光学系が備えられるか、または、ウェハを露光する光
学系の傍に被露光ウェハのθ回転量およびＸＹ方向の初
期位置ｅ ＩＩＩ定する光学系が備えられる。
置は、ステップ・アンド・リピート方式によりチップあ
るいはフィールド毎に露光を行なう半導体露光装置にお
いて、露光されるウェハ上に既に形成されているチップ
あるいはフィールド間の配列誤差を予め測定する手段と
、そのようにして測定して得られるデータを記憶する手
段と、上記データに基づいてウェハ・ステークのステッ
プ・アンド・リピートの移動量を補正する手段を含むこ
とを要旨とする。本発明による露光装置は、ＸＹ方向に
移動する１個の粗動ステージの上にＸＹθ方向に移動す
る２個のウェハ精勤ステージを有し、上記粗動ステージ
でステップ・アンド・リピートを行ないながら、上記ウ
ェハ精勤ステージの一方でウェハ上に既に形成されてい
るチップあるいはフィールド間の配列誤差を測定し、他
方でステップ・アンド・リピートの補正を加え、露光を
行なうことも、ＸＹθ 方向に移動する、互に独立する
２個のウェハ・ステークを有し、その一方でウェハ上に
既に形成されているテップあるいはフィールド間の配列
誤差を測定し、他方でステップ・アンド・リピートの補
正を加え、露光を行なうこともできる。本発明の有利な
実施の態様においては、ウェハ上に既に形成されている
チップあるいはフィールド間のＸＹ方向の配列誤差金測
定する光学系の傍に、被測定ウェハのθ回転量を測定す
る光学系が備えられるか、または、ウェハを露光する光
学系の傍に被露光ウェハのθ回転量およびＸＹ方向の初
期位置ｅ ＩＩＩ定する光学系が備えられる。
すなわち、本発明はつぎのような本発明者等の知見に基
づいてなされたものである。
づいてなされたものである。
チップあるいはフィールド間の配列誤差の影響を除くに
は、Ｃ／Ｃアライメントが欠かせないが、縮小レンズを
介すため、色収差や単色光照明による検出誤差が避けら
れない。そこで、Ｃ７０のアライメントに相当するＣ７
０の配列誤差測定を縮小レンズを介さず、グローバル・
アライメントで用いたと同様のアライメント・スコープ
で行なう。例えば、第１図の構成でも、アライメント・
スコー７’ １１１ ＋ １１２によりθ方向の補正を
した後、アライメント・スコープの一方で、各チップの
配列誤差を測定し、そのデータをもとに、ウェハ５を縮
小レンズ４の下に送り、ステップ・アンド・リピート露
光していけば良い。
は、Ｃ／Ｃアライメントが欠かせないが、縮小レンズを
介すため、色収差や単色光照明による検出誤差が避けら
れない。そこで、Ｃ７０のアライメントに相当するＣ７
０の配列誤差測定を縮小レンズを介さず、グローバル・
アライメントで用いたと同様のアライメント・スコープ
で行なう。例えば、第１図の構成でも、アライメント・
スコー７’ １１１ ＋ １１２によりθ方向の補正を
した後、アライメント・スコープの一方で、各チップの
配列誤差を測定し、そのデータをもとに、ウェハ５を縮
小レンズ４の下に送り、ステップ・アンド・リピート露
光していけば良い。
ウェハ１枚あたりの露光時間は、第３図に示すＣ／Ｃア
ライメント法の場合、（１）式のようになる。
ライメント法の場合、（１）式のようになる。
Ｔ＝ｔ 十Ｎ（ｔ ＋ｔ 十ｔ ）・・・・・・（１）
ｃｈａｎｇｅ ５ｔｅｐ ａｌｉｇｎ ｅｘｐｏｓｅＴ
：ウェハ１枚あたりの露光時間 ｔｃｈａｎｇｅ ”ウェハ交換時間（含θ補正）ｔ ：
ウエハ送り時間 ｔｅｐ ｔａ□ｉｇｎ ： Ｃ／Ｃアライメント時間ｔｅｘｐ。
ｃｈａｎｇｅ ５ｔｅｐ ａｌｉｇｎ ｅｘｐｏｓｅＴ
：ウェハ１枚あたりの露光時間 ｔｃｈａｎｇｅ ”ウェハ交換時間（含θ補正）ｔ ：
ウエハ送り時間 ｔｅｐ ｔａ□ｉｇｎ ： Ｃ／Ｃアライメント時間ｔｅｘｐ。
ｓｅ”露光時間
Ｎ：ウエハ当りショツト数
ｔｃｈａｎｇｅ ＝ ２０秒、 ｔｓｔｅｐ ＝ ０．
３秒” ａｌｉｇ。＝０．２秒。
３秒” ａｌｉｇ。＝０．２秒。
ｔｅｘｐｏｓｅ ＝０．２秒、 Ｎ ＝ １００シヨツ
トとすると、Ｔ＝匍秒となる。
トとすると、Ｔ＝匍秒となる。
一方、第１図の構成でＣ７０の配列誤差の測定を行なっ
た場合、（２）式のように々る。
た場合、（２）式のように々る。
Ｔ ＝ ｔｌｃｈａｎｇｅ＋Ｎ（ｔｓｔｅｐ＋ｔａｌｉ
ｇｎ）十Ｎ（ｔａｔｅｐ＋ｔｅｘｐｏａｅ）・・・（２
）ｔ１ｃｈ８ｎｇｅ−ａ秒、他は（１）式と同様として
計算すると、Ｔ＝１２２秒となり、スルーグツトが大幅
に低下してしまう。
ｇｎ）十Ｎ（ｔａｔｅｐ＋ｔｅｘｐｏａｅ）・・・（２
）ｔ１ｃｈ８ｎｇｅ−ａ秒、他は（１）式と同様として
計算すると、Ｔ＝１２２秒となり、スルーグツトが大幅
に低下してしまう。
そこで、ｔ と ｔ がほぼ等しいオーダａｌｉｇｎ
ｅｘｐｏｓｅ の時間であることに着目し、ウェハ・ステージを露光用
と配列誤差測定用の二つ用意し、一方のステージで露光
を行なっている間に、もう一方のステージでつぎに露光
するウェハの配列誤差を測定すれば、（１）式において
、ｔａｌｉｇｎが見掛は上ゼロとなり、（３）式のよう
になる。
ｅｘｐｏｓｅ の時間であることに着目し、ウェハ・ステージを露光用
と配列誤差測定用の二つ用意し、一方のステージで露光
を行なっている間に、もう一方のステージでつぎに露光
するウェハの配列誤差を測定すれば、（１）式において
、ｔａｌｉｇｎが見掛は上ゼロとなり、（３）式のよう
になる。
Ｔ ＝ ｔｃｈａｎｇｅ ＋ Ｎ （ｔｓｔｅｐ ＋
ｔｅｘｐｏ８ｅ） ・旧−・−・（３）ｔｃｈａｎｇｅ
＝ ２０秒、ｔ８ｔｅｐ；０．３秒” ｅｘｐｏｓｅ
＝ ”２秒。
ｔｅｘｐｏ８ｅ） ・旧−・−・（３）ｔｃｈａｎｇｅ
＝ ２０秒、ｔ８ｔｅｐ；０．３秒” ｅｘｐｏｓｅ
＝ ”２秒。
Ｎ＝１００ショットとして、Ｔ＝７０秒となり、グロー
パル・アライメント並みの高いスルーグラトラ維持し
、しかもＣ／Ｃアライメントと同様のアライメントが可
能となる。
パル・アライメント並みの高いスルーグラトラ維持し
、しかもＣ／Ｃアライメントと同様のアライメントが可
能となる。
第８図は、チップあるいはフィールド毎の配列誤差を測
定するステージ刃と露光用のステージ５１を独立して持
つアライナを上方から見たものである。供給側トラック
５２より供給されたウニノーは、先づ、プリアライメン
ト・ステージ５３で概略の姿勢を決定する。プリアライ
メントされたウニノーは吸着式あるいは機械式のハンド
リング機構図により、配列誤差測定用ステージ刃の上に
セットされ、あのようになる。Ｃ７０の配列誤差測定用
ハ上のチップの並びにおけるＸＹ方向とステージ刃のＸ
Ｙ方向が一致するように、０回転量補正が行なわれる。
定するステージ刃と露光用のステージ５１を独立して持
つアライナを上方から見たものである。供給側トラック
５２より供給されたウニノーは、先づ、プリアライメン
ト・ステージ５３で概略の姿勢を決定する。プリアライ
メントされたウニノーは吸着式あるいは機械式のハンド
リング機構図により、配列誤差測定用ステージ刃の上に
セットされ、あのようになる。Ｃ７０の配列誤差測定用
ハ上のチップの並びにおけるＸＹ方向とステージ刃のＸ
Ｙ方向が一致するように、０回転量補正が行なわれる。
０回転量補正は配列誤差測定用スコ−ｆ５６によっても
可能であるが、ステージの移動を繰返すため時間がかか
るので、これとは別に、予め相対位置関係のわかってい
る二つのθ補正アライメント・スコープ５７．５８によ
り行われる。なお、アライメント・スコープ５７はウェ
ハ５５の原点設定にも用いられる。θ補正のつぎに、ウ
ェハはステップ・アンド・リピート移動しながら、配列
誤差測定用スコープによりチップあるいはフィールド毎
の配列誤差が測定され、メモリに記憶される。測定が終
わると、アーム５９により露光用ステージ５１に移され
、ωのようにセットされる。ここでも、予め相対位置関
係のわかっているθ補正用アライメント・グロー７’６
１．６２により、ウニノ１の０回転量補正が行なわれる
。アライメント・スコープ６１はウニノーωの原点設定
にも用いられる。こうして、初期あわせの終わったウニ
ノ・は、縮小レンズ４０丁に送られ、配列誤差測定用ス
テージ（資）の測定データをもとに、ステップ・アンド
・リピートで移動しながら露光を終了し、再び排出側ト
ラック６３により排出される。
可能であるが、ステージの移動を繰返すため時間がかか
るので、これとは別に、予め相対位置関係のわかってい
る二つのθ補正アライメント・スコープ５７．５８によ
り行われる。なお、アライメント・スコープ５７はウェ
ハ５５の原点設定にも用いられる。θ補正のつぎに、ウ
ェハはステップ・アンド・リピート移動しながら、配列
誤差測定用スコープによりチップあるいはフィールド毎
の配列誤差が測定され、メモリに記憶される。測定が終
わると、アーム５９により露光用ステージ５１に移され
、ωのようにセットされる。ここでも、予め相対位置関
係のわかっているθ補正用アライメント・グロー７’６
１．６２により、ウニノ１の０回転量補正が行なわれる
。アライメント・スコープ６１はウニノーωの原点設定
にも用いられる。こうして、初期あわせの終わったウニ
ノ・は、縮小レンズ４０丁に送られ、配列誤差測定用ス
テージ（資）の測定データをもとに、ステップ・アンド
・リピートで移動しながら露光を終了し、再び排出側ト
ラック６３により排出される。
第９図は、露光用ステージ側での縮小レンズ４と、θ補
正用アライメント・グロー７’６１．６２の相対位置関
係をめたものであり、第１０図は、配列誤差測定用スコ
ープＩとθ補正用アライメント・グローｆ５７．５８の
相対位置関係をめたものである。
正用アライメント・グロー７’６１．６２の相対位置関
係をめたものであり、第１０図は、配列誤差測定用スコ
ープＩとθ補正用アライメント・グローｆ５７．５８の
相対位置関係をめたものである。
まず、アライメント・スコープ５７と郭との相対位置関
係Ｘｔ＋ｙｔが判っているので、アライメント・スコー
プ開側では、Ａの位置にアライメント・マークが来るよ
うに、ウニノ１をθ方向に回転させる。θ補正後、アラ
イメント・スコープ５７ （ｔＪ！ｌでＢの位置にアラ
イメント・マークが来るように、ステージをＸ方向に動
かしてやれば、ウェハの原点設定が行なわれたことにな
る。同様に露光用ステージの側においても、θ補正用ア
ライメント・スコープ６１と６２によりθ補正とウニノ
・の原点設定が行なわれる。
係Ｘｔ＋ｙｔが判っているので、アライメント・スコー
プ開側では、Ａの位置にアライメント・マークが来るよ
うに、ウニノ１をθ方向に回転させる。θ補正後、アラ
イメント・スコープ５７ （ｔＪ！ｌでＢの位置にアラ
イメント・マークが来るように、ステージをＸ方向に動
かしてやれば、ウェハの原点設定が行なわれたことにな
る。同様に露光用ステージの側においても、θ補正用ア
ライメント・スコープ６１と６２によりθ補正とウニノ
・の原点設定が行なわれる。
アライメント・スコープ５７と５６の関係”２ ＋ １
２と、縮小レンズとアライメント・スコープ６１トの関
係ｘ２＋ Ｙ２ ＋ ”３がめられているので、アライ
メント・スコープでの配列誤差測定値と、これらの値よ
り露光用ステージの移動量をいくつにすれば良いかが計
算される。なお、点Ｃ９点Ｆはアライメント・マークの
理想的中心位置である。
２と、縮小レンズとアライメント・スコープ６１トの関
係ｘ２＋ Ｙ２ ＋ ”３がめられているので、アライ
メント・スコープでの配列誤差測定値と、これらの値よ
り露光用ステージの移動量をいくつにすれば良いかが計
算される。なお、点Ｃ９点Ｆはアライメント・マークの
理想的中心位置である。
第１１図はウェハ５上にある下地バタ、−７１７を拡大
したものであり、各チップあるいはフィールド７０とア
ライメント・マーク７１に対して配列誤差ｄｘＩ、 ｄ
ｙｉをめていく訳である。 、第１２図（ａ）はアライ
メント・スコープの構造を示す例である。ファイバ７２
から送られた光はレンズ７３およびハーフミラ−７４を
介し、白色照明光となる。各チップあるいはフィールド
７０の横に形成されたアライメント・マーク７１の濃淡
光情報は、対物レンズ７５およびハーフミラ−７６を介
し、一方の光は、ＴＶカメラ７７によりモニタ７８上に
第１２図（ｂ）に示すようなアライメント・マークの投
影像７９トなり、他方の光はさらに対物レンズ８０によ
り拡大され、ハーフミラ−８１で分岐され、Ｘ方向検出
用リニア・センサ８２およびＹ方向検出用リニア・セン
サ８３により検出てれる。このデータαＸ、αアと、第
９図、第１θ図のＸＩ ｌ ３’１およびその他のデー
タとからθ補正データや露光用ステージのデータが作ら
れる。
したものであり、各チップあるいはフィールド７０とア
ライメント・マーク７１に対して配列誤差ｄｘＩ、 ｄ
ｙｉをめていく訳である。 、第１２図（ａ）はアライ
メント・スコープの構造を示す例である。ファイバ７２
から送られた光はレンズ７３およびハーフミラ−７４を
介し、白色照明光となる。各チップあるいはフィールド
７０の横に形成されたアライメント・マーク７１の濃淡
光情報は、対物レンズ７５およびハーフミラ−７６を介
し、一方の光は、ＴＶカメラ７７によりモニタ７８上に
第１２図（ｂ）に示すようなアライメント・マークの投
影像７９トなり、他方の光はさらに対物レンズ８０によ
り拡大され、ハーフミラ−８１で分岐され、Ｘ方向検出
用リニア・センサ８２およびＹ方向検出用リニア・セン
サ８３により検出てれる。このデータαＸ、αアと、第
９図、第１θ図のＸＩ ｌ ３’１およびその他のデー
タとからθ補正データや露光用ステージのデータが作ら
れる。
このように白色照明が行なえることにより、従来は問題
となっていたレノスト厚さによる単色光照明時の干渉縞
発生や多層レノストへの対応が”Ｔ能となった。
となっていたレノスト厚さによる単色光照明時の干渉縞
発生や多層レノストへの対応が”Ｔ能となった。
第１３図は第８図の方法をさらに改良し、配列誤差測定
用ステージと露光用ステージの粗動ステージを合体させ
た実施例である。
用ステージと露光用ステージの粗動ステージを合体させ
た実施例である。
８５はｘｙＸ方向動く粗動ステージ、８６は露光用の８
７は配列誤差測定用のＸＹθ摺動摺動ステマノる。配列
誤差測定されるウェハは、まず、簡の位置にセットされ
、θ補正用アライメント・グローｆ５７．５８でθ回転
を補正され、また、ウェハの原点設定が行なわれる。こ
の時、既に配列誤差測定が終わり、露光にまわされたウ
ェハは８９の位置にセットされ、θ補正用アライメント
・スコープ６１゜６２によりθ回転を補正され、またウ
ェハの原点設定が行なわれる。つぎに、ニクのウェハは
、粗動ステーノ弱によりステップ・アンド・リピートさ
れながら、一方は配列測定用アライメント・グローｆ５
６で測定を、他方は縮小レンズ４を介して露光を受ける
。ステージ８６．８７はレーデ測定器９□。
７は配列誤差測定用のＸＹθ摺動摺動ステマノる。配列
誤差測定されるウェハは、まず、簡の位置にセットされ
、θ補正用アライメント・グローｆ５７．５８でθ回転
を補正され、また、ウェハの原点設定が行なわれる。こ
の時、既に配列誤差測定が終わり、露光にまわされたウ
ェハは８９の位置にセットされ、θ補正用アライメント
・スコープ６１゜６２によりθ回転を補正され、またウ
ェハの原点設定が行なわれる。つぎに、ニクのウェハは
、粗動ステーノ弱によりステップ・アンド・リピートさ
れながら、一方は配列測定用アライメント・グローｆ５
６で測定を、他方は縮小レンズ４を介して露光を受ける
。ステージ８６．８７はレーデ測定器９□。
９２ ＋ ９ｆｆｉ ＋ ９４により位置測定されてい
る。なお１はレチクル、２はパターン、１０１ 、１０
２はレチクル・アライメント・スコープ、３は露光用照
明光である。
る。なお１はレチクル、２はパターン、１０１ 、１０
２はレチクル・アライメント・スコープ、３は露光用照
明光である。
以上説明した通り、本発明によれば、従来のグローバル
・アライメント基みのスルーグツトで、Ｃ／Ｃアライメ
ントを行なったと同程度の高い重ねあわせ精度が実現で
き、また、アライメントを白色照明で行なうため、これ
まで解決できなかったＶノスト内干渉や多層レノストの
問題に対応できるため、生産性、信頼性の点で、縮小投
影式アライナ等ステップ・アンド・リピート方式の半導
体露光装置の高性能化を図れる効果が大きい。
・アライメント基みのスルーグツトで、Ｃ／Ｃアライメ
ントを行なったと同程度の高い重ねあわせ精度が実現で
き、また、アライメントを白色照明で行なうため、これ
まで解決できなかったＶノスト内干渉や多層レノストの
問題に対応できるため、生産性、信頼性の点で、縮小投
影式アライナ等ステップ・アンド・リピート方式の半導
体露光装置の高性能化を図れる効果が大きい。
第１図はグローバル・アライメント用縮小投影式アライ
ナの主要部斜視図、第２図はウェハ上の・臂ターン形成
を示す平面図、第３図は従来のＣ／Ｃアライメント用縮
小投影式アライナの主要部斜視図、第４図は色収差の影
響を示す光学系断面図、第５図および第６図は、レノス
トを塗布したウェハの断面図、第７図はボストアライメ
ントの原理図、第８図は２ステ一ノ式アライメント光学
系の上面図、第９図および第１０図は第８図の各アライ
メント・スコープの相対位置関係を示す原理図、第１１
図は配列誤差測定の原理図、第１２図はアライメント・
スコープの構造を示す斜視図及びモニタ上のアライメン
ト・マークの像を示す正面図、第１３図はｌステージ２
ウエハ式アライメント光学系の斜視−である。 １・・・レチクル、４・・・縮小レンズ、５・・・ウェ
ハ、（資）・・・配列誤差測定用ステージ、５１・・・
露光用ステージ、関、５７．５Ｂ 、６１．６２・・・
アライメント・スコープ、８５・・・粗動ステージ、
８６ 、８７・・・精勤ステージ。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第１図 第２図 第４図 ５ 第５図 Ｗ。 ３４１ ３４２ 第６図 ＷＩ′Ｉ 第７図 ２ ４０ 第８図 第９図 第１０図 第１１図 （ 第１２図 （ａ） ＼ ＼ｔ 第１頁の続き ０発 明 者 中 １） 俊 彦 横浜市戸塚区吉田町
：術研究所内 ９３− ２９旙地 株式会社日立製作所生産技
ナの主要部斜視図、第２図はウェハ上の・臂ターン形成
を示す平面図、第３図は従来のＣ／Ｃアライメント用縮
小投影式アライナの主要部斜視図、第４図は色収差の影
響を示す光学系断面図、第５図および第６図は、レノス
トを塗布したウェハの断面図、第７図はボストアライメ
ントの原理図、第８図は２ステ一ノ式アライメント光学
系の上面図、第９図および第１０図は第８図の各アライ
メント・スコープの相対位置関係を示す原理図、第１１
図は配列誤差測定の原理図、第１２図はアライメント・
スコープの構造を示す斜視図及びモニタ上のアライメン
ト・マークの像を示す正面図、第１３図はｌステージ２
ウエハ式アライメント光学系の斜視−である。 １・・・レチクル、４・・・縮小レンズ、５・・・ウェ
ハ、（資）・・・配列誤差測定用ステージ、５１・・・
露光用ステージ、関、５７．５Ｂ 、６１．６２・・・
アライメント・スコープ、８５・・・粗動ステージ、
８６ 、８７・・・精勤ステージ。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第１図 第２図 第４図 ５ 第５図 Ｗ。 ３４１ ３４２ 第６図 ＷＩ′Ｉ 第７図 ２ ４０ 第８図 第９図 第１０図 第１１図 （ 第１２図 （ａ） ＼ ＼ｔ 第１頁の続き ０発 明 者 中 １） 俊 彦 横浜市戸塚区吉田町
：術研究所内 ９３− ２９旙地 株式会社日立製作所生産技
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 ステップ・アンド・リピート方式によりチップあ
るいはフィールド毎に露光を行なう半導体露光装置にお
いて、露光されるウェハ上に既に形成されているチップ
あるいはフィールド間の配列誤差を予め測定する手段と
、そのようにして測定して得られるデータを記憶する手
段と、上記データに基づいてウェハ・ステージのステッ
プ・アンド・リピートの移動量を補正する手段を含むこ
とを特徴とする半導体露光装置。 − ２、’ＸＹ方向に移動する１個の粗動ステージの上にＸ
Ｙθ方向に移動する２個のウエノ・精勤ステーシラ有し
、上記粗動ステージでステップ・アンド・リピートを行
ないながら、上記ウェハ精勤ステージの一方でウェハ上
に既に形成されているチップあるいはフィールド間の配
列誤差を測定し、他方でステップ・アンド・リピートの
補正を加え。 露光を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体露光装置。 ３、ＸＹθ方向に移動する、互に独立する２個のウェハ
・ステージを有し、その一方でウエノ＼上に既に形成さ
れているテップあるいはフィールド間の配列誤差を測定
し、他方でステップ・アンド・リピートの補正を加え、
露光を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体露光装置。 ４、 ウェハ上に既に形成されているチップあるいはフ
ィールド間のＸＹ方向の配列誤差を測定する光学系の傍
に、被測定ウエノ１のθ回転量を測定する光学系を有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
露光装置。 ５、 ウエノ・全露光する光学系の傍に被露光ウェハの
θ回転量およびＸＹ方向の初期位置を測定する光学系を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154053A JPS6047418A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 半導体露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154053A JPS6047418A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 半導体露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047418A true JPS6047418A (ja) | 1985-03-14 |
Family
ID=15575879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154053A Pending JPS6047418A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 半導体露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047418A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220327A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Hitachi Ltd | 縮小投影露光装置 |
| US6327022B1 (en) | 1997-01-27 | 2001-12-04 | Nikon Corporation | Projection exposure method and apparatus |
| US6341007B1 (en) | 1996-11-28 | 2002-01-22 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and method |
| US6819425B2 (en) | 2000-08-24 | 2004-11-16 | Asml Netherland B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby |
| US7289212B2 (en) | 2000-08-24 | 2007-10-30 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufacturing thereby |
| US7385671B2 (en) | 2004-05-28 | 2008-06-10 | Azores Corporation | High speed lithography machine and method |
| JP2009121810A (ja) * | 2009-02-05 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | 貯湯タンク |
| US7561270B2 (en) | 2000-08-24 | 2009-07-14 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby |
| US11126096B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-09-21 | Onto Innovation, Inc. | System and method for optimizing a lithography exposure process |
| US11687010B2 (en) | 2020-02-21 | 2023-06-27 | Onto Innovation Inc. | System and method for correcting overlay errors in a lithographic process |
-
1983
- 1983-08-25 JP JP58154053A patent/JPS6047418A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220327A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Hitachi Ltd | 縮小投影露光装置 |
| JPH0260050B2 (ja) * | 1985-03-26 | 1990-12-14 | Hitachi Ltd | |
| US7177008B2 (en) | 1996-11-28 | 2007-02-13 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and method |
| US7256869B2 (en) | 1996-11-28 | 2007-08-14 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and an exposure method |
| US6400441B1 (en) | 1996-11-28 | 2002-06-04 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus and method |
| US6549269B1 (en) | 1996-11-28 | 2003-04-15 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and an exposure method |
| US6341007B1 (en) | 1996-11-28 | 2002-01-22 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and method |
| US6590634B1 (en) | 1996-11-28 | 2003-07-08 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and method |
| US6798491B2 (en) | 1996-11-28 | 2004-09-28 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and an exposure method |
| US6327022B1 (en) | 1997-01-27 | 2001-12-04 | Nikon Corporation | Projection exposure method and apparatus |
| US6590636B2 (en) | 1997-01-27 | 2003-07-08 | Nikon Corporation | Projection exposure method and apparatus |
| US6819425B2 (en) | 2000-08-24 | 2004-11-16 | Asml Netherland B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby |
| US7289212B2 (en) | 2000-08-24 | 2007-10-30 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufacturing thereby |
| US7561270B2 (en) | 2000-08-24 | 2009-07-14 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby |
| US7633619B2 (en) | 2000-08-24 | 2009-12-15 | Asml Netherlands B.V. | Calibrating a lithographic apparatus |
| US7940392B2 (en) | 2000-08-24 | 2011-05-10 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby |
| US7385671B2 (en) | 2004-05-28 | 2008-06-10 | Azores Corporation | High speed lithography machine and method |
| JP2009121810A (ja) * | 2009-02-05 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | 貯湯タンク |
| US11126096B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-09-21 | Onto Innovation, Inc. | System and method for optimizing a lithography exposure process |
| US11531279B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-12-20 | Onto Innovation Inc. | System and method for optimizing a lithography exposure process |
| US11687010B2 (en) | 2020-02-21 | 2023-06-27 | Onto Innovation Inc. | System and method for correcting overlay errors in a lithographic process |
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