JPS6169127A - 投影露光装置の基準距離補正方法 - Google Patents

投影露光装置の基準距離補正方法

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JPS6169127A
JPS6169127A JP59190670A JP19067084A JPS6169127A JP S6169127 A JPS6169127 A JP S6169127A JP 59190670 A JP59190670 A JP 59190670A JP 19067084 A JP19067084 A JP 19067084A JP S6169127 A JPS6169127 A JP S6169127A
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wafer
microscope
reticle
axis
exposure
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Yoichi Kuroki
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7069Alignment mark illumination, e.g. darkfield, dual focus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、半導体の焼付装置に関し、特にレチクルとウ
ェハをその位置関係をオフアクシス光学系で検出するこ
とにより位置合せする半導体焼付装置に関する。
[従来技術の説明1 従来、この種の装置として、第1図に示す様な方式の装
置が提案されている。
第1図において、1は移動ステージ、2は投影レンズ、
3はレチクル、4は焼付用照明装置、5はウェハ、6,
7はモータ、14は制御回路の入ったコントロールボッ
クスである。
レチクル3上の回路パターンaは、投影レンズ2によっ
てウェハ5上に縮小して、例えば第2図のblの様に焼
付けられる。続いて、モータ7及び6を駆動してウェハ
5を移動しながら、第2図に    のb2、さらには
b3.・・・と焼いてゆくわけである。この時、b (
bl 、 b2 、 b3 、・・・)には、レチクル
3上の回路パターンaの例えば115に縮小された寸法
の回路パターンが転写される。
しかし、このような焼付装置においては、各焼付に先立
つてウェハとレチクルとが正確に位置合せされている必
要がある。このため、第1図の方式の装置においては、
移動ステージ1の移動方向(X、Y方向)別にその座標
を検出するレーザ干渉計16.17を配置しである。1
9はレーザ干渉計にレーザ光を送るレーザチューブであ
る。移動ステージ1の移動に伴い、X方向のレーザ干渉
計16及びY方向の干渉計17からそれぞれパルスが出
力される。コントロールボックス14内の制御回路〈不
図示)では、このパルスを積算カウントして移動ステー
ジ1の移動mを求め、現在の移動ステージ1の座標を正
確に認識することができる。前記レーザ干渉計16.1
7のパルスの分解能及びリニアリティは、要求される位
置合せ精度に対し、十分な精度例えば(O1OSμ/1
パルス)を有しており、ある露光域例えば第2図bnか
ら次の露光域bn+1へ移動する時は、その移動m(ウ
ェハ上のbnとbn +1との間の距離)を前記レーザ
干渉計によって正確にカウントし、カウント値が正しい
移動量を示すまで移動ステージを駆動する。
18は、投影レンズ2の光軸外に設け、られた顕微鏡で
あり、移動ステージ1上にウェハを積載したときの積載
位置の誤差(載置誤差)を検出するものである。
この装置では、例えば第3図eの位置をウェハの基準載
置位置、fをチップb1を露光するための第1露光位置
とすると、ウェハが正しく載置されている場合、e−f
間の距離xo、yoをレーザ干渉計16及び17によっ
て測定しながら移動ステージ1を駆動すれば、ウェハ5
を正しくfの位置へ移動することができる。
しかし、ウェハ5が積載時正しくeの位置へ置かれるこ
とは稀であり、一般には、第3図に点線で示す様に、Δ
X及びΔyずれたe′の位置でざらにΔθ回転して載置
されている。このため、このウェハ積載時の誤差を前記
顕微鏡18によって測定すべく、ウェハ5上に例えば第
4図C及びdの様なマークを設けである。
第5図(a)において、ウェハが正しい位置Qに対して
ΔX、Δy、Δθだけずれてhの様に置かれたとする。
前記顕微鏡18は、ウェハが積載装置(不図示)のメカ
ニカルな最大の誤差で積載された場合でも例えばマーク
dをその視野内に収めるだけの視野23を有しており、
このマークdのずれ工Δxl、Δy1を例えばTVカメ
ラ等の様な撮像手段によって検出する。次に予め規定さ
れているマーク間隔Jo  (第4図)だけ移動ステー
ジを移動してマークCを観察する。第5図(b)はステ
ージ移手力1殺のマークCと穎侶2鏡18の杉シ野23
の関係を示す。そして、同様にウェハが正しく置かれた
時にマークCの見えるべき位置(点線)と実際に観察さ
れるマークC(実線)の位置とのずれΔx2. Δy2
を測定する。
次に測定したΔx1 、 Δy1 、 ΔX2 、 Δ
V2及びマーク間隔JOからウェハの載置誤差ΔX。
Δy、Δθを算出し、移動ステージ1を第1露光位置f
へ移動する時に前記e−f間の距離XO。
yOをこの載置誤差ΔX、Δy、Δθだけ補正して移動
する。なお、θ方向については、通常、移動ステージ1
のウェハ積収用チャック(不図示)の回転機構によって
補正する。
この様な構成の装置においては、顕微鏡18の取付は、
非常に高精度かつ長時間に及ぶ安定性が要求される。例
えば、各露光ごとの位置合せ精度の要求が0.1μであ
れば、前記顕微鏡18は、0.1μ以下の精度で取付け
られていなければならず、これは装置の組立てや保守等
に対し大きな障害となっていた。例えばこの程度のオー
ダ(0,1μ以下)では組立て、取付時の精度はおろか
、温度も厳しくコントロールされていなければならず、
例えば一旦装置の電源を切ると、装置全体の温度が低下
して、次に電源を投入した時、装置全体の温度が安定す
るまで長時間に渡って使用できないといった様な問題が
あった。
〆、・    「発明の目的] 本発明は、上述の様なレーザ干渉計とオフアクシスの顕
微鏡を用いてウェハとレチクルの位置合せを行なう半導
体焼付装置において、オフアクシスの顕微鏡の取付位置
fii度要求を大幅に緩和し、装置の組立て保守を容易
にするとともに電源のオン/オフに伴う装置が使用でき
ない時間(ダウンタイム)の短縮を図ることを目的とす
る。
[実施例の説明] 第6図は本発明を実施するための装置の構成の一例であ
り、第1図の方式の装置に、投影レンズ2を介してウェ
ハを観察するオンアクシスの光学及びレーザビームスキ
ャンによるウェハとレチクル上のアライメントマークの
検出システムを付加したものである。
第6図におけるオンアクシスのアライメントマーク検出
システムは、レーザチューブ13によってレーザビーム
を発振させ、このビームをポリゴンミラー12、ハーフ
ミラ−10、対物レンズ9.ミラー8を介して投影レン
ズ2内に入れ、これによってレチクル3及びウェハ5上
に設けたアライメントマーク(不図示)をスキャンする
。レチクル3及びウェハ5上のアライメントマークから
の散乱光は、ミラー8、対物レンズ9及びハーフミラ−
10を通って光電検出器11によって検出される。コン
トロールボックス14内の制御回路(不図示)では、こ
の光電検出器11の出力信号からウェハとレチクルのア
ライメントマークの位置、すなわら移動ステージ1が第
1露光位置へ移動した時のウェハの正規の位置(第3図
のf)からのずれ儀を求めることができる。なお、以下
においては、この観察系をTTLと称する。
上記構成において、装置電源投入侵、ロフトの最初のウ
ェハを流す前に、先ず、第7図に示す様なテスト用ウェ
ハを装置に供給する。この時、コントロールボックス1
4内の制御回路(不図示)の動作モード(制御プログラ
ム)は、入出力ターミナル21からの入力によって調整
モード(または顕微鏡位置計測モード)に切換えておく
この調整モードにおいて、制御回路は、先ず、ウェハ上
のマークC及びdがそれぞれ顕微鏡18の視野23内に
来るべく移動ステージ1を駆動し、各々のマークのずれ
nΔx1.Δy1及びΔx2゜Δy2を測定する。そし
て、従来装置の場合と金く同様にウェハの載置誤差ΔX
、Δy、Δθを求め、この載置誤差ΔX、Δy、Δθを
補正しつつ・移動ステージ1を第1露光位置fへ移動す
る。
前記テスト用のウェハ25は、例えばガラスウェハの様
な平面度の良い安定したものが用いられており、第7図
(a)に示す様に、第1露光領域26の近傍には第7図
(C)の様なTTLの観察系のためのマークiが設けら
れている。また、第7図(b)に27で示すレチクルは
、回路パターンのためのエリアにの近傍でウェハ上のマ
ークiに対応する場所にやはりTTLの観察系のために
第7図(d)の様なマークjが設けられている。
さて、前記制御回路は、移動ステージ1を第1露光位置
へ駆動した後、前記TTLの観察系を駆動し、レチクル
21上のマークjとウェハ25上のマークiの上をレー
ザビームでスキャンする。マークi及びjはTTLの観
察系に対して第7図(e)の様に重なって観察され、レ
ーザビームは28で示す様にこれらのマーク上をスキャ
ンし、各マークの間隔Δノ1〜Δ」4が測定される。顕
微鏡18が正しい位置にあれば、前記マークは正しく整
合されている(Δ、、fl=Δj2−Δi3−Δ44)
が、顕微鏡18が温度、経時変化、取付誤差等によって
正規の位置から例えばΔx′、Δy′ずれていると、前
記TTLの観察系における各マークの間隔Δノ1〜−J
4もそれに各観察系の倍率を乗じた分だけずれる。前記
!!J 111回路は、この誤着を記憶装置(不図示)
に格納し、調整モードを終了する。
次にロットのウェハを流すわけであるが、調整モード終
了以後は、顕微鏡18でウェハのマークC及びdを観察
してウェハのi$3!置誤差ΔX、Δy。
Δθを求め、この載置誤差ΔX、Δy、Δθを補正しつ
つ移動ステージ1を第1露光位置fへ移動する際に、前
記記憶回路に格納されているずれ但ΔX′、Δy′を加
味して移動ステージ1を駆動する。
f′    [実施例の変形例] 前記実施例では、顕微$118の位置計測のためのTT
Lの観察系としてレーザビームでスキャンする方式を用
いたが、他の手段例えばTVカメラを用い、そのビデオ
信号からアライメントマークを読み取る様な方式でもか
まわない。
また、前記実施例のレチクルは、通常゛の焼付時にはレ
チクルのマスキング顆構によってマークjのエリアをマ
スクする様にすれば、特にテスト専用のレチクルを用意
する必要はなく、通常焼付用のレチクルにマークjを設
けてそのまま使用することができ、この場合、レチクル
の交換が不要となる。
また、前記実施例では、TTLの観察系が1眼であるが
、これを2眼とし、レチクル及びウェハ上のマークも2
服用とすれば、回転方向の誤差も精度よく求めることが
できる。
また、上述においては、TTLの観察系の駆動時にテス
ト用のウェハを使用しているが、各ウェハまたはロット
の最初のウェハの第1露光領域近傍に前記TTLの観察
用のマークを設け、これによって顕微鏡18の位置ずれ
を計測するようにしてもよい。
また、TTLの112寮系の位置が安定しておれば、レ
チクル上のマークは必要でない。すなわち、この場合、
TTLの観察系に対するウェハ上のマーク位置だけを観
察しても顕微鏡18の位置ずれは計測することができる
。一般に、この種の装置は、レチクルのパターンをウェ
ハ上に(例えば115に)縮小焼付するため、レチクル
側の許容誤差はウェハ面側より大きくてよい。
さらに、上述においては、計測した顕微鏡の位置ずれ量
でウェハの実際の載置位置e′から第1露光位首fまで
の送り込み吊を補正するようにしているが、基準Ii!
置装置eから第1露光位ifまでの距離が常に一定とな
る様にレチクルまた投影光学系を移動してもよい。
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば、オフアクシスの顕
微鏡の温度、経時、取付等による位置誤差をウェハ上に
設けた1丁りの観察系によって測定し、以後の第1露光
位置または第1露光位置への送り込み缶を補正するとい
った手段を講じることにより、オフアクシスの顕微鏡の
位置精度を緩和することができ、装置の組立て、調整及
び保守を容易にし、さらには、電源のオン/オフによ・
るダウンタイムを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はオフアクシスのvA察系により位置合せを行な
う従来の半導体焼付装置の一例を示す図、第2図は第1
図の装置におけるウェハ上への焼付方を示す図、 第3図は第1図の装置におけるオフアクシスの観察とウ
ェハの送り方を説明するための図、第4図は第1図の装
置で用いられるウェハの位置検出用マークの例を示す図
、 第5図は第4図のウェハ位置検出用マークの検出を説明
するための図、 第6図は本発明の一実施例に係る半導体焼付装置を示す
概略構成図、 第7図は第6図の装置で用いられるウェハ及びレチクル
上に形成されたパターンの概略図である。 図中、1は移動ステージ、2は投影レンズ、3はレチク
ル、4は焼付用照明波性、5はウェハ、6,7はモータ
、8はミラー、9は対物レンズ、10、15はハーフミ
ラ−111は光電検出器、12はポリゴンミラー、13
はレーザチューブ、14はコントロールボックス、16
.17はレーザ干渉計、18は顕微鏡、21は入出力タ
ーミナルである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、レチクル上の回路パターンをウェハに投影露光する
    投影レンズと、ウェハを搭載して移動する移動ステージ
    と、該移動ステージ上に載置されたウェハの載置誤差を
    投影レンズの光軸外で検出する顕微鏡と、該顕微鏡下の
    載置誤差検出位置から上記投影レンズ下のウェハ露光位
    置までの距離と上記顕微鏡の載置誤差検出結果に基づい
    て上記ウェハを上記露光位置まで送り込む移動ステージ
    駆動手段とを具備する半導体焼付装置において、上記露
    光位置に送り込まれたウェハの位置を上記投影レンズを
    介して計測する手段と、所望時に該計測手段を駆動しこ
    の時得られるウェハ位置計測結果に基づいて以後の上記
    載置誤差検出位置と前記露光位置との位置関係を補正す
    る手段とを設けたことを特徴とする半導体焼付装置。 2、前記位置関係を補正する手段が、前記レチクルを移
    動して露光位置の補正を行なう特許請求の範囲第1項記
    載の半導体焼付装置。 3、前記位置関係を補正する手段が、前記ウェハ位置計
    測結果に基づき前記載置誤差検出位置から露光位置まで
    の距離をより正確に算出し、以後はこの算出された距離
    に基づいて前記ウェハ送り込みを行なう特許請求の範囲
    第1項記載の半導体焼付装置。 4、前記顕微鏡の位置を計測する一連の手順を顕微鏡位
    置計測モードとして記憶し、該顕微鏡位置計測モードに
    設定することにより、顕微鏡位置測定用のウェハを用い
    て該顕微鏡による該ウェハの載置誤差検出、該ウェハの
    前記露光位置への送り込み、前記計測手段によるウェハ
    位置計測、該ウェハ位置計測結果に基づく上記顕微鏡の
    取付誤差の演算及び該演算結果の記憶を自動的に行なう
    ようにした特許請求の範囲第1、2または3項記載の半
    導体焼付装置。
JP59190670A 1984-09-13 1984-09-13 投影露光装置の基準距離補正方法 Granted JPS6169127A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100610651B1 (ko) * 2000-02-10 2006-08-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 투영장치용 물체 위치결정방법
JP2007170919A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Toshiba Corp 熱交換器の振動測定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100610651B1 (ko) * 2000-02-10 2006-08-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 투영장치용 물체 위치결정방법
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