JPS63310116A - 半導体チツプパタンの基準位置合せ方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、位置合せを行いながらステップ・アンド・リ
ピートを繰り返す半導体製造装置に係り、特に前層のチ
ップ配列が、理想座標からずれている場合に好適な露光
装置の位置合せ方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の技術は、公開特許公報（Ａ）昭６ｌ−４４４２Ｑ
号に記載されているように、ウェハ回転誤差を予め補正
することになっていた。この方法では、計測を２段階に
分けて行うことになる。

［発明が解決しようとする問題点〕 従来の技術では、投影レンズから一定距離だけ離して設
けた位置合せ用の顕微鏡を使うオフアクシス方式等で、
予めウェハの回転誤差を計測し、ウェハステージにより
、回転補正を行うというものであった。

本発明の目的は、Ｘ−Ｙステージ上にウェハが装着され
た状態で、ウェハ上の任意の複数チップの位置を、バタ
ン検出器で計測し回転誤差、伸縮誤差、直交度、オフセ
ット等を同時に算出し、Ｘ−Ｙステージ移動の目標値を
決定することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ウェハ上の理想座標に配列した複数のチッ
プパタンのそれぞれを、基準位置に対してステップアン
ドリピート方式で順次位置合せする方法において、ステ
ップアンドリピート方式の位置合せの前に、装着された
ウェハ上の任意の複数チップの位置をパタン検出器によ
り実測する工程と、前記任意の複数チップと対応した理
想座標上のチップ位置と実測した値とのずれ量から最小
二乗法を用いた統計処理により、補正量を算出する工程
と、ステップアンドリピート方式の位置合せ時に、理想
座標を補正量で補正してウェハの位置合せをする工程を
有することにより達成さ九る。

〔作用〕

ウェハ上のチップの配列は、指定された露光マトリック
スとピッチから理想座標における座標によって決められ
ている。実際のチップ位置は、バタン検出器により測定
される。これらの２つの差すなわちずれ量から、各補正
成分を求める訳であるが、回転誤差、伸縮誤差はウェハ
全面均一にかかわり、直交度はＸ−Ｙ軸各々の回転で求
まり、オフセットはある基点におけるずれ蕪であるから
、１次関数の近似式でずれの補正に対応できる。理想座
標と実際の座標との平均的なずれ量が最小となるような
一次関数近似式のパラメータを最小二乗法を用いて決定
し、この式から補正量を計算し理想座標に加えて、ステ
ップアンドリピート方式の位置合せ時に、Ｘ−Ｙステー
ジ移動の為の目標値を、実際のチップ位置とのずれが最
小になるようにすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

ウェハをステップ・アンド・リピートするＸ−Ｙステー
ジ１、回路パタンを１１５又は１／１０に縮小する縮小
レンズ２２回路バタンか描画されているレティクル３、
回路パタンを転写するウェハ４、レティクルとウェハ内
チップの相対位置検出を行うバタン検出器５と各パタン
波形を処理するデータ処理装置６とから投影露光装置は
構成されている。ウェハは、プリアライメント終了後、
Ｘ−Ｙステージ上に搬送される。ここにおいて従来、オ
フアクシスあるいはＴＴＬオンアクシスによって２〜３
のチップ位置を検出し、チップ配列を認識していたとこ
ろを、本発明では任意の複数チップのチップ位置計測に
より、より高精度にチップを認識する。

Ｘ−Ｙステージ上に、ウェハを搬送後、レティクルのパ
タンをウェハ上に投影し、バタン検出器でレティクルの
パタンを検出し、データ処理装置によって理想座標の位
置を求める。その後Ｘ−Ｙステージを移動′させ、位置
検出を行うチップがレンズ直下になるようにする。次に
縮小レンズを介して、バタン検出器でチップパタンを検
出し、データ処理装置によりチップ位置を求める。チッ
プの理想座標と求めた実際のチップ位置との差をずれ量
とする。以後指定されているチップについて、それぞれ
パタン検出、チップ位に計算、ずれ量算出を繰り返す。

理想座標とのずれを生じる要因としては、イ）ウェハ回
転、口）ウェハの伸縮、ハ）オフセット、二）チップ配
列の直交度、ホ）チップ回転、へ）縮小率が考えられる
。ウェハアライメントにおいては、イ）〜二）の補正が
可能であり、ウェハ上に均一にかかつているため、理想
座標と実測結果のずれ量を最小二乗法を用いた回帰平面
近似によって、各補正量を一意に求めることができる。

それによって各チップ位置の算出が可能となる。

ウェハ回転補正量、伸縮量、オフセットを用いて、各チ
ップ毎のずれ量を表わす式を示すと、ＸＬ、、　ＹＬ、
　　：各チップのずれ量Ｘε、Ｙ乏　：ウエハ伸縮量 Ｘｏ、Ｙｏ　　　：ウエハ回転量 Ｘｔ＝Ｙｔ　　　：チップ位置 ＸｏｒＦｔ　ＹＯＦＦ：オフセット ｎ　　　　　：チップ数 となる。従って、各チップ毎の実測による位置ずれ量Ｘ
ＬＩ、　ＹＬＩから最小二乗法により各係数ウェハ回転
量、ウェハ伸縮量、オフセットを算出できる。各算出式
は次の通りで（２）式はＸ方向の係数を求めるもので（
３）式はＹ方向の係数を求めるものである。

この様にして求まる回転量Ｘｏ、ＹＯを用い、Ｘ−Ｙス
テージあるいはレティクルを回転させることによって回
転補正を行う。また前記（１）式を用い、理想座標をず
れＪｉＸＬｔ、　ＹＬＩで補正して各チップ毎のステー
ジ移動の目標値を算出し、ステップ・アンド・リピート
によって露光を行う。

第３図は前層の状態に、オフセット、ウェハ回転、直交
度誤差を持つ極端な例である。この場合直線に並らばな
い最低３チツプの位置を検出すれば、充分高精度のウェ
ハアライメントが可能である。従来の様な少数チップの
検出によるウェハアライメントの場合、検出チップの少
なくとも１つが大きく理想座標からずれている様な場合
も、複数チップを計測し最小二乗法による処理を施すこ
とによって、検出チップ数分の１以下に緩和することが
できる精度の向上へつながる。

本実施例によれば、複数チップの検出データを直接使い
、補正量及び目標値計算の係数とすることによって、手
順の簡素化をすすめ且つ補正量と、目標値計算の係数の
差をなくすことができ、高精度の重ね合せが可能となる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レチクル微動台あるいはＸ−Ｙステー
ジにおけるウェハ回転誤差の補正や、ステップ・アンド
・リピート送りに用いるチップ目標値の算出を正確に行
うことができるので、半導体製造における前工程のチッ
プ配列が理想座標からずれている場合に、ずれを最小限
にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に用いた縮小投影露光装置の
全体図で、第２図はこの処理を行うための概略フローチ
ャート図で、第３図は前層露光後のチップ配列の図であ
り、破線は理想座標、実線は実際の露光状態を示す。 １・・・Ｘ−Ｙステージ、２・・・縮小レンズ、３・・
・レティクル、４・・・ウェハ、５・・・バタン検出器
、６・・・デ光１図 県２図 Ｔ軸回転ｌ Ｘ軸、ｔ７ｔ、ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ウェハ上の理想座標に配列された複数のチップパタ
   ンの各々を、基準位置に対してステップアンドリピート
   方式で順次位置合せする方法において、ステップアンド
   リピート方式の位置合せの前に、装着されたウェハ上の
   任意の複数チップの位置をパタン検出器により実測する
   工程と、前記任意の複数チップと対応した上記理想座標
   上のチップの位置と該実測した値とのずれ量から最小二
   乗法を用いた統計処理により、補正量を算出する工程と
   、ステップアンドリピート方式の位置合せ時に、上記理
   想座標上のチップ位置を該補正量で補正してウェハの位
   置合せをする工程と、を含むことを特徴とする半導体チ
   ップパタンの基準位置合せ方法。