KR20200105371A - 노광 장치, 측정 장치, 및 얼라이먼트 방법 - Google Patents

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아키라 나카자와
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가부시키가이샤 오크세이사쿠쇼
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Abstract

투영 노광 장치에서, 스루풋(throughput)을 향상시키면서, 마스크 패턴을 기판에 정밀도 좋게 전사(轉寫)한다. 투영 노광 장치(10)와는 독립된 측정 장치(15)에 의해, 기판(W)에 매트릭스 배치된 칩의 얼라이먼트 마크의 위치를 사전에 측정해, 각 칩 고유의 고유 위치 편차량을 구한다. 그리고, 투영 노광 장치(10)는, GA용 얼라이먼트 마크를 측정해, 선형성이 있는 각 칩의 위치 편차량을 산출한다. 그리고, 고유 위치 편차량과 선형성이 있는 위치 편차량에 근거해, 노광 장치(10)에 기판(W)이 탑재되어 있는 상황에서 각 칩의 얼라이먼트 마크의 위치를 산출해, 얼라이먼트 노광을 실시한다.

Description

노광 장치, 측정 장치, 및 얼라이먼트 방법{EXPOSURE DEVICE, MEASUREMENT DEVICE, AND ALIGNMENT METHOD}
본 발명은, 패턴을 기판에 형성하는 노광 장치에 관한 것으로, 특히, 기판에 대한 얼라이먼트(위치 맞춤)에 관한 것이다.
노광 장치에서는, 패턴의 미세화와 함께 고정밀도의 얼라이먼트가 요구된다. 그 때문에, 기판에 대해 형성되는 얼라이먼트 마크는, 기판 전체의 변형을 측정하기 위해 기판 네 귀퉁이에 설치되는 마크 뿐만 아니라, 원샷(one-shot)의 노광 영역에 맞춰 얼라이먼트 마크가 형성된다.
이처럼 기판에 설치되는 방대한 수의 얼라이먼트 마크의 위치를 검출하는 것은 다대(多大)인 시간을 필요로 하므로, 스루풋(throughput)이 저하한다. 그 때문에, 노광 장치와는 독립되어 얼라이먼트 마크의 위치를 계측하는 계측 장치를 마련하는 구성이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
거기에서는, 노광 장치 본체에 의한 얼라이먼트 조정에 앞서, 계측 장치에 의해 소정의 노광 영역의 얼라이먼트 마크의 위치가 검출된다. 그리고, 노광 장치에서는, 기판 전체에 관련된 얼라이먼트 마크의 위치 만을 GA 방식 등으로 검출하고, 앞서 검출된 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 이용하여 얼라이먼트를 실시한다.
일본 특허공개 평10-64804호 공보
예를 들면, 캐리어에 실리콘 칩을 탑재하는 FO-WLP(팬-아웃 웨이퍼 레벨 패키지) 기판의 경우, 칩 마운트 정밀도에 기인하여 랜덤한 칩 배열 오차가 생긴다. 한편, 기판의 신축, 변형은, 공정을 거칠 때 마다 생기고, 그 신축, 변형 정도는 상이하다.
그 때문에, 노광 장치에 앞서 측정된 얼라이먼트 마크의 위치는, 이후의 노광 장치에 의한 얼라이먼트 계측 시에는 달라지는 경우가 있어, 노광 공정의 얼라이먼트 시에 위치 맞춤 오차가 생긴다. 특히, 복수의 층에 패턴을 중첩해 전사(轉寫)하는 노광 공정을 반복하는 프로세스에서는, 위치 맞춤 오차가 현저해진다
따라서, 노광 장치에 의한 얼라이먼트에 앞서 얼라이먼트 마크의 위치를 계측하는 경우에 있어서, 정밀도가 좋은 얼라이먼트를 실현할 수 있는 것이 요구된다.
본 발명의 노광 장치는, 기판 상(上)의 복수의 칩에 대해 노광 가능하고, 칩 마다 형성된 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 측정하는 독립된 측정 장치와의 사이에 통신 가능한 노광 장치로서, 기판에 설치된 GA(글로벌 얼라이먼트)용 얼라이먼트 마크의 위치를 측정하는 측정부를 갖춘다. 그리고, 각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 얻어지는 각 칩의 고유 위치 편차량과, 측정부에 의해 측정된 GA용 얼라이먼트 마크의 위치 정보에 근거하여, 얼라이먼트(alignment) 한다. 여기서, 고유 위치 편차량이란, 기판 전체의 변형, 신축 등 선형성(線形性)을 가지고, 칩 간에 공통되는 것으로 간주할 수 있는 오차가 아니라, 각 칩 고유의 오차 성분을 나타낸다.
얼라이먼트에 관해서는, 노광 장치에서 고유 위치 편차량을 구하는 것이 가능하고, 노광 장치는, 각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 기판 전체에 관련되는 변형량을 제외함으로써 얻어지는 다이 시프트 양(die shift amount)을, 고유 위치 편차량으로서 구하는 연산부를 갖출 수 있다. 예를 들면, 연산부는, 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 선형(線形) 성분의 변형량을 제외하는 것에 의해, 다이 시프트 양을 구한다.
한편, 독립된 측정 장치에서 고유 위치 편차량을 구하는 것도 가능하다. 본 발명의 다른 양태인 측정 장치는, 칩 마다 형성된 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 측정하는 얼라이먼트 마크 측정부를 갖추고, 각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 얻어지는 각 칩의 고유 위치 편차량을 구하고, 고유 위치 편차량의 데이터를 노광 장치로 송신한다.
본 발명의 다른 양태인 얼라이먼트 방법은, 얼라이먼트 마크의 위치를 측정하는, 노광 장치와는 독립된 측정 장치에 의해, 복수의 칩을 2차원 배치시킨 기판에 설치되는, 각 칩의 얼라이먼트 마크 위치를 측정하고, 노광 장치에 설치된 측정부에 의해, 기판에 설치된 GA(글로벌 얼라이먼트)용 얼라이먼트 마크의 위치를 측정하고, 측정 장치 또는 노광 장치에 의해, 각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 얻어지는 각 칩의 고유 위치 편차량과, 측정부에 의해 측정된 GA용 얼라이먼트 마크의 위치 정보에 근거하여, 얼라이먼트 한다.
본 발명에 의하면, 투영 노광 장치에서, 스루풋을 향상시키면서, 마스크 패턴을 기판에 정밀도 좋게 전사할 수 있다.
[도 1] 본 실시 형태인 투영 노광 장치의 개략적 블록도이다.
[도 2] 기판(W)에 형성된 쇼트 배열을 도시한 도면이다.
[도 3] 쇼트 배열 오차를 성분으로 나누어 도시한 도면이다.
[도 4] 측정 장치(15)에서 실행되는 칩 고유 배열 오차 산출 처리의 플로우 차트를 도시한 도면이다.
[도 5] 투영 노광 장치(10)에서 실행되는 얼라이먼트를 포함한 노광 처리를 도시한 도면이다.
이하에서는, 도면을 참조해 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태인 투영 노광 장치의 개략적 블록도이다. 여기에서는, 복수의 레이어에 패턴을 거듭해 형성하는 노광 프로세스를 실시한다.
투영 노광 장치(10)는, 포토마스크(photomask)로서의 레티클(Reticle)(R)에 형성된 마스크 패턴을, 스텝＆리피트 방식에 따라 기판(워크 기판)(W)에 전사하는 노광 장치로서, 방전 램프 등의 광원(20), 투영 광학계(34)를 갖추고 있다. 레티클(R)은 석영재 등으로 구성되어 있고, 차광(遮光) 영역을 가진 마스크 패턴이 형성되어 있다. 기판(W)은, 여기서는 실리콘, 세라믹스, 글라스 혹은 수지 제(製)의 기판(예를 들면, 인터포저(Interposer) 기판)이 적용된다.
광원(20)으로부터 방사된 조명광은, 미러(22)를 통해 인티그레이터(Integrator)(24)로 입사하고, 조명광 양이 균일하게 된다. 균일해진 조명광은, 미러(26)를 통해 콜리메이터 렌즈(Collimator lens)(28)로 입사한다. 이에 따라, 평행광이 레티클(R)에 입사한다. 광원(20)은, 램프 구동부(21)에 의해 구동 제어된다.
레티클(R)은, 마스크 패턴이 투영 광학계(34)의 광원측 초점 위치가 되도록 레티클용 스테이지(30)에 탑재되어 있다. 레티클(R)을 탑재한 스테이지(30), 기판(W)을 탑재한 스테이지(40)에는, 서로 직교하는 X-Y-Z의 3축 좌표계가 규정되어 있다. 스테이지(30)는, 레티클(R)을 초점면을 따라 이동시키도록 X-Y 방향으로 이동 가능하고, 스테이지 구동부(32)에 의해 구동된다. 또한 스테이지(30)는, X-Y 좌표 평면에서 회전도 가능하다. 스테이지(30)의 위치 좌표는, 여기에서는 레이저 간섭계 혹은 리니어 인코더(도시하지 않음)에 의해 측정된다.
레티클(R)의 마스크 패턴이 형성된 에리어를 투과한 광은, 투영 광학계(34)에 의해 기판(W)에 패턴광으로서 투영된다. 기판(W)은, 그 노광면이 투영 광학계(34)의 이미지(像)측 초점 위치와 일치하도록, 기판용 스테이지(40)에 탑재되어 있다.
스테이지(40)는, 기판(W)을 초점면을 따라 이동시키도록 X-Y 방향으로 이동 가능하고, 스테이지 구동부(42)에 의해 구동된다. 또한, 스테이지(40)는, 초점면(X-Y방향)에 수직인 Z축 방향(투영 광학계(34)의 광축 방향)으로 이동 가능하고, 게다가, X-Y 좌표 평면에서 회전도 가능하다. 스테이지(40)의 위치 좌표는, 도시하지 않은 레이저 간섭계 혹은 리니어 인코더에 의해 측정된다.
제어부(50)는, 스테이지 구동부(32, 42)를 제어하여 레티클(R), 기판(W)을 위치 결정함과 동시에, 램프 구동부(21)를 제어한다. 그리고, 스텝＆리피트 방식에 근거한 노광 동작을 실행한다. 제어부(50)에 설치된 메모리(도시하지 않음)에는, 레티클(R)의 마스크 패턴 위치 좌표, 기판(W)에 형성된 쇼트 영역의 설계 상의 위치 좌표, 스텝 이동량 등이 기억되어 있다.
얼라이먼트 마크 촬상부(36)는, 기판(W)에 형성된 얼라이먼트 마크를 촬상하는 카메라 혹은 현미경으로서, 노광 전에 있어서, 스테이지 구동부(42)를 구동하여 스테이지(40)을 이동시키는 것에 의해 기판(W)에 설치된 얼라이먼트 마크를 촬상한다. 화상 처리부(38)는, 얼라이먼트 마크 촬상부(36)에서 보내 오는 화상 신호에 근거하여, 얼라이먼트 마크의 위치 좌표를 검출한다. 여기에서는, 기판(W)의 네 귀퉁이 등에 설치된 GA(글로벌 얼라이먼트)용 얼라이먼트 마크의 위치를 검출한다.
제어부(50)는, 스텝＆리피트 방식에 따라, 기판(W)에 형성된 각 쇼트 영역에 레티클(R)의 마스크 패턴을 순차적으로 전사해 나간다. 즉, 제어부(50)는, 쇼트 영역 간격에 따라 스테이지(40)를 간헐적으로 이동시켜, 마스크 패턴의 투영 위치에 노광 대상이 되는 쇼트 영역이 위치 결정되면, 광원(20)을 구동하여 패턴광을 쇼트 영역에 투영시킨다.
측정 장치(15)는, 기판(W)에 설치된 얼라이먼트 마크를 측정하는 장치에 있어서, 얼라이먼트 마크 측정부(15A)를 갖추고, 투영 노광 장치(10)와 상호 데이터 통신 가능하게 접속되어 있다. 기판(W)은, 여기에서는 FO-WLP 기판으로 구성되고, 캐리어 기판 상에 실리콘 칩이 매트릭스 형상으로 다수(예를 들면, 1만개) 배열되어 있다. 덧붙여, 기판은 FO-WLP 기판으로 한정되지 않으며, 통상의 웨이퍼 기판이나 프린트 배선판 등이어도 무방하다. 칩은 동일 종류가 아니어도 무방하고, 복수 종류의 칩이 배열되어 있어도 무방하다. 또한, 기판에 비해 작은 영역의 회로 패턴(유닛으로 칭한다)이 매트릭스 형상으로 다수 배치된 기판으로서, 유닛을 기준으로 얼라이먼트 하여 노광하는 것이어도 무방하다. 유닛의 내측에 하나 또는 복수의 칩이 있어도 무방하다. 측정 장치(15)는, 투영 노광 장치(10)에 의한 패터닝 전의 단계에서, 각 칩에 설치된 얼라이먼트 마크의 위치를 측정한다.
측정 장치(15)는, 기판(W)을 재치(載置)하는 기판 스테이지와, 얼라이먼트 마크를 촬상하는 카메라와, 카메라에 대해 기판을 상대 이동시키는 주사 기구와, 기판의 상대 이동량을 측정하는 계측부와, 카메라에 의한 촬상에 의해 얻어진 화상으로부터 얼라이먼트 마크의 위치를 계측하는 화상 처리부와, 계측한 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 파일로 기록하는 데이터 관리부와, 이들을 제어하는 컨트롤러를 갖춘다(여기서는, 모두 도시하지 않음).
측정 장치(15)는, 각 칩의 얼라이먼트 마크의 위치 정보에 관한 파일을 데이터 서버(60)로 송신한다. 데이터 서버(60)는, 측정 대상이 된 기판(W)의 ID와 관련지어서 파일을 기록, 관리한다.
투영 노광 장치(10)는, 각 레이어에 대해 마스크 패턴을 전사(노광)할 때, 얼라이먼트를 실시한다. 즉, 쇼트 영역의 배열 오차인 위치 맞춤 오차를 검출해, 기판(W)의 쇼트 영역과 마스크 패턴의 투영 에리어와의 위치 맞춤을 사전에 실시한다.
본 실시 형태에서는, 투영 노광 장치(10)가, 측정 장치(15)에 의해 측정된 각 칩의 얼라이먼트 마크의 위치로부터, 각 칩 고유의 위치 편차량을 산출하고, 이 위치 편차량과, 얼라이먼트 마크 촬상부(36)에 의해 측정되는 GA용 얼라이먼트 마크의 위치를 이용하여, 노광 공정 시에서의 각 칩의 노광 위치를 구한다. 투영 노광 장치(10)는, 구해진 각 칩의 노광 위치에 따라, 다이·바이·다이(이하, D/D) 방식에 따른 얼라이먼트 노광을 실시한다. 이하, 이에 대해 상술한다.
도 2는, 기판(W)에 형성된 쇼트 배열을 도시한 도면이다. 도 3은, 기판(W)의 변형 등에 기인하는 쇼트 배열의 왜곡을 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 것처럼, 기판(W)에는, X-Y 좌표계에 의해 규정되는 그리드에 맞춰 칩(CP)을 매트릭스 형상으로 일정 간격으로 배열시킨 하층 패턴이 형성되어 있다. 여기서는, 각 칩(CP)은 쇼트 영역에 상당하고, 레티클(R)에 형성되어 있는 마스크 패턴을 칩(CP)(이하, 쇼트 영역이라고도 한다) 상에 중첩하여 형성한다. 또한, 쇼트 영역(CP)의 배열에 따라, 위치 맞춤용의 얼라이먼트 마크(AM)가 임의의 위치(도 2에서는 좌우단 중앙 위치)에 형성되어 있다. 위치 맞춤용의 얼라이먼트 마크(AM)는, 쇼트 영역(CP)의 근방 위치(예를 들면, 스크라이브 라인 상)에 설치해도 무방하다. 또한, 위치 맞춤용의 얼라이먼트 마크(AM) 내의 일부를, GA용 얼라이먼트 마크로서 겸용하도록 해도 무방하다.
도 3에는, 기판(W)의 변형에 의해 쇼트 영역(CP)의 줄이 무너지고 있는 상태를 도시하고 있다. 기판(W)이 웨이퍼인 경우, 그 변형량은 그다지 크지 않지만, 하층 패턴과의 중합(重合)에서 허용되는 오차 범위와 비교하면 무시할 수 없는 크기가 된다. 또한, 기판(W)이 프린트 기판이나 인터포저 기판인 경우, 기판(W)의 변형은 더욱 커진다. 그 때문에, 각 칩(CP)의 위치는, 설계 상의 위치에서 벗어난다.
기판(W)이 FO-WLP 기판의 경우, 칩 마운트 정밀도에 기인하는 랜덤한 칩 배열 오차(다이 시프트로 불린다)가 발생한다. 한편, 기판(W)은, 공정을 거칠 때마다 신축, 변형(이들을 합쳐서 기판 변형이라고 부른다)이 생긴다. 그 때문에, 노광 시의 각 칩(CP)의 얼라이먼트 마크(AM)의 위치는, 측정 장치(15)에서 측정했을 때의 얼라이먼트 마크(AM)의 위치와는 다르다.
특히, 복수의 레이어에 대해 패터닝을 실시하는 경우, 노광 및 그 전후의 공정(노광, 에칭, 열 처리 등)을 반복할 때마다, 기판(W)의 신축, 변형 정도가 변화해, 측정 장치(15)에 의해 측정된 얼라이먼트 마크(AM)와의 위치 편차가 커진다.
도 3은, 쇼트 배열 오차를 성분으로 나누어 도시한 도면이다. 다이 시프트에 의한 칩 배열 오차 성분(다이 시프트 양으로 정의한다)은, 칩(CP) 사이에서 그 오차량에 관련성, 법칙성이 없다. 이 관련성, 법칙성이 없는 배열 오차를 고유 위치 편차량이라고 정의한다. 고유 위치 편차량은, 기판(W) 전체의 변형, 신축과는 관계없이 선형성이 없는(비선형의) 오차 성분으로 간주할 수 있다. 한편, 기판(W)의 변형, 신축 등에 의한 칩 배열 오차 성분은, 기판(W)의 전체에 대한 변형 정도에 따라 칩(CP) 간에 공통의 법칙성을 가지고 생기는 배열 오차이기 때문에, 선형성이 있는 오차 성분으로 간주할 수 있다.
그래서, 최초로 측정 장치(15)에 의해 측정된 각 칩(CP)의 얼라이먼트 마크(AM)의 위치와 설계 상의 위치와의 칩 배열 오차량 중에서, 선형성이 있는 배열 오차량을 제외해, 각 칩의 고유 위치 편차량을 추출한다. 그리고, 투영 노광 장치(10)에서는, GA용 얼라이먼트 마크에서 구해지는 선형성의 칩 배열 오차량을 구하고, 각 칩의 고유 위치 편차량을 조합해 노광 공정 시에서의 각 칩의 노광 위치를 추정한다.
도 4는, 측정 장치(15)에서 실행되는 칩 고유 배열 오차 산출 처리의 플로우 차트를 도시한 도면이다.
기판(W)의 각 칩에 설치된 얼라이먼트 마크의 위치를 측정하면(S101), 각 칩에서의 얼라이먼트 마크의 위치 정보와 설계 상의 위치 정보와의 차분(差分)(X, Y, θ)을 산출한다(S102). 그리고, 구해진 칩 배열 오차량으로부터, 최소 제곱법 등을 이용해 선형 성분을 추출해(S103), 이를 제거함으로써, 각 칩의 고유 위치 편차량이 되는 X, Y, θ 성분을 구한다(S104).
도 5는, 투영 노광 장치(10)에서 실행되는 얼라이먼트를 포함한 노광 처리를 도시한 도면이다.
기판(W)에 설치된 GA용 얼라이먼트 마크의 위치(예를 들면, 기판 네 귀퉁이에 설치된 얼라이먼트 마크의 위치)를 측정하고, 설계 상의 위치와의 차분을, X 성분, Y 성분, θ 성분으로 나누어 산출한다(S201). 한편, 측정 장치(15)에 의해 구해진 각 칩의 고유 위치 편차량의 데이터를 데이터 서버(60)로부터 독출한다(S202).
투영 노광 장치(10)에 의해 측정된 GA용 얼라이먼트 마크의 위치 편차량은, 선형성을 가진 위치 편차량(즉, 노광 장치에 기판을 재치했을 때의 X, Y, θ의 편차량이나, 기판 신축이나 직교도의 변화 등의 변형량의 총합)으로 간주할 수 있기 때문에, 이로부터 노광 공정에서의 기판(W) 전체의 변형량을 산출할 수 있다. 그리고, GA 얼라이먼트의 수법에 따라, 기판(W) 전체의 변형량으로부터 구한 각 칩의 노광 위치에서의 X, Y, θ 성분의 위치 편차량을 산출할 수 있다(이 기판(W) 전체의 변형량으로부터 구한 각 칩의 노광 위치에서의 위치 편차량을, 선형 위치 편차량이라고 정의한다). 단, 기판(W)의 변형, 신축이, 기판 전체에 걸쳐, 혹은 노광 대상 영역에 관하여 거의 균일하게 생기는 것으로 한다.
그리고, 각 칩의 선형 위치 편차량과, 고유 위치 편차량에 근거하여, 각 칩의 노광 위치를 산출한다(S203). 즉, 설계 상의 노광 위치에 대해, 선형 위치 편차량과, 고유 위치 편차량을 가미(加味)하는 것에 의해, 노광 공정 시의 각 칩의 노광 위치(노광 맵)를 산출한다. 투영 노광 장치(10)에서는, 각 칩의 얼라이먼트 마크를 측정하고 있지 않지만, 이 연산으로 각 칩의 노광 위치를 추정하여, 다이·바이·다이 방식에 의한 노광이 실시된다(S204).
이처럼 본 실시 형태에 의하면, 투영 노광 장치(10)와는 독립된 측정 장치(15)에 의해, 기판(W)에 매트릭스 배치된 칩의 얼라이먼트 마크의 위치를 사전에 측정해, 각 칩 고유의 고유 위치 편차량을 구한다. 그리고, 투영 노광 장치(10)는, GA용 얼라이먼트 마크를 측정해, 선형성이 있는 각 칩의 위치 편차량을 산출한다. 그리고, 고유 위치 편차량과 선형성이 있는 위치 편차량에 근거해, 투영 노광 장치(10)에 기판(W)이 탑재되어 있는 상황에서 각 칩의 노광 위치를 산출해 노광을 실시한다.
이와 같이 공정과 함께 변화하는 선형성이 있는 위치 편차량을 노광 공정 시에 산출하는 한편, 최초의 칩 탑재시에 생기고, 공정을 거쳐도 변화하지 않는 고유 위치 편차량을 노광 장치 사용 전에 산출함으로써, 적절한 얼라이먼트를 실시할 수 있다. 특히, 기판(W)에 대해 반복 패턴을 중첩하는 경우에서도, 적절한 얼라이먼트를 실행할 수 있다. 이는, 칩 이외의 요소를 2차원 배열한 기판에 대해 적용하는 것도 가능하다.
측정 장치(15)가 칩 고유의 위치 편차량을 산출해 투영 노광 장치(10)에 출력하는 대신에, 데이터 서버(60) 혹은 투영 노광 장치(10)에 의해 칩 고유의 위치 편차량을 산출하도록 해도 무방하다. 또한, GA용 얼라이먼트 마크는, 기판(W)에 대해 특정 개소(箇所)에 형성된 것으로 한정되지 않으며, 소정의 얼라이먼트 마크를 선택해 선형성이 있는 위치 편차량을 구해도 무방하다. 또한, 투영 노광 장치 대신에 마스크리스(Maskless) 노광 장치에 적용하는 것도 가능하다. 이 경우, 구해진 각 칩의 얼라이먼트 마크 고유 위치 편차량의 위치에 근거하여, 노광 데이터를 보정하면 된다.
또한, 기판(W)의 소정의 레이어의 노광에 있어서는, 측정 장치(15)가 칩 고유의 위치 편차량을 산출해 투영 노광 장치(10)에 출력하도록 하고, 그 레이어 보다 상층인 레이어의 노광 시에는, 이미 산출한 칩 고유의 위치 편차량을 이용하여 얼라이먼트를 실시하도록 해도 무방하다.
10: 투영 노광 장치
40: 스테이지
42: 스테이지 구동부
50: 제어부
W: 기판
AM: 얼라이먼트 마크
R: 레티클

Claims (5)

  1. 기판 상의 복수의 칩에 대해 노광 가능하고, 칩 마다 형성된 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 측정하는 독립된 측정 장치와의 사이에 통신 가능한 노광 장치에 있어서,
    상기 기판에 설치된 GA(글로벌 얼라이먼트)용 얼라이먼트 마크의 위치를 측정하는 측정부
    를 갖추고,
    각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 얻어지는 각 칩의 고유 위치 편차량과, 상기 측정부에 의해 측정된 GA용 얼라이먼트 마크의 위치 정보에 근거하여, 얼라이먼트 하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 기판 전체에 관련되는 변형량을 제외함으로써 얻어진 다이 시프트 양을, 고유 위치 편차량으로서 구하는 연산부
    를 더 갖추는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연산부가,
    선형 성분의 변형량을 제외함으로써, 다이 시프트 양을 구하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 기판 상의 복수의 칩에 대해 노광 가능한 노광 장치와 통신 가능한 측정 장치에 있어서,
    칩 마다 형성된 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 측정하는 얼라이먼트 마크 측정부
    를 갖추고,
    각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 얻어지는 각 칩의 고유 위치 편차량을 구하고, 고유 위치 편차량의 데이터를 상기 노광 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  5. 얼라이먼트 마크의 위치를 측정하는, 노광 장치와는 독립된 측정 장치에 의해, 복수의 칩을 2차원 배치시킨 기판에 설치되는, 각 칩의 얼라이먼트 마크 위치를 측정하고,
    상기 노광 장치에 설치된 측정부에 의해, 상기 기판에 설치된 GA(글로벌 얼라이먼트)용 얼라이먼트 마크의 위치를 측정하고,
    상기 측정 장치 또는 상기 노광 장치에 의해, 각 칩의 얼라이먼트 마크 위치 정보로부터 얻어지는 각 칩의 고유 위치 편차량과, 상기 측정부에 의해 측정된 GA용 얼라이먼트 마크의 위치 정보에 근거하여, 얼라이먼트 하는 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7229637B2 (ja) * 2019-02-28 2023-02-28 株式会社オーク製作所 露光装置および露光方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064804A (ja) 1996-08-19 1998-03-06 Nikon Corp 露光装置および露光方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001297966A (ja) 2000-04-13 2001-10-26 Canon Inc 露光方法、露光システム、露光装置、半導体デバイス製造方法、半導体製造工場、および露光装置の保守方法
JP2002270494A (ja) 2001-03-13 2002-09-20 Sony Corp 位置検出方法および露光方法
JP2004265957A (ja) 2003-02-26 2004-09-24 Nikon Corp 最適位置検出式の検出方法、位置合わせ方法、露光方法、デバイス製造方法及びデバイス
KR101144683B1 (ko) 2004-03-01 2012-05-25 가부시키가이샤 니콘 사전 계측 처리 방법, 노광 시스템 및 기판 처리 장치
JP2010186918A (ja) 2009-02-13 2010-08-26 Nikon Corp アライメント方法、露光方法及び露光装置、デバイス製造方法、並びに露光システム
US9032611B2 (en) 2010-09-15 2015-05-19 Mycronic AB Apparatus for generating patterns on workpieces
JP2013247258A (ja) 2012-05-28 2013-12-09 Nikon Corp アライメント方法、露光方法、及びデバイス製造方法、並びにデバイス製造システム
KR102330321B1 (ko) 2014-12-12 2021-11-23 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 기판 모델 파라미터를 계산하고 리소그래피 처리를 제어하기 위한 방법 및 장치
KR20230107706A (ko) 2015-02-23 2023-07-17 가부시키가이샤 니콘 계측 장치, 리소그래피 시스템 및 노광 장치, 그리고디바이스 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064804A (ja) 1996-08-19 1998-03-06 Nikon Corp 露光装置および露光方法

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