JP2002313706A - Aligner and control program - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハなど
の露光対象物に所定のパターンを露光する露光装置と、
該露光装置の制御をコンピュータで実現させるための制
御プログラムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus for exposing a predetermined pattern on an object to be exposed such as a semiconductor wafer.
The present invention relates to a control program for realizing control of the exposure apparatus by a computer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路の製造過程では、成膜、
リソグラフィー、エッチング等の工程を経ることによっ
て、半導体ウエハの表面に様々な物質のパターンが形成
される。このうち、リソグラフィー工程では、半導体ウ
エハの表面にレジストが塗布され、光露光装置によるレ
チクルのパターンの投影露光後、現像が行われて、半導
体ウエハの表面にレジストパターンが形成される。2. Description of the Related Art In the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit, film formation,
Through a process such as lithography and etching, patterns of various substances are formed on the surface of the semiconductor wafer. In the lithography process, a resist is applied to the surface of a semiconductor wafer, and after a reticle pattern is projected and exposed by a light exposure device, development is performed to form a resist pattern on the surface of the semiconductor wafer.
【０００３】このようなリソグラフィー工程で用いられ
る光露光装置は、ＡＦ（オートフォーカス）センサを備
えており、露光前に、ＡＦセンサによって半導体ウエハ
の高さ分布を測定し、このような測定によって得られた
高さデータを用い、最小二乗法などによって露光基準面
を算出している。そして、このような露光基準面に基づ
くフォーカス調整とレベリング調整とにより、半導体ウ
エハを投影レンズの焦点面と露光基準面とが一致する位
置まで移動させてから、露光を行っている。The light exposure apparatus used in such a lithography process is provided with an AF (auto focus) sensor. Before exposure, the height distribution of a semiconductor wafer is measured by the AF sensor, and the height distribution is obtained by such measurement. The exposure reference plane is calculated by the least square method or the like using the obtained height data. Then, the exposure is performed after the semiconductor wafer is moved to a position where the focal plane of the projection lens coincides with the exposure reference plane by the focus adjustment and the leveling adjustment based on the exposure reference plane.
【０００４】したがって、半導体ウエハの表面の凹凸と
露光基準面との差異が、投影レンズの焦点深度によって
許容される範囲内であれば、フォーカス不良に陥ること
はない。[0004] Therefore, if the difference between the unevenness of the surface of the semiconductor wafer and the exposure reference plane is within the range permitted by the depth of focus of the projection lens, there will be no focus failure.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＡＦセンサに
よる半導体ウエハの高さ分布の測定では、測定点のピッ
チが荒く、露光エリア内の１０点程度に対する高さデー
タしか得られない。そのため、このような高さデータだ
けでは、半導体ウエハの表面の実際の凹凸に即した露光
基準面が算出できない可能性が高い。However, in the measurement of the height distribution of the semiconductor wafer by the AF sensor, the pitch of the measurement points is rough, and only height data for about 10 points in the exposure area can be obtained. Therefore, there is a high possibility that it is not possible to calculate an exposure reference plane corresponding to actual irregularities on the surface of the semiconductor wafer only with such height data.
【０００６】例えば、半導体ウエハの表面における断面
が図６のａのような形状であると仮定すると、露光基準
面は、図６のｂとなることが望ましい。しかし、ＡＦセ
ンサの測定点が図６の点ｃおよび点ｄとなる場合、この
ような測定点に対する高さデータから算出される露光基
準面は、図６のｅとなってしまう。そのため、図６の領
域ｆのように、図６のｅとの差異が大きい領域では、そ
の凹凸の量が投影レンズの焦点深度によって許容される
範囲に収まらない場合、フォーカス不良に陥るという問
題が発生する。For example, assuming that the cross section of the surface of the semiconductor wafer has a shape as shown in FIG. 6A, it is desirable that the exposure reference plane be as shown in FIG. However, when the measurement points of the AF sensor are points c and d in FIG. 6, the exposure reference plane calculated from the height data for such measurement points is e in FIG. Therefore, in a region such as the region f in FIG. 6 where the difference from the region e in FIG. 6 is large, if the amount of the unevenness does not fall within the range allowed by the depth of focus of the projection lens, there is a problem that a poor focus occurs. appear.
【０００７】特に、近年、半導体ウエハに形成されるパ
ターンの微細化に伴って、光露光装置の露光波長の短波
長化や投影レンズの高ＮＡ化が進められており、投影レ
ンズの焦点深度が浅くなっているため、上述した問題が
発生し易い。ところで、半導体ウエハの周辺部分では、
中央部分に比べて形状の変動が激しく、フォーカス不良
に陥り易い。そのため、特に、半導体ウエハの周辺部分
では、高精度のフォーカス調整やレベリング調整が要求
されている。In particular, in recent years, with the miniaturization of patterns formed on semiconductor wafers, the exposure wavelength of optical exposure apparatuses has been shortened and the NA of projection lenses has been increased. Since the depth is shallow, the above-described problem is likely to occur. By the way, in the peripheral part of the semiconductor wafer,
The change in shape is more intense than in the central part, and it is easy to fall into poor focus. For this reason, high-precision focus adjustment and leveling adjustment are required particularly in the peripheral portion of the semiconductor wafer.
【０００８】しかし、周辺部分には、ＡＦセンサの一部
の測定点しか半導体ウエハに掛からない露光エリアがあ
り、このような露光エリアでは、元々不足している高さ
データの数が更に減ってしまう。そのため、露光基準面
の精度が著しく低下し、高精度のフォーカス調整やレベ
リング調整が実現できない。However, in the peripheral portion, there is an exposure area in which only a part of the measurement points of the AF sensor is applied to the semiconductor wafer. In such an exposure area, the number of height data originally insufficient is further reduced. I will. For this reason, the accuracy of the exposure reference plane is significantly reduced, and high-precision focus adjustment and leveling adjustment cannot be realized.
【０００９】また、スキャン露光方式の光露光装置で
は、半導体ウエハの外側から内側に向かって走査を行う
場合、ＡＦセンサの一部の測定点が半導体ウエハに掛か
った状態で、フォーカス調整やレベリング調整が開始さ
れる。そのため、半導体ウエハの周辺部分では、ＡＦセ
ンサの測定点が少なく、フォーカス調整やレベリング調
整の精度が低下し、フォーカス不良に陥り易い。In a scanning exposure type light exposure apparatus, when scanning is performed from the outside to the inside of a semiconductor wafer, focus adjustment and leveling adjustment are performed in a state where some measurement points of the AF sensor are applied to the semiconductor wafer. Is started. Therefore, in the peripheral portion of the semiconductor wafer, the number of measurement points of the AF sensor is small, the accuracy of focus adjustment and leveling adjustment is reduced, and a focus defect is likely to occur.
【００１０】なお、フォーカス調整やレベリング調整の
精度を高めてフォーカス不良を抑制するため、ＡＦセン
サの測定点を増加されることが考えられる。しかし、Ａ
Ｆセンサは個々の測定点に対応付けて光学系などを設け
る必要があり、フォーカス調整やレベリング調整の精度
を高められる数まで測定点を増やすことは不可能であ
る。また、半導体集積回路の製造過程では、ベアウエハ
の段階で、干渉計や静電容量センサを備えた平坦度測定
装置によって、表面の平坦度が細かいピッチで測定され
るが、このような測定によって得られる測定データは、
フォーカス調整とレベリング調整に利用されていない。It is conceivable that the number of measurement points of the AF sensor may be increased in order to increase the precision of the focus adjustment and the leveling adjustment to suppress a focus defect. But A
The F sensor needs to be provided with an optical system or the like in association with each measurement point, and it is impossible to increase the number of measurement points to a number that can increase the accuracy of focus adjustment and leveling adjustment. In the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit, the flatness of the surface is measured at a fine pitch by a flatness measuring device equipped with an interferometer or a capacitance sensor at the stage of a bare wafer. Measurement data
Not used for focus adjustment and leveling adjustment.
【００１１】そこで、請求項１、請求項２に記載の発明
は、高精度の露光が行える露光装置を提供することを目
的とする。また、請求項３に記載の発明は、高精度の露
光が行えるような露光装置の制御をコンピュータで実現
させることができる制御プログラムを提供することを目
的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of performing high-accuracy exposure. A third object of the present invention is to provide a control program capable of realizing control of an exposure apparatus capable of performing high-precision exposure by a computer.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】ここでは、後述する実施
形態に対応する内容を括弧内に示しているが、このよう
な括弧内の記載は、発明を限定するものではない。Here, the contents corresponding to the embodiments described later are shown in parentheses, but such descriptions in parentheses do not limit the invention.
【００１３】請求項１に記載の露光装置（光露光装置１
０）は、露光対象物（半導体ウエハ１７）の高さ分布の
測定を特定の測定点に対して行い、露光対象物の露光基
準面を算出する露光基準面算出手段と、前記露光基準面
算出手段における測定点の数よりも多くの測定点に対し
て、露光対象物の高さ分布の測定が行える外部装置（平
坦度測定装置２０）から、該高さ分布の測定によって得
られる高さデータを取得する高さデータ取得手段と、前
記高さデータ取得手段によって取得された高さデータを
用いて、露光対象物の第１の基準面（全点基準面）を算
出し、かつ、該高さデータのうち、前記露光基準面算出
手段における測定点に一致する測定点に対する高さデー
タを用いて、露光対象物の第２の基準面（ＡＦ基準面）
を算出する基準面算出手段と、露光対象物の露光が前記
第１の基準面と前記第２の基準面との差に基づいて補正
される露光基準面で行える位置に、露光対象物を相対的
に移動させる位置調整手段と、前記位置調整手段によっ
て相対的に移動させられた露光対象物に所定のパターン
を露光する露光手段とを備えたことを特徴とする。The exposure apparatus according to claim 1 (optical exposure apparatus 1)
0) is an exposure reference plane calculation means for measuring the height distribution of the exposure target (semiconductor wafer 17) at a specific measurement point and calculating an exposure reference plane of the exposure target; Height data obtained by measuring the height distribution from an external device (flatness measuring device 20) capable of measuring the height distribution of the exposure object for more measurement points than the number of measurement points in the means. A first reference plane (all-point reference plane) of the object to be exposed is calculated using height data acquisition means for acquiring the height and the height data acquired by the height data acquisition means; A second reference plane (AF reference plane) of the object to be exposed is used by using height data for a measurement point that coincides with the measurement point in the exposure reference plane calculation unit.
And a reference plane calculating means for calculating an exposure target relative to an exposure reference plane at which exposure of the exposure target can be performed based on a difference between the first reference plane and the second reference plane. A position adjustment means for moving the exposure object, and an exposure means for exposing a predetermined pattern on the exposure object relatively moved by the position adjustment means.
【００１４】請求項２に記載の露光装置は、請求項１に
記載の露光装置において、前記位置調整手段は、露光対
象物の露光が露光基準面で行える位置に露光対象物を相
対的に移動させ、その後、前記第１の基準面と前記第２
の基準面との差に応じて露光対象物を相対的に移動させ
ることを特徴とする。請求項３に記載の制御プログラム
は、露光対象物の高さ分布の測定を特定の測定点に対し
て行い、露光対象物の露光基準面を算出する露光基準面
算出手順と、前記露光基準面算出手順における測定点の
数よりも多くの測定点に対して、露光対象物の高さ分布
の測定を行い、該高さ分布の測定によって得られる高さ
データを取得する高さデータ取得手順と、前記高さデー
タ取得手順によって取得された高さデータを用いて、露
光対象物の第１の基準面を算出し、かつ、該高さデータ
のうち、前記ＡＦセンサの測定点に一致する測定点に対
する高さデータを用いて、露光対象物の第２の基準面を
算出する基準面算出手順と、露光対象物の露光が前記第
１の基準面と前記第２の基準面との差に基づいて補正さ
れる露光基準面で行える位置に、露光対象物を相対的に
移動させる位置調整手順と、前記位置調整手順によって
相対的に移動させられた露光対象物に所定のパターンを
露光するための制御を行う露光制御手順とをコンピュー
タに実現させることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the exposure apparatus according to the first aspect, the position adjusting means relatively moves the exposure target to a position where exposure of the exposure target can be performed on an exposure reference plane. Then, the first reference plane and the second
The exposure object is relatively moved in accordance with the difference from the reference plane. The control program according to claim 3, wherein a height distribution of the object to be exposed is measured for a specific measurement point, and an exposure reference plane calculation procedure for calculating an exposure reference plane of the object to be exposed; For more measurement points than the number of measurement points in the calculation procedure, perform a height distribution measurement of the exposure target, and a height data acquisition procedure to obtain height data obtained by measuring the height distribution Calculating a first reference plane of the object to be exposed using the height data obtained by the height data obtaining procedure, and measuring a measurement point of the height data corresponding to a measurement point of the AF sensor; A reference plane calculation procedure for calculating a second reference plane of the exposure target using the height data for the point; and exposing the exposure target to a difference between the first reference plane and the second reference plane. The position of the exposure A computer realizes a position adjustment procedure of relatively moving an object, and an exposure control procedure of performing control for exposing a predetermined pattern on an exposure target relatively moved by the position adjustment procedure. Features.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施形態について詳細を説明する。図１は、本実施形態
の機能ブロック図である。図１において、光露光装置１
０は、所定の制御プログラムに基づいて露光装置１０全
体の制御を行う制御部１１と、光源１２、レチクル１
３、投影レンズ１４、ステージ１５、ＡＦセンサ１６と
を有しており、ステージ１５上には、露光対象物である
半導体ウエハ１７が固定される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram of the present embodiment. In FIG. 1, a light exposure apparatus 1
Reference numeral 0 denotes a control unit 11 for controlling the entire exposure apparatus 10 based on a predetermined control program, a light source 12, a reticle 1
3, a projection lens 14, a stage 15, and an AF sensor 16. On the stage 15, a semiconductor wafer 17 to be exposed is fixed.
【００１６】制御部１１には、ＡＦセンサ１６によって
測定された高さデータが供給される。なお、ＡＦセンサ
１６では、従来の光露光装置に備えられているＡＦセン
サと同様に、半導体ウエハ１７上の露光エリア内の１０
点程度に対する高さ分布が測定される。また、制御部１
１には、平坦度測定装置２０が接続され、後述するよう
にして「補正用データ」が供給される。なお、平坦度測
定装置２０では、「補正用データ」の生成過程で、半導
体ウエハ１７の高さ分布が測定されるが、このような測
定は、例えば、干渉計を用いて周知の方法によって実現
できる。そのため、本実施形態では、このような測定に
関わる構成の図示および動作の詳細については説明を省
略する。The height data measured by the AF sensor 16 is supplied to the control unit 11. In the AF sensor 16, similarly to the AF sensor provided in the conventional light exposure apparatus, 10 AF in the exposure area on the semiconductor wafer 17 are used.
The height distribution for points is measured. Control unit 1
1 is connected to a flatness measuring device 20, and “correction data” is supplied as described later. In the flatness measuring device 20, the height distribution of the semiconductor wafer 17 is measured in the process of generating the "correction data". Such a measurement is realized by a known method using an interferometer, for example. it can. Therefore, in the present embodiment, the illustration of the configuration related to such measurement and the details of the operation are omitted.
【００１７】図２は、平坦度測定装置２０の動作フロー
チャートであり、図３は、光露光装置１０内の制御部１
１の動作フローチャートである。以下、図２および図３
を参照して、平坦度測定装置２０および光露光装置１０
の動作を説明するが、以下では、既存の平坦度測定装置
および光露光装置と同様の動作については、詳細な説明
を省略する。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the flatness measuring device 20, and FIG.
3 is an operation flowchart of FIG. Hereinafter, FIGS. 2 and 3
, Flatness measuring device 20 and light exposure device 10
Will be described, but detailed description of the same operations as those of the existing flatness measuring device and light exposure device will be omitted.
【００１８】まず、図２を参照して平坦度測定装置２０
の動作を説明する。平坦度測定装置２０は、光露光装置
１０で露光が行われる前の半導体ウエハ１７に対し、高
さ分布の測定を行う（図２Ｓ１）。ただし、平坦度測定
装置２０には、光露光装置１０内のＡＦセンサ１６によ
る高さ分布の測定点の位置を示す情報が予め与えられて
おり、平坦度測定装置２０による高さ分布の測定点に
は、このような位置に対応する測定点が含まれるものと
する。また、平坦度測定装置２０には、光露光装置１０
における露光エリアの位置を示す情報が予め与えられて
おり、このような高さ分布の測定によって得られた高さ
データは、露光エリア毎に取り扱われる。First, referring to FIG.
Will be described. The flatness measuring device 20 measures the height distribution of the semiconductor wafer 17 before the exposure by the light exposure device 10 (S1 in FIG. 2). However, information indicating the position of the measurement point of the height distribution by the AF sensor 16 in the light exposure apparatus 10 is given in advance to the flatness measurement device 20, and the measurement point of the height distribution by the flatness measurement device 20 is provided. Include measurement points corresponding to such positions. The flatness measuring device 20 includes a light exposure device 10
, Information indicating the position of the exposure area is given in advance, and the height data obtained by measuring such a height distribution is handled for each exposure area.
【００１９】図４は、任意の露光エリアにおける高さ分
布の測定点を説明する図である。図４の丸印は、平坦度
測定装置２０による高さ分布の測定点を示し、特に、黒
い丸印は、このような高さ分布の測定点のうち、ＡＦセ
ンサ１６による高さ分布の測定点と一致する測定点を示
している。なお、本実施形態では、このような測定点の
間隔は、１ｍｍ以下であることが望ましい。また、測定
の範囲は、半導体ウエハ１７の外周から１ｍｍ内側の全
ての範囲であることが望ましい。FIG. 4 is a view for explaining measurement points of a height distribution in an arbitrary exposure area. The circles in FIG. 4 indicate the measurement points of the height distribution by the flatness measuring device 20, and particularly the black circles indicate the measurement of the height distribution by the AF sensor 16 among the measurement points of the height distribution. The measurement points that match the points are shown. In the present embodiment, the interval between such measurement points is desirably 1 mm or less. It is desirable that the range of measurement is the entire range 1 mm inward from the outer periphery of the semiconductor wafer 17.
【００２０】平坦度測定装置２０は、高さ分布の測定が
完了すると、その測定によって得られた高さデータを光
露光装置１０における露光エリア毎に取り扱い、各露光
エリアに対応する全ての高さデータを用いて、各露光エ
リアを代表する基準平面（以下、「全点基準面」と称す
る。）を算出する（図２Ｓ２）。なお、このような全点
基準面の算出は、最小二乗法などによって実現できる。When the measurement of the height distribution is completed, the flatness measuring device 20 handles the height data obtained by the measurement for each exposure area in the light exposure device 10 and all the heights corresponding to each exposure area. Using the data, a reference plane representing each exposure area (hereinafter, referred to as “all-point reference plane”) is calculated (S2 in FIG. 2). Note that such calculation of the all-point reference plane can be realized by the least square method or the like.
【００２１】次に、平坦度測定装置２０は、各露光エリ
アに対応する高さ分布の測定点から、光露光装置１０内
のＡＦセンサ１６による高さ分布の測定点と一致する測
定点を選択する（図２Ｓ３）。そして、平坦度測定装置
２０は、選択した測定点に対する高さデータを用いて、
各露光エリアを代表する基準平面（以下、「ＡＦ基準
面」と称する。）を算出する（図２Ｓ４）。なお、この
ようなＡＦ基準面の算出は、最小二乗法などによって実
現できる。Next, the flatness measuring device 20 selects, from the height distribution measuring points corresponding to each exposure area, a measuring point that matches the height distribution measuring point by the AF sensor 16 in the light exposure device 10. (S3 in FIG. 2). Then, the flatness measuring device 20 uses the height data for the selected measurement point,
A reference plane representing each exposure area (hereinafter, referred to as an “AF reference plane”) is calculated (S4 in FIG. 2). Note that such calculation of the AF reference plane can be realized by the least square method or the like.
【００２２】図５は、全点基準面とＡＦ基準面との関係
を表す図である。図５において、ａは、半導体ウエハ１
７の表面における断面の形状を示し、丸印は、平坦度測
定装置２０による高さ分布の測定点を示している。特
に、黒い丸印は、このような高さ分布の測定点のうち、
ＡＦセンサ１６による高さ分布の測定点と一致する測定
点を示している。すなわち、図５は、半導体ウエハの表
面の凹凸に起因して、ＡＦ基準面が全点基準面に対して
ズレている状態を示していることになる。なお、このよ
うなズレが生じていない場合には、ＡＦセンサ１６によ
る高さ分布の測定が適正に行われることになる。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the all-point reference plane and the AF reference plane. In FIG. 5, a indicates a semiconductor wafer 1
7 shows the shape of the cross section on the surface, and the circles indicate the measurement points of the height distribution by the flatness measuring device 20. In particular, black circles indicate the measurement points of such height distribution.
The measurement points that coincide with the measurement points of the height distribution by the AF sensor 16 are shown. That is, FIG. 5 shows a state in which the AF reference plane is displaced from the all-point reference plane due to the unevenness of the surface of the semiconductor wafer. When such a deviation does not occur, the measurement of the height distribution by the AF sensor 16 is properly performed.
【００２３】平坦度測定装置２０は、全点基準面とＡＦ
基準面とを算出すると、これらの２つの基準面の傾きの
方向およびズレ量を算出する（図２Ｓ５）。そして、平
坦度測定装置２０は、算出した２つの基準面の傾きの方
向およびズレ量を、半導体ウエハ１７の識別番号と露光
エリアの識別番号とに対応付け、光露光装置１０で算出
される露光基準面を補正するための補正用データを生成
する（図２Ｓ６）。The flatness measuring device 20 includes a reference plane for all points and an AF point.
After calculating the reference plane, the direction of the inclination and the amount of deviation between these two reference planes are calculated (S5 in FIG. 2). Then, the flatness measuring device 20 associates the calculated inclination directions and deviation amounts of the two reference surfaces with the identification number of the semiconductor wafer 17 and the identification number of the exposure area, and calculates the exposure calculated by the light exposure device 10. Correction data for correcting the reference plane is generated (S6 in FIG. 2).
【００２４】次に、図３を参照して光露光装置１０内の
制御部１１の動作を説明する。ただし、以下では、平坦
度測定装置２０によって補正用データの生成が完了した
半導体ウエハ１７がステージ１５に固定されているもの
とする。また、以下に示す動作は、露光エリア毎に行わ
れるものとする。制御部１１は、平坦度測定装置２０に
よって生成された補正用データを取得する（図３Ｓ
１）。Next, the operation of the control unit 11 in the light exposure apparatus 10 will be described with reference to FIG. However, hereinafter, it is assumed that the semiconductor wafer 17 for which the generation of the correction data has been completed by the flatness measuring device 20 is fixed to the stage 15. The following operation is performed for each exposure area. The control unit 11 acquires the correction data generated by the flatness measuring device 20 (FIG. 3S).
1).
【００２５】また、制御部１１は、ＡＦセンサ１６に対
して高さ分布の測定を指示し、このような測定によって
得られる高さデータを取得し（図３Ｓ２）、その高さデ
ータを用い、従来の光露光装置と同様に、露光基準面を
算出する（図３Ｓ３）。そして、制御部１１は、従来の
光露光装置と同様に、投影レンズ１４の焦点面と露光基
準面とが一致するようにステージ１５を上下方向に移動
させることによりフォーカス調整とレベリング調整とを
行う（図３Ｓ４）。すなわち、このようにしてフォーカ
ス調整とレベリング調整とが行われた状態では、投影レ
ンズ１４の焦点面とＡＦ基準面とが一致させられたこと
になる。The control unit 11 instructs the AF sensor 16 to measure the height distribution, obtains height data obtained by such measurement (S2 in FIG. 3), and uses the height data. An exposure reference plane is calculated in the same manner as in the conventional light exposure apparatus (S3 in FIG. 3). The control unit 11 performs focus adjustment and leveling adjustment by moving the stage 15 up and down so that the focal plane of the projection lens 14 and the exposure reference plane coincide with each other, similarly to the conventional light exposure apparatus. (FIG. 3S4). That is, in the state where the focus adjustment and the leveling adjustment are performed in this manner, the focal plane of the projection lens 14 and the AF reference plane are matched.
【００２６】次に、制御部１１は、上述した補正用デー
タからフォーカス、レベリング調整量を算出し、そのレ
ベリング調整量に基づいてステージ１５を上下方向に移
動させることによりレベリング再調整を行う（図３Ｓ
５）。すなわち、このようにしてフォーカス、レベリン
グ調整が行われた状態では、投影レンズ１４の焦点面と
全点基準面とが一致させられたことになる。Next, the control unit 11 calculates the focus and leveling adjustment amounts from the above-described correction data, and performs leveling readjustment by moving the stage 15 in the vertical direction based on the leveling adjustment amounts (see FIG. 3S
5). That is, in the state where the focus and leveling adjustment are performed in this manner, the focal plane of the projection lens 14 and the all-point reference plane are matched.
【００２７】そして、制御部１１は、このようなフォー
カス、レベリング調整が完了してから、露光の実行を各
部に指示する（図３Ｓ６）。すなわち、本実施形態で
は、投影レンズ１４の焦点面と全点基準面とが一致させ
られた状態で露光が行われることになる。したがって、
表面の形状の変動が激しい露光エリアであっても、その
凹凸の量が投影レンズ１４の焦点深度によって許容され
る範囲に収まる確率が高くなり、露光の精度が向上す
る。After completing such focus and leveling adjustments, the control section 11 instructs each section to execute exposure (S6 in FIG. 3). That is, in the present embodiment, exposure is performed in a state where the focal plane of the projection lens 14 and the all-point reference plane are matched. Therefore,
Even in an exposure area where the surface shape varies greatly, the probability that the amount of unevenness falls within a range allowed by the depth of focus of the projection lens 14 is increased, and the exposure accuracy is improved.
【００２８】また、ＡＦセンサ１６の一部の測定点しか
半導体ウエハ１７に掛からず、高精度の露光基準面が算
出されない露光エリアであっても、その露光基準面が確
実に補正されるため、露光の精度が向上する。なお、本
実施形態では、平坦度測定装置２０によって生成された
補正用データが光露光装置１０内の制御部１１に供給さ
れるが、半導体ウエハ１７に対する高さ分布の測定（図
２Ｓ１に相当する）のみを平坦度測定装置２０で行い、
このような測定によって得られた高さデータから補正用
データを生成する処理については、光露光装置１０内の
制御部１１で行っても良い。Further, even in an exposure area where only a part of the measurement points of the AF sensor 16 is applied to the semiconductor wafer 17 and a high-precision exposure reference plane is not calculated, the exposure reference plane is reliably corrected. Exposure accuracy is improved. In the present embodiment, the correction data generated by the flatness measuring device 20 is supplied to the control unit 11 in the light exposure device 10, but the height distribution of the semiconductor wafer 17 is measured (corresponding to S1 in FIG. 2). ) Is performed by the flatness measuring device 20,
The process of generating the correction data from the height data obtained by such a measurement may be performed by the control unit 11 in the light exposure apparatus 10.
【００２９】また、本実施形態では、光露光装置１０の
制御が制御部１１によって行われているが、このような
制御は、外部に設けたコンピュータによって行っても良
く、このようなコンピュータでは、平坦度測定装置２０
による高さ分布によって得られる高さデータから補正用
データを生成する処理を行っても良い。さらに、本実施
形態では、投影レンズ１４の焦点面と露光基準面とが一
致するようにフォーカス調整とレベリング調整とを行っ
てから、補正用データに基づくフォーカス、レベリング
調整を行っているが、露光基準面を算出した後に、補正
用データによって露光基準面を補正し、補正した露光基
準面と投影レンズ１４の焦点面とが一致するようにフォ
ーカス調整とレベリング調整とを行っても良い。In the present embodiment, the control of the light exposure apparatus 10 is performed by the control unit 11. However, such control may be performed by an externally provided computer. Flatness measuring device 20
May be performed to generate correction data from the height data obtained by the height distribution according to. Furthermore, in the present embodiment, focus and leveling adjustments are performed so that the focal plane of the projection lens 14 and the exposure reference plane match, and then focus and leveling adjustments are performed based on the correction data. After calculating the reference plane, the exposure reference plane may be corrected using the correction data, and the focus adjustment and the leveling adjustment may be performed such that the corrected exposure reference plane matches the focal plane of the projection lens 14.
【００３０】また、本実施形態では、全ての露光エリア
に対して補正用データに基づくフォーカス、レベリング
調整が行われることになるが、このようなフォーカス、
レベリング調整は、必ずしも全ての露光エリアに対して
行う必要はなく、半導体ウエハ１７の周辺部分のよう
に、形状の変動が激しくフォーカス不良に陥り易い露光
エリアに対してのみ行っても良い。In the present embodiment, focus and leveling adjustments are performed on all exposure areas based on the correction data.
The leveling adjustment does not necessarily need to be performed on all the exposure areas, but may be performed only on the exposure areas such as the peripheral portion of the semiconductor wafer 17 where the shape is greatly changed and a focus defect is likely to occur.
【００３１】さらに、本実施形態では、露光エリア毎に
補正用データが生成されて、補正用データに基づくフォ
ーカス、レベリング調整が行われるが、補正用データの
生成は、固定された露光エリアに限らず、如何なる領域
に対してでも行うことができる。そのため、補正用デー
タによるレベリング調整は、スキャン露光方式の光露光
装置にも容易に適用することが可能である。Further, in this embodiment, correction data is generated for each exposure area, and focus and leveling adjustments are performed based on the correction data. However, generation of correction data is limited to a fixed exposure area. Instead, it can be performed for any area. Therefore, the leveling adjustment based on the correction data can be easily applied to a light exposure apparatus of a scan exposure method.
【００３２】ところで、半導体ウエハ１７の平坦度はプ
ロセス毎に変動するので、高精度の露光を実現するため
には、高さ分布の測定を露光前に毎回行って補正用デー
タを生成することが望ましい。ただし、ベアウエハの段
階とプロセス後にレジストが塗布された段階とで平坦度
の変動が少ないと仮定できれば、ベアウエハの段階で測
定された高さデータに基づいて、各露光工程で共通の補
正用データを予め生成しておいても良い。また、焦点深
度の制限が厳しい露光工程に対してのみ、露光前に高さ
分布の測定を行って補正用データを生成しても良い。Incidentally, since the flatness of the semiconductor wafer 17 varies from process to process, in order to realize high-precision exposure, it is necessary to measure the height distribution every time before exposure to generate correction data. desirable. However, if it can be assumed that there is little variation in flatness between the bare wafer stage and the stage where the resist is applied after the process, common correction data is used in each exposure step based on the height data measured at the bare wafer stage. It may be generated in advance. Further, only in an exposure step in which the depth of focus is severely restricted, the height distribution may be measured before exposure to generate correction data.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項３に記載の発明では、第１の基準面と第２の基準面
との差に基づいて補正される露光基準面で露光対象物を
露光することができる。したがって、ＡＦセンサによっ
て得られる高さデータを用いて算出された単なる露光基
準面で露光する場合と比べ、露光の精度を確実に向上さ
せることができる。As described above, according to the first to third aspects of the present invention, the exposure target surface is corrected based on the difference between the first reference surface and the second reference surface. The object can be exposed. Therefore, the accuracy of exposure can be reliably improved as compared with the case of performing exposure using a simple exposure reference plane calculated using the height data obtained by the AF sensor.
【００３４】そのため、請求項１ないし請求項３に記載
の発明によれば、露光対象物に良好なパターンを形成す
ることができる。Therefore, according to the present invention, a good pattern can be formed on the object to be exposed.
【図１】実施形態の機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment.
【図２】平坦度測定装置の動作フローチャートである。FIG. 2 is an operation flowchart of the flatness measuring device.
【図３】光露光装置内の制御部の動作フローチャートで
ある。FIG. 3 is an operation flowchart of a control unit in the light exposure apparatus.
【図４】任意の露光エリアにおける高さ分布の測定点を
説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating measurement points of a height distribution in an arbitrary exposure area.
【図５】全点基準面とＡＦ基準面との関係を表す図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between an all-point reference plane and an AF reference plane.
【図６】従来の光露光装置の問題を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a problem of a conventional light exposure apparatus.
１０ 光露光装置 １１ 制御部 １２ 光源 １３ レチクル １４ 投影レンズ １５ ステージ １６ ＡＦセンサ １７ 半導体ウエハ ２０ 平坦度測定装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light exposure apparatus 11 Control part 12 Light source 13 Reticle 14 Projection lens 15 Stage 16 AF sensor 17 Semiconductor wafer 20 Flatness measuring apparatus
Claims (3)
定点に対して行い、露光対象物の露光基準面を算出する
露光基準面算出手段と、 前記露光基準面算出手段における測定点の数よりも多く
の測定点に対して、露光対象物の高さ分布の測定が行え
る外部装置から、該高さ分布の測定によって得られる高
さデータを取得する高さデータ取得手段と、 前記高さデータ取得手段によって取得された高さデータ
を用いて、露光対象物の第１の基準面を算出し、かつ、
該高さデータのうち、前記露光基準面算出手段における
測定点に一致する測定点に対する高さデータを用いて、
露光対象物の第２の基準面を算出する基準面算出手段
と、 露光対象物の露光が前記第１の基準面と前記第２の基準
面との差に基づいて補正される露光基準面で行える位置
に、露光対象物を相対的に移動させる位置調整手段と、 前記位置調整手段によって相対的に移動させられた露光
対象物に所定のパターンを露光する露光手段とを備えた
ことを特徴とする露光装置。1. An exposure reference plane calculation means for measuring a height distribution of an exposure target object at a specific measurement point and calculating an exposure reference plane of the exposure target object, and a measurement point in the exposure reference plane calculation means. For more measurement points than the number of, from an external device capable of measuring the height distribution of the exposure object, height data acquisition means for acquiring height data obtained by measuring the height distribution, Using the height data obtained by the height data obtaining means, a first reference plane of the exposure target is calculated, and
Of the height data, using height data for a measurement point that matches the measurement point in the exposure reference plane calculation means,
A reference plane calculating means for calculating a second reference plane of the exposure target; and an exposure reference plane in which exposure of the exposure target is corrected based on a difference between the first reference plane and the second reference plane. A position adjustment unit that relatively moves the exposure target object to a position where the exposure target object can be moved; and an exposure unit that exposes a predetermined pattern to the exposure target object relatively moved by the position adjustment unit. Exposure equipment.
物を相対的に移動させ、その後、前記第１の基準面と前
記第２の基準面との差に応じて露光対象物を相対的に移
動させることを特徴とする露光装置。2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the position adjusting unit relatively moves the exposure target to a position where exposure of the exposure target can be performed on an exposure reference plane, and thereafter, the first position adjustment unit adjusts the position of the first exposure target. An exposure apparatus, wherein an object to be exposed is relatively moved according to a difference between a reference plane and the second reference plane.
定点に対して行い、露光対象物の露光基準面を算出する
露光基準面算出手順と、 前記露光基準面算出手順における測定点の数よりも多く
の測定点に対して、露光対象物の高さ分布の測定を行
い、該高さ分布の測定によって得られる高さデータを取
得する高さデータ取得手順と、 前記高さデータ取得手順によって取得された高さデータ
を用いて、露光対象物の第１の基準面を算出し、かつ、
該高さデータのうち、前記ＡＦセンサの測定点に一致す
る測定点に対する高さデータを用いて、露光対象物の第
２の基準面を算出する基準面算出手順と、 露光対象物の露光が前記第１の基準面と前記第２の基準
面との差に基づいて補正される露光基準面で行える位置
に、露光対象物を相対的に移動させる位置調整手順と、 前記位置調整手順によって相対的に移動させられた露光
対象物に所定のパターンを露光するための制御を行う露
光制御手順とをコンピュータに実現させることを特徴と
する制御プログラム。3. An exposure reference plane calculation procedure for measuring the height distribution of the exposure target object at a specific measurement point and calculating an exposure reference plane of the exposure target object; and measuring points in the exposure reference plane calculation procedure. For a number of measurement points greater than the number of, measuring the height distribution of the exposure object, height data acquisition procedure to obtain height data obtained by measuring the height distribution, the height data Using the height data acquired by the acquisition procedure, calculate a first reference plane of the exposure target, and
A reference plane calculation step of calculating a second reference plane of the exposure target using height data for a measurement point corresponding to the measurement point of the AF sensor among the height data; A position adjustment procedure of relatively moving the exposure target to a position that can be performed on the exposure reference plane corrected based on a difference between the first reference plane and the second reference plane; An exposure control procedure for performing control for exposing a predetermined pattern on an exposure object that has been moved in a controlled manner.
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP2002313706A (en) |
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