JP2592475B2 - 投影露光装置及びそのパターンオフセツト補正方法 - Google Patents
投影露光装置及びそのパターンオフセツト補正方法Info
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-
- 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
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウエハにパターンを形成するための
光学的投影露光装置及びそのパターンオフセツト補正方
法に関するものである。
光学的投影露光装置及びそのパターンオフセツト補正方
法に関するものである。
一般にウエハ上にパターンを形成する場合には、何層
ものパターンを縮小投影露光装置等により一層毎に露
光，転写し、現像も一層毎行ない、このようにしてウエ
ハ上にパターンを重ね合せて形成する。従つて、各層毎
のパターン転写を行なう場合には、その度にウエハと投
影露光用光学系との相対的な位置決めを行なう必要があ
る。そのため、通常は、投影露光装置に位置合せ用のパ
ターン検出器を装備し、ウエハをセツトする場合には、
予めウエハ上に形成された位置合せパターン（マーク）
をパターン検出器が光学的にとらえて、ウエハの位置決
めを行なつている。このウエハの位置決めは、パターン
検出器がウエハ上の位置合せパターンを光学的に検出し
て、この位置合せパターンがパターン検出器の照準に合
わされるまで、ウエハ載置台（XYステージ）を自動位置
調整機構を介して移動させて行なうものである。
ものパターンを縮小投影露光装置等により一層毎に露
光，転写し、現像も一層毎行ない、このようにしてウエ
ハ上にパターンを重ね合せて形成する。従つて、各層毎
のパターン転写を行なう場合には、その度にウエハと投
影露光用光学系との相対的な位置決めを行なう必要があ
る。そのため、通常は、投影露光装置に位置合せ用のパ
ターン検出器を装備し、ウエハをセツトする場合には、
予めウエハ上に形成された位置合せパターン（マーク）
をパターン検出器が光学的にとらえて、ウエハの位置決
めを行なつている。このウエハの位置決めは、パターン
検出器がウエハ上の位置合せパターンを光学的に検出し
て、この位置合せパターンがパターン検出器の照準に合
わされるまで、ウエハ載置台（XYステージ）を自動位置
調整機構を介して移動させて行なうものである。
ところで、このようなウエハの位置決めを行なう場
合、例えばパターン検出器等の位置決め要素にわずかな
変位でもきたすと、その分、パターン検出器の照準がず
れる。その結果、せつかくパターン検出器を用いてウエ
ハと投影露光用光学系との相対的な位置決めを行なつて
も、照準のずれた分だけ位置決めにずれが生じ、ひいて
はウエハ上に重ね合せ形成されるパターンにオフセツト
（誤差）が生じる。
合、例えばパターン検出器等の位置決め要素にわずかな
変位でもきたすと、その分、パターン検出器の照準がず
れる。その結果、せつかくパターン検出器を用いてウエ
ハと投影露光用光学系との相対的な位置決めを行なつて
も、照準のずれた分だけ位置決めにずれが生じ、ひいて
はウエハ上に重ね合せ形成されるパターンにオフセツト
（誤差）が生じる。
そこで、従来は、このようなパターンオフセツトをで
きるだけ少なくするため、パターン転写を行なうに際し
て、テストウエハを用いて位置合せパターン（テストパ
ターン）を転写，現像し、このテストパターンと前回に
転写，現像されたテストパターンの間隔（パターン間隔
は予め設定されている）とを顕微鏡で観察したり、光学
的に計測して、その寸法誤差を求め、且つ寸法誤差分ウ
エハ等の自動位置調整機構の位置決め定数を自動補正し
ていた。
きるだけ少なくするため、パターン転写を行なうに際し
て、テストウエハを用いて位置合せパターン（テストパ
ターン）を転写，現像し、このテストパターンと前回に
転写，現像されたテストパターンの間隔（パターン間隔
は予め設定されている）とを顕微鏡で観察したり、光学
的に計測して、その寸法誤差を求め、且つ寸法誤差分ウ
エハ等の自動位置調整機構の位置決め定数を自動補正し
ていた。
なお、この種のオフセツト補正に関する従来技術とし
ては、例えば特開昭59−13324号公報等に開示されたも
のがある。
ては、例えば特開昭59−13324号公報等に開示されたも
のがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、前述した如き従来のオフセット補正技術に
おいては、パターン精度を高める利点を有するが次のよ
うな改善すべき点があつた。
おいては、パターン精度を高める利点を有するが次のよ
うな改善すべき点があつた。
第１には、従来は、投影露光装置と現像機が別別に装
置化されているため、投影露光装置によりテストウエハ
に位置合せパターンを投影露光した後、このテストウエ
ハを投影露光装置のXYステージから取り出し、別の場所
にテストウエハを持出して現像を行なうものであつた。
そのため、この種の露光，現像作業が面倒で時間がかか
る。
置化されているため、投影露光装置によりテストウエハ
に位置合せパターンを投影露光した後、このテストウエ
ハを投影露光装置のXYステージから取り出し、別の場所
にテストウエハを持出して現像を行なうものであつた。
そのため、この種の露光，現像作業が面倒で時間がかか
る。
第２には、パターンオフセツト補正に要する工程が
（１）テストウエハに第１層目の位置合せパターンを露
光，転写し、（２）この第１層位置合せパターンを別装
置にて現像、（３）再びテストウエハを転写位置にセツ
トして第２層目の位置合せパターンを露光，転写し、
（４）この第２層位置合せパターンを別装置にて現像、
（５）その後に第1,第２層の位置合せパターンの間隔を
計測し、この計測値の基づき自動位置調整機構の位置決
め定数に対し補正項としてフイードバツクをかける工程
を要する。従つて、オフセツト補正に手間がかかり、使
用者の負担が大きくなる等の改善すべき点があつた。
（１）テストウエハに第１層目の位置合せパターンを露
光，転写し、（２）この第１層位置合せパターンを別装
置にて現像、（３）再びテストウエハを転写位置にセツ
トして第２層目の位置合せパターンを露光，転写し、
（４）この第２層位置合せパターンを別装置にて現像、
（５）その後に第1,第２層の位置合せパターンの間隔を
計測し、この計測値の基づき自動位置調整機構の位置決
め定数に対し補正項としてフイードバツクをかける工程
を要する。従つて、オフセツト補正に手間がかかり、使
用者の負担が大きくなる等の改善すべき点があつた。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、第１には、テストウエハ等の転写
される位置合せパターンの露光，現像作業の簡略化及び
時間の短縮化を図り、第２には、上記第１の目的達成に
加えてこの種のパターンオフセツト補正を工程数を少な
くして高精度に行なうようにすることにある。
目的とするところは、第１には、テストウエハ等の転写
される位置合せパターンの露光，現像作業の簡略化及び
時間の短縮化を図り、第２には、上記第１の目的達成に
加えてこの種のパターンオフセツト補正を工程数を少な
くして高精度に行なうようにすることにある。
上記第１の目的は、ウエハを固定するためのXYステー
ジと、前記ウエハにパターンを投影露光して転写する投
影露光用光学系と、前記XYステージをXY軸平面上で移動
させるステージ駆動機構と、前記ウエハに形成される位
置合せパターンを光学的に検出し、この位置合せパター
ンに基づき前記ウエハと前記投影露光用光学系との相対
的な位置決めを行なう位置調整手段とを備えてなる投影
露光装置において、前記XYステージの可動域の上方に現
像機を設け、且つこの現像機は、XYステージ上にウエハ
を固定したままウエハ上の位置合せパターン露光部を現
像する機能を備えてなることで達成される。
ジと、前記ウエハにパターンを投影露光して転写する投
影露光用光学系と、前記XYステージをXY軸平面上で移動
させるステージ駆動機構と、前記ウエハに形成される位
置合せパターンを光学的に検出し、この位置合せパター
ンに基づき前記ウエハと前記投影露光用光学系との相対
的な位置決めを行なう位置調整手段とを備えてなる投影
露光装置において、前記XYステージの可動域の上方に現
像機を設け、且つこの現像機は、XYステージ上にウエハ
を固定したままウエハ上の位置合せパターン露光部を現
像する機能を備えてなることで達成される。
また、上記第２の目的は、前述の第１の目的達成手段
を用いて次のような工程を経たパターンオフセツトを行
なうことで達成される。
を用いて次のような工程を経たパターンオフセツトを行
なうことで達成される。
すなわち、ウエハにパターンを重ね合せ形成する場合
には、各層のパターン転写に際し、（Ｉ）前記XYステー
ジにテストウエハを固定して、該テストウエハに前記位
置合せパターンを前記投影露光用光学系を介して、投影
露光し、（II）この位置合せパターンの露光後に、前記
テストウエハを固定したまま前記XYステージをその移動
量を自動測定しつつ駆動させて、先ずこのテストウエハ
を前記現像機の定位置（現像機はXYステージの上方に設
定される）まで移動させ、（III）この定位置にて前記
テストウエハ上の位置合せパターン露光部を現像した
後、（IV）このテストウエハを前記XYステージと共に予
め設定されたパターン検出位置まで移動させ、（Ｖ）こ
のパターン検出位置にて前記テストウエハに形成された
位置合せパターンを前記パターン検出器で検出させると
共に、この検出位置での位置合せパターンと前記パター
ン検出器の照準とが一致せず位置偏差が生じている場合
には、その位置偏差分だけ前記位置調整手段の位置決め
定数をフイードバツク補正し、これらの工程を経てオフ
セツトパターンを補正する。
には、各層のパターン転写に際し、（Ｉ）前記XYステー
ジにテストウエハを固定して、該テストウエハに前記位
置合せパターンを前記投影露光用光学系を介して、投影
露光し、（II）この位置合せパターンの露光後に、前記
テストウエハを固定したまま前記XYステージをその移動
量を自動測定しつつ駆動させて、先ずこのテストウエハ
を前記現像機の定位置（現像機はXYステージの上方に設
定される）まで移動させ、（III）この定位置にて前記
テストウエハ上の位置合せパターン露光部を現像した
後、（IV）このテストウエハを前記XYステージと共に予
め設定されたパターン検出位置まで移動させ、（Ｖ）こ
のパターン検出位置にて前記テストウエハに形成された
位置合せパターンを前記パターン検出器で検出させると
共に、この検出位置での位置合せパターンと前記パター
ン検出器の照準とが一致せず位置偏差が生じている場合
には、その位置偏差分だけ前記位置調整手段の位置決め
定数をフイードバツク補正し、これらの工程を経てオフ
セツトパターンを補正する。
第１の目的達成手段の如くXYステージの可動域の上方
に現像機を設ければ、投影露光装置を用いてテストウエ
ハに位置合せパターンを露光した後、XYステージを可動
域の所定位置にセツトして、XYステージ上にテストウエ
ハを固定したままウエハ上の位置合せパターン露光部を
現像することが可能となる。従つて、位置合せパターン
の露光，現像のウエハをXYステージから取出すことなく
行なうことができ、位置合せパターンの露光，現像作業
の簡略化，作業時間の短縮化を図り得る。
に現像機を設ければ、投影露光装置を用いてテストウエ
ハに位置合せパターンを露光した後、XYステージを可動
域の所定位置にセツトして、XYステージ上にテストウエ
ハを固定したままウエハ上の位置合せパターン露光部を
現像することが可能となる。従つて、位置合せパターン
の露光，現像のウエハをXYステージから取出すことなく
行なうことができ、位置合せパターンの露光，現像作業
の簡略化，作業時間の短縮化を図り得る。
次に、第２の目的達成手段の作用を第５図（ａ），
（ｂ）に基づき説明する。
（ｂ）に基づき説明する。
第５図（ａ），（ｂ）は本発明のパターンオフセツト
補正法の原理図で、同図（ａ），（ｂ）におけるＳはパ
ターン検出器の視野、Ｔは照準、（X1，Y1）は位置合せ
パターン転写位置、（X2，Y2）は適正なパターン検出位
置、（X3，Y3）はパターン現像位置、13は位置合せパタ
ーンの転写，現像，検出工程時の位置状態を表わす。
補正法の原理図で、同図（ａ），（ｂ）におけるＳはパ
ターン検出器の視野、Ｔは照準、（X1，Y1）は位置合せ
パターン転写位置、（X2，Y2）は適正なパターン検出位
置、（X3，Y3）はパターン現像位置、13は位置合せパタ
ーンの転写，現像，検出工程時の位置状態を表わす。
しかして、本発明では、前述の（Ｉ）〜（Ｖ）の工程
のうち、（Ｉ）〜（IV）までの工程では、先ず投影露光
用光学系を用いて（X1，Y1）の位置にテストウエハに位
置合せパターン13の露光，転写を行ない、次いでXYステ
ージを自動測定しつつ現像位置（X3，Y3）まで移動させ
て、XYステージ上にテストウエハを固定したまま位置合
せパターン13の転写部を（X3，Y3）の位置にて現像し、
その後テストウエハをXYステージと共にパターン検出位
置（X2，Y2）の位置まで移動させる。ここで、位置合せ
パターンの転写位置（X1，Y1），現像位置（X3，Y3）及
びパターン検出位置（X2，Y2）の位置は予め設定され、
且つXYステージの転写位置から現像位置までの移動量L1
及び現像位置からパターン検出位置までの移動量L2は自
動測定されるので、テストウエハを転写位置（X1，
Y1），現像位置（X3，Y3）及び検出位置（X2，Y2）に正
確に移動させることができる。
のうち、（Ｉ）〜（IV）までの工程では、先ず投影露光
用光学系を用いて（X1，Y1）の位置にテストウエハに位
置合せパターン13の露光，転写を行ない、次いでXYステ
ージを自動測定しつつ現像位置（X3，Y3）まで移動させ
て、XYステージ上にテストウエハを固定したまま位置合
せパターン13の転写部を（X3，Y3）の位置にて現像し、
その後テストウエハをXYステージと共にパターン検出位
置（X2，Y2）の位置まで移動させる。ここで、位置合せ
パターンの転写位置（X1，Y1），現像位置（X3，Y3）及
びパターン検出位置（X2，Y2）の位置は予め設定され、
且つXYステージの転写位置から現像位置までの移動量L1
及び現像位置からパターン検出位置までの移動量L2は自
動測定されるので、テストウエハを転写位置（X1，
Y1），現像位置（X3，Y3）及び検出位置（X2，Y2）に正
確に移動させることができる。
そして、（Ｖ）の工程では、パターン検出位置（X2，
Y2）の位置にて位置合せパターン13とパターン検出器の
照準Ｔが一致しているか否か判断される。この場合、第
５図（ａ）に示すように位置合せパターン13と照準Ｔと
が一致すれば、パターン検出器等の位置決め要素は適正
状態にある。従つて、この場合には、ウエハと投影露光
用光学系との相対的位置決めを行なう位置調整手段の位
置決め定数に補正をかけない。そして、本番のパターン
転写を行なう場合には、現状の位置決め定数に基づいて
位置調整手段を駆動させて、位置合せパターン13が照準
Ｔに一致するまでウエハを移動させ、このようにしてウ
エハと投影露光用光学系との相対的な位置決めが行なわ
れる。
Y2）の位置にて位置合せパターン13とパターン検出器の
照準Ｔが一致しているか否か判断される。この場合、第
５図（ａ）に示すように位置合せパターン13と照準Ｔと
が一致すれば、パターン検出器等の位置決め要素は適正
状態にある。従つて、この場合には、ウエハと投影露光
用光学系との相対的位置決めを行なう位置調整手段の位
置決め定数に補正をかけない。そして、本番のパターン
転写を行なう場合には、現状の位置決め定数に基づいて
位置調整手段を駆動させて、位置合せパターン13が照準
Ｔに一致するまでウエハを移動させ、このようにしてウ
エハと投影露光用光学系との相対的な位置決めが行なわ
れる。
また、上記同様にテストウエハをパターン転写位置
（X1，Y1）→パターン現像位置（X3，Y3）→パターン検
出位置（X2，Y2）で各工程を行ないつつ移動させた場
合、パターン検出器等の位置決め要素に変位が生じてい
ると、第５図（ｂ）に示すように本来の位置合せパター
ン位置（X2，Y2）と照準ＴとにΔＬ＝（X2，Y2）−
（X2′，Y2′）＝（X,Y）だけずれが生じる。この場
合、何らの対処がないと、本番のパターン転写をウエハ
に施す場合に、位置調整手段は、位置合せパターンが位
置ずれした照準Ｔに一致するまでウエハを移動させるの
で（第５図（ｂ）の（X2′，Y2′）位置）、ウエハのセ
ツト位置がΔＬ分だけずれ、ウエハ上の重ね合せパター
ンを形成する場合には、前層と今回の層とのパターンに
ΔＬ分だけオフセツトが生じる。しかし、本発明では、
テストウエハを現像位置（X3，Y3）から本来の位置合せ
パターン検出位置（X2，Y2）に戻した時点で、ずれのあ
る照準Ｔの位置（X2′，Y2′）と本来のパターン検出位
置（X2，Y2）との位置偏差ΔＬ＝（X,Y）を検出するこ
とで、この位置偏差ΔＬ分だけ位置調整手段の位置決め
定数をフイードバツク補正する。従つて、たとえパター
ン検出器の照準Ｔがずれても、本番のパターン転写をウ
エハに施す場合には、位置調整手段がこのずれ分ΔＬを
見込んで位置合せパターンが真のパターン検出位置
（X2，Y2）にくるように、ウエハと投影露光装置との相
対的な位置決めを行なう。従つて、本発明によれば、例
えばパターン検出器等の位置決め要素に変位が生じて
も、ウエハ上に重ね合せパターンを形成する場合には、
ΔＬ分のパターンオフセツトが生じるのを防止し、高精
度の重ね合せパターン形成を行なうことができる。
（X1，Y1）→パターン現像位置（X3，Y3）→パターン検
出位置（X2，Y2）で各工程を行ないつつ移動させた場
合、パターン検出器等の位置決め要素に変位が生じてい
ると、第５図（ｂ）に示すように本来の位置合せパター
ン位置（X2，Y2）と照準ＴとにΔＬ＝（X2，Y2）−
（X2′，Y2′）＝（X,Y）だけずれが生じる。この場
合、何らの対処がないと、本番のパターン転写をウエハ
に施す場合に、位置調整手段は、位置合せパターンが位
置ずれした照準Ｔに一致するまでウエハを移動させるの
で（第５図（ｂ）の（X2′，Y2′）位置）、ウエハのセ
ツト位置がΔＬ分だけずれ、ウエハ上の重ね合せパター
ンを形成する場合には、前層と今回の層とのパターンに
ΔＬ分だけオフセツトが生じる。しかし、本発明では、
テストウエハを現像位置（X3，Y3）から本来の位置合せ
パターン検出位置（X2，Y2）に戻した時点で、ずれのあ
る照準Ｔの位置（X2′，Y2′）と本来のパターン検出位
置（X2，Y2）との位置偏差ΔＬ＝（X,Y）を検出するこ
とで、この位置偏差ΔＬ分だけ位置調整手段の位置決め
定数をフイードバツク補正する。従つて、たとえパター
ン検出器の照準Ｔがずれても、本番のパターン転写をウ
エハに施す場合には、位置調整手段がこのずれ分ΔＬを
見込んで位置合せパターンが真のパターン検出位置
（X2，Y2）にくるように、ウエハと投影露光装置との相
対的な位置決めを行なう。従つて、本発明によれば、例
えばパターン検出器等の位置決め要素に変位が生じて
も、ウエハ上に重ね合せパターンを形成する場合には、
ΔＬ分のパターンオフセツトが生じるのを防止し、高精
度の重ね合せパターン形成を行なうことができる。
また、本発明によるオフセツト補正方法によれば、１
回の位置合せパターンの転写，現像で、しかもテストウ
エハをXYステージに固定したままで投影露光位置→現像
位置→パターン検出位置と所定の距離だけ往復動させる
ことで、パターンオフセツトが補正できるので、従来の
如きはん雑な工程を要することなく、短時間に自動的な
パターンオフセツト補正を行ない得る。
回の位置合せパターンの転写，現像で、しかもテストウ
エハをXYステージに固定したままで投影露光位置→現像
位置→パターン検出位置と所定の距離だけ往復動させる
ことで、パターンオフセツトが補正できるので、従来の
如きはん雑な工程を要することなく、短時間に自動的な
パターンオフセツト補正を行ない得る。
本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づき説明
する。
する。
第１図は本発明の適用対象となる投影露光装置の一構
成例を示す概略斜視図である。
成例を示す概略斜視図である。
第１図において、１はXYステージ、２はウエハ、3,4
はXYステージを駆動させるためのサーボモータ、５はレ
ーザ測長系、６は露光照明系、７は照明レンズ、８は投
影レンズ、９はパターンの原画が施されるレテイクル、
10はレテイクル微動部、11は位置合せパターンのＸ方向
を検出するためのパターン検出器、12は位置合せパター
ンのＹ方向を検出するためのパターン検出器、13はテレ
イクル９よりウエハ２に転写された位置合せパターン、
11a〜11f及び12a〜12fは、パターン検出器11及び12の光
学系要素である。
はXYステージを駆動させるためのサーボモータ、５はレ
ーザ測長系、６は露光照明系、７は照明レンズ、８は投
影レンズ、９はパターンの原画が施されるレテイクル、
10はレテイクル微動部、11は位置合せパターンのＸ方向
を検出するためのパターン検出器、12は位置合せパター
ンのＹ方向を検出するためのパターン検出器、13はテレ
イクル９よりウエハ２に転写された位置合せパターン、
11a〜11f及び12a〜12fは、パターン検出器11及び12の光
学系要素である。
このような構成要素を備える投影露光装置では、照明
系６より出た露光光が照明レンズ７を通過し、レテイク
ル９のパターン及び投影レンズ８を通して、XYステージ
１上に固定されたウエハ２に投影し、パターンの転写が
行なわれる。
系６より出た露光光が照明レンズ７を通過し、レテイク
ル９のパターン及び投影レンズ８を通して、XYステージ
１上に固定されたウエハ２に投影し、パターンの転写が
行なわれる。
このパターン転写を行なうに際し、XYステージ１は、
レーザ測長系５により0.02μｍの精度で位置計測され、
サーボモータ3,4により±0.05μｍ程度の精度で位置決
めされる。更に、ウエハに形成された前層のパターンへ
次層のパターンの正確な重ね合せを実現するため、ウエ
ハ２上の合せパターン13を、縮小レンズ８とレテイクル
９に設けた窓9aを通して、パターン検出器11,12が検出
し、これにより±0.1μｍ程度の精度で正確な重ね合せ
を実現することができる。すなわち、パターン検出器1
1,12が位置合せパターン13を光学的に検出すると、位置
合せパターン13がパターン検出器11,12の各照準に一致
するまで、XYステージ１をサーボモータ3,4を介してX,Y
軸平面上にて駆動させ、レテイクル９とウエハ２との相
対的な位置決めが行なわれる。
レーザ測長系５により0.02μｍの精度で位置計測され、
サーボモータ3,4により±0.05μｍ程度の精度で位置決
めされる。更に、ウエハに形成された前層のパターンへ
次層のパターンの正確な重ね合せを実現するため、ウエ
ハ２上の合せパターン13を、縮小レンズ８とレテイクル
９に設けた窓9aを通して、パターン検出器11,12が検出
し、これにより±0.1μｍ程度の精度で正確な重ね合せ
を実現することができる。すなわち、パターン検出器1
1,12が位置合せパターン13を光学的に検出すると、位置
合せパターン13がパターン検出器11,12の各照準に一致
するまで、XYステージ１をサーボモータ3,4を介してX,Y
軸平面上にて駆動させ、レテイクル９とウエハ２との相
対的な位置決めが行なわれる。
しかして、本実施例では、このような投影露光装置に
おいて、更に次のような現像機20を取付ける。
おいて、更に次のような現像機20を取付ける。
すなわち、現像機20は、XYステージ１の可動域の上方
定位置に配され、この現像機20を用いてXYステージ１上
にウエハを固定したままウエハ上の位置合せパターン13
を現像できるように設定している。第２図は、現像機20
の詳細を表わす縦断面図で、同図において、21aは、現
像液およびリンス液の供給を兼用する管で、管21aは現
像機本体20′に設けた供給ノズル21bに接続される。22a
は液体吸引管で、液体吸引管22aは本体20′に設けた吸
込孔22bに接続される。23はノズル21bから出された現像
液、24はウエハ２上の感光剤であり、第２図に示した状
態は、液体供給ノズル21bより現像液23が、感光剤の位
置合せパターン13の上に表面張力でとどまつているとこ
ろを示したものである。現像シーケンスは、第２図に示
す状態の現像終了後、現像液23を吸引管22aで吸引した
後、管21a及びノズル21bを介してリンス液の供給を行な
い、その後、リンス液を吸引した後、エア吹き出し乾燥
を行なうものである。
定位置に配され、この現像機20を用いてXYステージ１上
にウエハを固定したままウエハ上の位置合せパターン13
を現像できるように設定している。第２図は、現像機20
の詳細を表わす縦断面図で、同図において、21aは、現
像液およびリンス液の供給を兼用する管で、管21aは現
像機本体20′に設けた供給ノズル21bに接続される。22a
は液体吸引管で、液体吸引管22aは本体20′に設けた吸
込孔22bに接続される。23はノズル21bから出された現像
液、24はウエハ２上の感光剤であり、第２図に示した状
態は、液体供給ノズル21bより現像液23が、感光剤の位
置合せパターン13の上に表面張力でとどまつているとこ
ろを示したものである。現像シーケンスは、第２図に示
す状態の現像終了後、現像液23を吸引管22aで吸引した
後、管21a及びノズル21bを介してリンス液の供給を行な
い、その後、リンス液を吸引した後、エア吹き出し乾燥
を行なうものである。
しかして、このように現像機20をXYステージ１の可動
領域上方に設ければ、XYステ−ジの移動を介してテスト
ウエハ２をパターン転写位置からパターン現像位置まで
移動でき、ひいては、XYステージ１からウエハ２を取り
出すことなく、位置合せパターンの露光，現像を行ない
得る。
領域上方に設ければ、XYステ−ジの移動を介してテスト
ウエハ２をパターン転写位置からパターン現像位置まで
移動でき、ひいては、XYステージ１からウエハ２を取り
出すことなく、位置合せパターンの露光，現像を行ない
得る。
次に、上記構成よりなる現像機付投影露光装置を用い
てのパターンオフセツト補正法を第３図ないし第５図に
基づき説明する。
てのパターンオフセツト補正法を第３図ないし第５図に
基づき説明する。
第３図は本実施例のパターンオフセツト補正の動作を
説明するための説明図、第４図はそのフローチャート、
第５図（ａ），（ｂ）は位置合せパターンの投影露光位
置，現像位置，パターン検出位置との位置関係を表わす
説明図である。
説明するための説明図、第４図はそのフローチャート、
第５図（ａ），（ｂ）は位置合せパターンの投影露光位
置，現像位置，パターン検出位置との位置関係を表わす
説明図である。
本実施例のパターンオフセツト補正は、第３図及び第
４図に示すように、本番のウエハ（図示せず）に所定の
パターンを重ね合せ形成するに際し、まず、未感光の感
光剤付テストウエハ２を、XYステージ１上に固定配置
（ローデイング）する（ステツプＩ）。次いでウエハ２
に、レテイクル９に描かれた位置合せ用パターン（原
画）を所定の位置（X1，Y1）にて転写する（ステツプI
I）。次いで、XYステージ１上にテストウエハ２を固定
したまま、XYステージ１を現像機20の定位置（X3，Y3）
に移動して、転写された位置合せパターンを前記現像シ
ステムのシーケンスに従つて現像し、且つリンス，乾燥
工程を行なう（ステツプIII）。この場合のX,Yステージ
１のXY軸平面上でのXY移動量L1はレーザ測長システム５
により、正確に測長される。次いで、テストウエハ２を
レーザ測長システム５で測長しつつL2分だけXYステージ
１をXY軸平面上で移動させて、現像された位置合せパタ
ーン13をパターン検出位置（X2，Y2）まで移動させる。
ここで、位置合せパターンの投影露光位置（X1，Y1），
現像位置（X3，Y3）及びパターン検出位置（X2，Y2）
は、あらかじめ設計データにより既知であるので、これ
らの位置データとXYステージの移動測定量L1，L2に基づ
き、テストウエハ２を現像位置（X3，Y3）からパターン
検出位置（X2，Y2）まで正確に移動させることができ
る。
４図に示すように、本番のウエハ（図示せず）に所定の
パターンを重ね合せ形成するに際し、まず、未感光の感
光剤付テストウエハ２を、XYステージ１上に固定配置
（ローデイング）する（ステツプＩ）。次いでウエハ２
に、レテイクル９に描かれた位置合せ用パターン（原
画）を所定の位置（X1，Y1）にて転写する（ステツプI
I）。次いで、XYステージ１上にテストウエハ２を固定
したまま、XYステージ１を現像機20の定位置（X3，Y3）
に移動して、転写された位置合せパターンを前記現像シ
ステムのシーケンスに従つて現像し、且つリンス，乾燥
工程を行なう（ステツプIII）。この場合のX,Yステージ
１のXY軸平面上でのXY移動量L1はレーザ測長システム５
により、正確に測長される。次いで、テストウエハ２を
レーザ測長システム５で測長しつつL2分だけXYステージ
１をXY軸平面上で移動させて、現像された位置合せパタ
ーン13をパターン検出位置（X2，Y2）まで移動させる。
ここで、位置合せパターンの投影露光位置（X1，Y1），
現像位置（X3，Y3）及びパターン検出位置（X2，Y2）
は、あらかじめ設計データにより既知であるので、これ
らの位置データとXYステージの移動測定量L1，L2に基づ
き、テストウエハ２を現像位置（X3，Y3）からパターン
検出位置（X2，Y2）まで正確に移動させることができ
る。
そして、この場合、パターン検出器11,12を通して位
置合せパターン13とパターン検出器11,12の照準Ｔ、換
言すれば本来のパターン検出位置（X2，Y2）と照準Ｔと
位置偏差が生じているか否か、及び位置偏差量ΔＬ＝
（X,Y）が測定される（ステツプＶ）。
置合せパターン13とパターン検出器11,12の照準Ｔ、換
言すれば本来のパターン検出位置（X2，Y2）と照準Ｔと
位置偏差が生じているか否か、及び位置偏差量ΔＬ＝
（X,Y）が測定される（ステツプＶ）。
第５図（ａ），（ｂ）は、この時の状態を表わすもの
である。
である。
第５図（ａ），（ｂ）は第４図に対応するもので、発
明の〔作用〕の項でも述べたように、Ｓはパターン検出
器の視野、Ｔは照準、（X1，Y1）は位置合せパターン転
写位置、（X2，Y2）は正規のパターン検出位置、（X3，
Y3）はパターン現像位置である。
明の〔作用〕の項でも述べたように、Ｓはパターン検出
器の視野、Ｔは照準、（X1，Y1）は位置合せパターン転
写位置、（X2，Y2）は正規のパターン検出位置、（X3，
Y3）はパターン現像位置である。
そして、パターン検出器11,12で検出される位置偏差
量ΔＬ＝０であれば、第５図（ａ）に示すように、パタ
ーン検出器11,12が適正状態を保ち、照準位置Ｔと本来
のパターン検出位置（X2，Y2）が一致し、オフセツトが
発生していない。従つて、この場合には、位置調整手段
3,4がソフトウエアパラメータとしてもつ位置決め定数
にフイードバツク補正をかけない。そして、本番のパタ
ーン転写を行なう場合には、現状の位置決め定数に基づ
き位置調整手段3,4を駆動させて、位置合せパターン13
が照準Ｔに一致するまでウエハを移動させ、このように
して、ウエハとレテイクル９との相対的な位置決めが行
なわれる。
量ΔＬ＝０であれば、第５図（ａ）に示すように、パタ
ーン検出器11,12が適正状態を保ち、照準位置Ｔと本来
のパターン検出位置（X2，Y2）が一致し、オフセツトが
発生していない。従つて、この場合には、位置調整手段
3,4がソフトウエアパラメータとしてもつ位置決め定数
にフイードバツク補正をかけない。そして、本番のパタ
ーン転写を行なう場合には、現状の位置決め定数に基づ
き位置調整手段3,4を駆動させて、位置合せパターン13
が照準Ｔに一致するまでウエハを移動させ、このように
して、ウエハとレテイクル９との相対的な位置決めが行
なわれる。
また、上記の如くテストウエハをパターン転写位置
（X1，Y1）→パターン現像位置（X3，Y3）→パターン検
出位置（X2，Y2）に各工程を行ないつつ移動させても、
パターン検出器11,12等の位置決め要素に変位が生じる
と、第５図（ｂ）に示すように本来の位置合せパターン
位置（X2，Y2）と照準ＴとにΔＬ分だけずれが生じる。
この場合、何らの対処がないと、本番のパターン転写を
ウエハに施す場合に、位置調整手段は、位置合せパター
ンが照準Ｔに一致するまでウエハを自動的に移動させて
しまうので（第５図（ｂ）の（X2′，Y2′）位置）、ウ
エハの位置がΔＬ分だけずれてセットされる。そしてウ
エハ上に重ね合せパターンを形成する場合には、前層と
今回の層とのパターンにΔＬ分だけオフセツトが生じ
る。しかし、本実施例では、テストウエハを現像位置
（X3，Y3）から本来の位置合せパターン検出位置（X2，
Y2）に戻した時点で、パターン検出器11,12が照準Ｔと
正規の位置合せパターン検出位置（X2，Y2）との位置偏
差ΔＬ＝（X2，Y2）−（X2′，Y2′）＝（X,Y）を検出
することで、この位置偏差ΔＬ分に基づき位置調整手段
3,4のソフトウエアパラメータたる位置決め定数をフイ
ードバツクして補正する。従つて、たとえパター検出器
の照準Ｔがずれても、本番のパターン転写をウエハに施
す場合には、位置調整手段11,12がこのずれ分ΔＬを見
込んで位置合せパターンが真のパターン検出位置（X2，
Y2）にくるように、ウエハと投影露光装置との相対的な
位置決めを行なう。この場合の位置合せパターン13と照
準Ｔとの最終的な位置は第５図（ｂ）の状態に保たれ
る。従って、本実施例によれば、例えばパターン検出器
11,12等の位置決め要素に変位が生じても、ウエハ上に
重ね合せパターンを形成する場合には、ΔＬ分のパター
ンセツトが生じるのを防止し、高精度のパターン形成を
行なうことができる。
（X1，Y1）→パターン現像位置（X3，Y3）→パターン検
出位置（X2，Y2）に各工程を行ないつつ移動させても、
パターン検出器11,12等の位置決め要素に変位が生じる
と、第５図（ｂ）に示すように本来の位置合せパターン
位置（X2，Y2）と照準ＴとにΔＬ分だけずれが生じる。
この場合、何らの対処がないと、本番のパターン転写を
ウエハに施す場合に、位置調整手段は、位置合せパター
ンが照準Ｔに一致するまでウエハを自動的に移動させて
しまうので（第５図（ｂ）の（X2′，Y2′）位置）、ウ
エハの位置がΔＬ分だけずれてセットされる。そしてウ
エハ上に重ね合せパターンを形成する場合には、前層と
今回の層とのパターンにΔＬ分だけオフセツトが生じ
る。しかし、本実施例では、テストウエハを現像位置
（X3，Y3）から本来の位置合せパターン検出位置（X2，
Y2）に戻した時点で、パターン検出器11,12が照準Ｔと
正規の位置合せパターン検出位置（X2，Y2）との位置偏
差ΔＬ＝（X2，Y2）−（X2′，Y2′）＝（X,Y）を検出
することで、この位置偏差ΔＬ分に基づき位置調整手段
3,4のソフトウエアパラメータたる位置決め定数をフイ
ードバツクして補正する。従つて、たとえパター検出器
の照準Ｔがずれても、本番のパターン転写をウエハに施
す場合には、位置調整手段11,12がこのずれ分ΔＬを見
込んで位置合せパターンが真のパターン検出位置（X2，
Y2）にくるように、ウエハと投影露光装置との相対的な
位置決めを行なう。この場合の位置合せパターン13と照
準Ｔとの最終的な位置は第５図（ｂ）の状態に保たれ
る。従って、本実施例によれば、例えばパターン検出器
11,12等の位置決め要素に変位が生じても、ウエハ上に
重ね合せパターンを形成する場合には、ΔＬ分のパター
ンセツトが生じるのを防止し、高精度のパターン形成を
行なうことができる。
また、本実施例によるオフセツト補正方法によれば、
１回の位置合せパターンの転写，現像で、しかもテスト
ウエハをXYステージに固定したままで投影露光位置→現
像位置→パターン検出位置と所定の距離だけ往復動させ
ることで、パターンオフセツトを補正できるので、従来
の如きはん雑な工程を要することなく、短時間に自動オ
フセツト補正を行ない得る。
１回の位置合せパターンの転写，現像で、しかもテスト
ウエハをXYステージに固定したままで投影露光位置→現
像位置→パターン検出位置と所定の距離だけ往復動させ
ることで、パターンオフセツトを補正できるので、従来
の如きはん雑な工程を要することなく、短時間に自動オ
フセツト補正を行ない得る。
以上のように本発明によれば、（１）XYステージの可
動域上方に現像機を配することで、ウエハをXYステージ
に固定したまま位置合せパターンの露光，現像を行な
い、この種パターンの転写，現像作業の簡略化及び時間
の短縮化を図り、（２）更にこの現像機を用いたパター
ンオフセツト補正法により、位置合せパターンの１回の
転写，現像で繁雑な作業を要することなく、短時間で高
精度のパターンオフセツトの補正を行なうことができ
る。
動域上方に現像機を配することで、ウエハをXYステージ
に固定したまま位置合せパターンの露光，現像を行な
い、この種パターンの転写，現像作業の簡略化及び時間
の短縮化を図り、（２）更にこの現像機を用いたパター
ンオフセツト補正法により、位置合せパターンの１回の
転写，現像で繁雑な作業を要することなく、短時間で高
精度のパターンオフセツトの補正を行なうことができ
る。
第１図は本発明の適用対象となる投影露光装置の一構成
例を示す概略斜視図、第２図は上記投影露光装置に装備
される現像システムの縦断面図、第３図は本発明のパタ
ーンオフセツト補正法の具体例を示す説明図、第４図は
上記パターンオフセツト補正法のシーケンスを表わすフ
ローチャート、第５図（ａ），（ｂ）はパターン転写位
置，パターン現像位置及びパターン検出位置の位置関係
を表わす説明図である。 １……XYステージ、２……ウエハ（テストウエハ）、3,
4……サーボモータ（ステージ駆動機構，位置調整手
段）、５……XYステージ移動量測定手段（レーザ測長
系）、6,7,8,9……投影露光用光学系、11,12……パター
ン検出器、13……位置合せパターン、20……現像システ
ム、L1，L2……XYステージ移動量、ΔＬ……位置偏差、
（X1，Y1）……パターン転写位置、（X2，Y2）……パタ
ーン検出位置、（X3，Y3）……パターン現像位置、Ｔ…
…パターン検出器の照準。
例を示す概略斜視図、第２図は上記投影露光装置に装備
される現像システムの縦断面図、第３図は本発明のパタ
ーンオフセツト補正法の具体例を示す説明図、第４図は
上記パターンオフセツト補正法のシーケンスを表わすフ
ローチャート、第５図（ａ），（ｂ）はパターン転写位
置，パターン現像位置及びパターン検出位置の位置関係
を表わす説明図である。 １……XYステージ、２……ウエハ（テストウエハ）、3,
4……サーボモータ（ステージ駆動機構，位置調整手
段）、５……XYステージ移動量測定手段（レーザ測長
系）、6,7,8,9……投影露光用光学系、11,12……パター
ン検出器、13……位置合せパターン、20……現像システ
ム、L1，L2……XYステージ移動量、ΔＬ……位置偏差、
（X1，Y1）……パターン転写位置、（X2，Y2）……パタ
ーン検出位置、（X3，Y3）……パターン現像位置、Ｔ…
…パターン検出器の照準。
Claims (2)
- 【請求項１】ウエハを固定するためのXYステージと、前
記ウエハにパターンを投影露光して転写する投影露光用
光学系と、前記XYステージをXY軸平面上で移動させるス
テージ駆動機構と、前記ウエハに形成される位置合せパ
ターンを光学的に検出し、この位置合せパターンに基づ
き前記ウエハと前記投影露光用光学系との相対的な位置
決めを行なう位置調整手段とを備えてなる投影露光装置
において、前記XYステージの可動域の上方に現像機を設
け、且つこの現像機は、XYステージ上にウエハを固定し
たままウエハ上の位置合せパターン露光部を現像する機
能を備えてなることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】ウエハを固定するためのXYステージと、前
記ウエハにパターンを投影露光して転写する投影露光用
光学系と、前記XYステージをXY軸平面上で移動させるス
テージ駆動機構と、前記ウエハに形成される位置合せパ
ターンを光学的に検出し、この位置合せパターンに基づ
き前記ウエハと前記投影露光用光学系との相対的な位置
決めを行なう位置調整手段とを備えてなる投影露光装置
において、前記XYステージの可動域の上方に現像機を設
け、前記ウエハにパターンを重ね合せ形成する場合に
は、各層のパターン転写に際し、前記XYステージにテス
トウエハを固定して、該テストウエハに前記位置合せパ
ターンを前記投影露光用光学系を介して、投影露光し、
この位置合せパターンの露光後に、前記テストウエハを
固定したまま前記XYステージをその移動量を自動測定し
つつ駆動させて、先ず該テストウエハを前記現像機の定
位置まで移動させ、この定位置にてテストウエハ上の位
置合せパターン露光部を現像した後、該テストウエハを
前記XYステージと共に予め設定されたパターン検出位置
まで移動させ、このパターン検出位置にて前記テストウ
エハに形成された位置合せパターンを前記パターン検出
器で検出させると共に、この検出位置での位置合せパタ
ーンと前記パターン検出器の照準とが一致せず位置偏差
が生じている場合には、その位置偏差分だけ前記位置調
整手段の位置決め定数をフイードバツク補正することを
特徴とする投影露光装置のパターンオフセツト補正方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333186A JP2592475B2 (ja) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | 投影露光装置及びそのパターンオフセツト補正方法 |
| US07/291,163 US4941745A (en) | 1987-12-30 | 1988-12-28 | Projection aligner for fabricating semiconductor device having projection optics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333186A JP2592475B2 (ja) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | 投影露光装置及びそのパターンオフセツト補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179318A JPH01179318A (ja) | 1989-07-17 |
| JP2592475B2 true JP2592475B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=18263264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62333186A Expired - Lifetime JP2592475B2 (ja) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | 投影露光装置及びそのパターンオフセツト補正方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4941745A (ja) |
| JP (1) | JP2592475B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2650396B2 (ja) * | 1989-02-07 | 1997-09-03 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置及び位置検出方法 |
| US6225012B1 (en) | 1994-02-22 | 2001-05-01 | Nikon Corporation | Method for positioning substrate |
| JP3116297B2 (ja) * | 1994-08-03 | 2000-12-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理方法及び処理装置 |
| JP4525062B2 (ja) * | 2002-12-10 | 2010-08-18 | 株式会社ニコン | 露光装置及びデバイス製造方法、露光システム |
| KR101037057B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2011-05-26 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 |
| WO2005005153A1 (en) * | 2003-07-10 | 2005-01-20 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and device for accurately positioning a pattern on a substrate |
| JP5472306B2 (ja) | 2009-08-28 | 2014-04-16 | 富士通株式会社 | 光学部品製造方法および光学部品製造装置 |
| CN104275946B (zh) * | 2013-07-10 | 2016-09-28 | 富翔精密工业(昆山)有限公司 | 打标装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913324A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | Hitachi Ltd | 縮小投影露光装置 |
| JPS61114599A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-02 | 松下電器産業株式会社 | 複合部品 |
-
1987
- 1987-12-30 JP JP62333186A patent/JP2592475B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-28 US US07/291,163 patent/US4941745A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4941745A (en) | 1990-07-17 |
| JPH01179318A (ja) | 1989-07-17 |
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