JP3005139B2 - 半導体製造方法 - Google Patents
半導体製造方法Info
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- JP3005139B2 JP3005139B2 JP5130543A JP13054393A JP3005139B2 JP 3005139 B2 JP3005139 B2 JP 3005139B2 JP 5130543 A JP5130543 A JP 5130543A JP 13054393 A JP13054393 A JP 13054393A JP 3005139 B2 JP3005139 B2 JP 3005139B2
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- shot
- rotation
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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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- 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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- 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)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原板（例えばレチクル
またはマスク）上の回路パターンをステップアンドリピ
ート方式で基板（例えば半導体ウェハ）上に露光転写す
る所謂ステッパを用いた半導体製造方法に関するもので
ある。
またはマスク）上の回路パターンをステップアンドリピ
ート方式で基板（例えば半導体ウェハ）上に露光転写す
る所謂ステッパを用いた半導体製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体製造装置（ステッパ）は、
例えば特公平４ー５５５２３号公報に示されるように、
ウェハを移動させるＸＹステージのＸＹ方向の移動にの
みレーザ干渉計等の高精度の位置検出手段を設け、Ｚ軸
回りの回転方向（以後θ方向と呼ぶ）はパルスモータ等
を用いた比較的精度の低い駆動手段しか持たなかった。
例えば特公平４ー５５５２３号公報に示されるように、
ウェハを移動させるＸＹステージのＸＹ方向の移動にの
みレーザ干渉計等の高精度の位置検出手段を設け、Ｚ軸
回りの回転方向（以後θ方向と呼ぶ）はパルスモータ等
を用いた比較的精度の低い駆動手段しか持たなかった。
【０００３】また、レチクルをθ方向に駆動する手段も
パルスモータなどを使用し、比較的精度が低いものとな
っていた。
パルスモータなどを使用し、比較的精度が低いものとな
っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】上記従来例では、
レチクル及びウェハのθ方向の駆動精度が低いため、装
置に載せられたレチクルの向きとＸＹステージの移動方
向を高精度に一致させることができず、このため、未だ
パターンの形成されていないウェハＷにレチクルのパタ
ーンを転写する際、図３（ａ）に示すように各ショット
Ｓが一直線状に整列せず、図３（ｂ）に示すように、ウ
ェハＷ上のショットＳの並ぶ向きと各ショットの向きの
不一致( 以後チップローテーションと呼ぶ) が発生して
しまっていた。
レチクル及びウェハのθ方向の駆動精度が低いため、装
置に載せられたレチクルの向きとＸＹステージの移動方
向を高精度に一致させることができず、このため、未だ
パターンの形成されていないウェハＷにレチクルのパタ
ーンを転写する際、図３（ａ）に示すように各ショット
Ｓが一直線状に整列せず、図３（ｂ）に示すように、ウ
ェハＷ上のショットＳの並ぶ向きと各ショットの向きの
不一致( 以後チップローテーションと呼ぶ) が発生して
しまっていた。
【０００５】また、既に回路パターンが形成されたウェ
ハに新たなパターンを重ねて転写する場合、ウェハ上の
ショットとレチクルの向きを合わせるために、レチクル
を回転させても高精度で向きを一致させることができ
ず、チップローテーションのアライメント誤差が発生し
てしまっていた。
ハに新たなパターンを重ねて転写する場合、ウェハ上の
ショットとレチクルの向きを合わせるために、レチクル
を回転させても高精度で向きを一致させることができ
ず、チップローテーションのアライメント誤差が発生し
てしまっていた。
【０００６】一方、ショットの向きとレチクルの向きを
合わせるために、ウェハを回転させてしまえば、ウェハ
アライメントのためにあらかじめ計測しておいたウェハ
ローテーションの量が変動することになりグローバルア
ライメント計測をし直さなくてはならず、単位時間あた
りに処理できるウェハ枚数（スループット）を減らすこ
とになってしまう。
合わせるために、ウェハを回転させてしまえば、ウェハ
アライメントのためにあらかじめ計測しておいたウェハ
ローテーションの量が変動することになりグローバルア
ライメント計測をし直さなくてはならず、単位時間あた
りに処理できるウェハ枚数（スループット）を減らすこ
とになってしまう。
【０００７】また、図４（ａ）に示すように、１枚のウ
ェハＷに複数枚のレチクルのパターンを転写する（図４
では同一のレチクルのパターンを転写するショット領域
Ｓを同一方向の斜線で示してある）場合、従来の方法で
は、レチクルを装置に載せ換えるたびにレチクルの向き
とＸＹステージの移動方向を一致させなければならない
が、レチクルおよびウェハのθ方向の駆動精度が低いた
め、装置に載せられたレチクルの向きとＸＹステージの
移動方向を高精度に一致させることができず、図４
（ｂ）に示すように、チップローテーションが発生して
しまっていた。
ェハＷに複数枚のレチクルのパターンを転写する（図４
では同一のレチクルのパターンを転写するショット領域
Ｓを同一方向の斜線で示してある）場合、従来の方法で
は、レチクルを装置に載せ換えるたびにレチクルの向き
とＸＹステージの移動方向を一致させなければならない
が、レチクルおよびウェハのθ方向の駆動精度が低いた
め、装置に載せられたレチクルの向きとＸＹステージの
移動方向を高精度に一致させることができず、図４
（ｂ）に示すように、チップローテーションが発生して
しまっていた。
【０００８】あるいは、特公平４ー５５５２３号公報に
示されるように、ＸＹステージの移動位置をレチクルの
向きに一致するようにステップさせても複数のレチクル
の向きが異なっていた場合には、図４（ｃ）に示すよう
に、各ショットＳではチップローテーションがないが、
領域毎のショット配列の向きが異なるようなウェハを作
成してしまっていた。
示されるように、ＸＹステージの移動位置をレチクルの
向きに一致するようにステップさせても複数のレチクル
の向きが異なっていた場合には、図４（ｃ）に示すよう
に、各ショットＳではチップローテーションがないが、
領域毎のショット配列の向きが異なるようなウェハを作
成してしまっていた。
【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的は、原板のパターンをチップローテー
ションや配列誤差のない状態で例えばウェハ上に形成す
ることを可能にした半導体製造方法を提供することにあ
る。
もので、その目的は、原板のパターンをチップローテー
ションや配列誤差のない状態で例えばウェハ上に形成す
ることを可能にした半導体製造方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は、原板上のパターンを基板上の各ショ
ットに順に露光転写する半導体製造方法において、原板
ステージに前記原板を保持する原板保持ステップと、Ｘ
及びＹ軸方向に移動すると共にＺ軸回りに回転し、その
Ｘ及びＹ軸方向の位置とＺ軸回りの回転方向の位置がレ
ーザ干渉計を介して計測される基板ステージに前記基板
を保持する基板保持ステップと、前記原板ステージ上の
前記原板のＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸回りの回転方向を検
出する検出ステップと、前記レーザ干渉計の計測出力を
利用しながら前記検出ステップの検出出力に応じて前記
基板ステージをＺ軸回りに回転駆動する回転駆動ステッ
プと、前記回転駆動に応じた前記基板ステージのＸＹ方
向の移動量を演算した後に、該移動量に基づいて前記基
板ステージを前記レーザ干渉計の計測出力を利用しなが
らステップアンドリピート方式で移動させて前記原板上
のパターンを前記基板の各ショットに順に露光転写させ
るステップを有することを特徴としている。
ために、本発明は、原板上のパターンを基板上の各ショ
ットに順に露光転写する半導体製造方法において、原板
ステージに前記原板を保持する原板保持ステップと、Ｘ
及びＹ軸方向に移動すると共にＺ軸回りに回転し、その
Ｘ及びＹ軸方向の位置とＺ軸回りの回転方向の位置がレ
ーザ干渉計を介して計測される基板ステージに前記基板
を保持する基板保持ステップと、前記原板ステージ上の
前記原板のＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸回りの回転方向を検
出する検出ステップと、前記レーザ干渉計の計測出力を
利用しながら前記検出ステップの検出出力に応じて前記
基板ステージをＺ軸回りに回転駆動する回転駆動ステッ
プと、前記回転駆動に応じた前記基板ステージのＸＹ方
向の移動量を演算した後に、該移動量に基づいて前記基
板ステージを前記レーザ干渉計の計測出力を利用しなが
らステップアンドリピート方式で移動させて前記原板上
のパターンを前記基板の各ショットに順に露光転写させ
るステップを有することを特徴としている。
【００１１】なお、本発明の更に他の特徴は以下の実施
例の詳細な説明の中で明らかになるであろう。
例の詳細な説明の中で明らかになるであろう。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明に係わるステップアンドリピ
ートタイプの半導体製造用露光装置、所謂ステッパの一
実施例を示すものである。図１において、ＲＴは半導体
素子製造用のパターンＰＴが形成されているレチクル、
ＬＮはレチクルＲＴ上のパターンＰＴをＸＹθステージ
ＸＹＳ上のウェハＷに縮小投影する投影レンズ、ＣＵは
ステッパ全体を制御する制御ユニット、ＣＳは位置合わ
せデータや露光データなどの必要な情報を制御ユニット
に入力したり、内蔵されたハードディスクなどの記憶装
置に記憶しておくためのコンソールである。なお、制御
ユニットＣＵには複数のコンピュータ、メモリ、画像処
理装置、及びＸＹθステージ制御装置等が設けられてい
る。
ートタイプの半導体製造用露光装置、所謂ステッパの一
実施例を示すものである。図１において、ＲＴは半導体
素子製造用のパターンＰＴが形成されているレチクル、
ＬＮはレチクルＲＴ上のパターンＰＴをＸＹθステージ
ＸＹＳ上のウェハＷに縮小投影する投影レンズ、ＣＵは
ステッパ全体を制御する制御ユニット、ＣＳは位置合わ
せデータや露光データなどの必要な情報を制御ユニット
に入力したり、内蔵されたハードディスクなどの記憶装
置に記憶しておくためのコンソールである。なお、制御
ユニットＣＵには複数のコンピュータ、メモリ、画像処
理装置、及びＸＹθステージ制御装置等が設けられてい
る。
【００１３】レチクルＲＴは、制御ユニットＣＵからの
指令にしたがいＸ、Ｙ、θ方向に移動するレチクルステ
ージＲＳに吸着保持される。レチクルＲＴは、レチクル
ＲＴを投影レンズＬＮに対して所定の位置関係にアライ
メントする際に使用されるレチクルアライメントマーク
ＲＡＭＲ，ＲＡＭＬと、フォトクロミックプレートＰＨ
Ｃに転写するためのレチクルマークＲＭＲ，ＲＭＬを有
している。本実施例ではＲＭＲ，ＲＭＬはレチクルＲＴ
上で同一のＹ座標位置に配置されている。
指令にしたがいＸ、Ｙ、θ方向に移動するレチクルステ
ージＲＳに吸着保持される。レチクルＲＴは、レチクル
ＲＴを投影レンズＬＮに対して所定の位置関係にアライ
メントする際に使用されるレチクルアライメントマーク
ＲＡＭＲ，ＲＡＭＬと、フォトクロミックプレートＰＨ
Ｃに転写するためのレチクルマークＲＭＲ，ＲＭＬを有
している。本実施例ではＲＭＲ，ＲＭＬはレチクルＲＴ
上で同一のＹ座標位置に配置されている。
【００１４】レチクルセットマークＲＳＭＲ，ＲＳＭＬ
は、投影レンズＬＮに対して所定の位置関係となるよう
に、投影レンズＬＮの鏡筒に固定された部材上に形成さ
れている。投影レンズＬＮに対するレチクルＲＴのアラ
イメントは、マークＲＡＭＲとＲＳＭＲの組と、マーク
ＲＡＭＬとマークＲＳＭＬの組をマーク観察ミラーＡＭ
Ｒ，ＡＭＬを介して撮像装置ＣＭで重ねて撮像し、この
時の画像出力から検出される両者の位置ずれ量が所定の
許容値内となるようにレチクルステージＲＳを移動させ
て行なわれる。マーク観察ミラーＡＭＲ，ＡＭＬは制御
ユニットＣＵからの指令によりＸＹ方向に移動可能であ
る。
は、投影レンズＬＮに対して所定の位置関係となるよう
に、投影レンズＬＮの鏡筒に固定された部材上に形成さ
れている。投影レンズＬＮに対するレチクルＲＴのアラ
イメントは、マークＲＡＭＲとＲＳＭＲの組と、マーク
ＲＡＭＬとマークＲＳＭＬの組をマーク観察ミラーＡＭ
Ｒ，ＡＭＬを介して撮像装置ＣＭで重ねて撮像し、この
時の画像出力から検出される両者の位置ずれ量が所定の
許容値内となるようにレチクルステージＲＳを移動させ
て行なわれる。マーク観察ミラーＡＭＲ，ＡＭＬは制御
ユニットＣＵからの指令によりＸＹ方向に移動可能であ
る。
【００１５】ＭＸ，ＭＹはＸＹθステージＸＹＳをＸＹ
方向に移動するモータ、不図示のＭθはＸＹθステージ
ＸＹＳをθ方向に回転するモータ、ＭＲＸ，ＭＲＹはＸ
ＹθステージＸＹＳに固定されているミラー、ＩＦＸ，
ＩＦＹ，ＩＦθはレーザ干渉計で、ＸＹθステージＸＹ
Ｓはレーザ干渉計ＩＦＸ，ＩＦＹ，ＩＦθとミラーＭＲ
Ｘ，ＭＲＹによってＸＹθ座標上の位置が常に監視され
るとともに、モータＭＸ、ＭＹ、Ｍθによって制御ユニ
ットＣＵから指令された位置に移動する。制御ユニット
ＣＵは移動終了後もレーザ干渉計ＩＦＸ，ＩＦＹ，ＩＦ
θの出力に基づいてＸＹθステージＸＹＳを指定位置に
保持する。
方向に移動するモータ、不図示のＭθはＸＹθステージ
ＸＹＳをθ方向に回転するモータ、ＭＲＸ，ＭＲＹはＸ
ＹθステージＸＹＳに固定されているミラー、ＩＦＸ，
ＩＦＹ，ＩＦθはレーザ干渉計で、ＸＹθステージＸＹ
Ｓはレーザ干渉計ＩＦＸ，ＩＦＹ，ＩＦθとミラーＭＲ
Ｘ，ＭＲＹによってＸＹθ座標上の位置が常に監視され
るとともに、モータＭＸ、ＭＹ、Ｍθによって制御ユニ
ットＣＵから指令された位置に移動する。制御ユニット
ＣＵは移動終了後もレーザ干渉計ＩＦＸ，ＩＦＹ，ＩＦ
θの出力に基づいてＸＹθステージＸＹＳを指定位置に
保持する。
【００１６】ウェハステージＷＳはＸＹθステージＸＹ
Ｓに対してＺ方向に移動するウェハ保持用のステージで
ある。ウェハＷはこのウェハステージＷＳ上に吸着保持
される。また、フォトクロミックプレートＰＨＣはＸＹ
θステージＸＹＳ上、あるいはウェハステージＷＳに固
定された感光剤（例えばスピロピラン系やスピロナフト
オキサジン系のフォトクロミック材）を塗付した平面板
で、投影レンズＬＮの結像面の高さ近傍にとり付けられ
ている。
Ｓに対してＺ方向に移動するウェハ保持用のステージで
ある。ウェハＷはこのウェハステージＷＳ上に吸着保持
される。また、フォトクロミックプレートＰＨＣはＸＹ
θステージＸＹＳ上、あるいはウェハステージＷＳに固
定された感光剤（例えばスピロピラン系やスピロナフト
オキサジン系のフォトクロミック材）を塗付した平面板
で、投影レンズＬＮの結像面の高さ近傍にとり付けられ
ている。
【００１７】上述の感光剤は露光光源ＩＬからの露光波
長の光に対して透過率が一時的に変化し、時間とともに
またもとの透過率に戻る。従って、レチクルＲＴ上のマ
ークを転写することができ、さらに一定時間後には転写
されたパターンが消え、再びマーク転写ができるように
なる。
長の光に対して透過率が一時的に変化し、時間とともに
またもとの透過率に戻る。従って、レチクルＲＴ上のマ
ークを転写することができ、さらに一定時間後には転写
されたパターンが消え、再びマーク転写ができるように
なる。
【００１８】露光光源ＩＬはレチクルＲＴ上のパターン
ＰＴを投影レンズＬＮを介してウェハステージＷＳ上の
ウエハＷに投影露光するための光源である。また、マー
ク露光シャッタＳＨＲ，ＳＨＬを開くことにより、マー
ク観察ミラーＡＭＲ，ＡＭＬと投影レンズＬＮを介して
フォトクロミックプレートＰＨＣにレチクルマークＲＭ
Ｒ，ＲＭＬを投影露光する際の光源としても使用され
る。
ＰＴを投影レンズＬＮを介してウェハステージＷＳ上の
ウエハＷに投影露光するための光源である。また、マー
ク露光シャッタＳＨＲ，ＳＨＬを開くことにより、マー
ク観察ミラーＡＭＲ，ＡＭＬと投影レンズＬＮを介して
フォトクロミックプレートＰＨＣにレチクルマークＲＭ
Ｒ，ＲＭＬを投影露光する際の光源としても使用され
る。
【００１９】オフアクシススコープＯＳは、投影レンズ
ＬＮとほぼ等しいＺ位置に焦点面を持つマーク観察用の
顕微鏡である。この顕微鏡ＯＳで、ウェハステージＷＳ
上のウェハＷやフォトクロミックプレートＰＨＣ上に転
写されたマークの画像を撮像し、この時の画像出力から
撮像されたマークがオフアクシススコープＯＳの中心か
らＸＹ方向にどれだけずれているかを制御ユニットＣＵ
により計算することができる。また、このオフアクシス
スコープＯＳは倍率を変えることができ、後に説明する
プリアライメントマーク計測時には低倍率に切替えて、
広い範囲の視野でマークを検知することができる。
ＬＮとほぼ等しいＺ位置に焦点面を持つマーク観察用の
顕微鏡である。この顕微鏡ＯＳで、ウェハステージＷＳ
上のウェハＷやフォトクロミックプレートＰＨＣ上に転
写されたマークの画像を撮像し、この時の画像出力から
撮像されたマークがオフアクシススコープＯＳの中心か
らＸＹ方向にどれだけずれているかを制御ユニットＣＵ
により計算することができる。また、このオフアクシス
スコープＯＳは倍率を変えることができ、後に説明する
プリアライメントマーク計測時には低倍率に切替えて、
広い範囲の視野でマークを検知することができる。
【００２０】図２はＸＹθステージＸＹＳの説明図で、
ステージを上方向（Ｚ方向）から見た平面図である。Ｘ
ＹθステージＸＹＳのＸＹ方向の位置は干渉計ＩＦＸ，
ＩＦＹによって計測される長さＬｘ，Ｌｙによって制御
される。θ方向の位置は干渉計ＩＦＹ，ＩＦθによって
計測される長さＬｙとＬθの差分と、干渉計ＩＦＹ，Ｉ
Ｆθのレーザビーム間の距離ｄから、 θ＝（Ｌｙ−Ｌθ）／ｄ として計算され、制御される。θはレチクルセットマー
クＲＳＭＲ，ＲＳＭＬを結ぶ線によって決められる装置
全体のＸ軸方向とＸＹθステージＸＹＳのＸ方向が一致
する場合に０となるようあらかじめ補正されているもの
とする。この補正量の求め方は、先に本件出願人が出願
した特願平４ー３５１４８７号に示されている。
ステージを上方向（Ｚ方向）から見た平面図である。Ｘ
ＹθステージＸＹＳのＸＹ方向の位置は干渉計ＩＦＸ，
ＩＦＹによって計測される長さＬｘ，Ｌｙによって制御
される。θ方向の位置は干渉計ＩＦＹ，ＩＦθによって
計測される長さＬｙとＬθの差分と、干渉計ＩＦＹ，Ｉ
Ｆθのレーザビーム間の距離ｄから、 θ＝（Ｌｙ−Ｌθ）／ｄ として計算され、制御される。θはレチクルセットマー
クＲＳＭＲ，ＲＳＭＬを結ぶ線によって決められる装置
全体のＸ軸方向とＸＹθステージＸＹＳのＸ方向が一致
する場合に０となるようあらかじめ補正されているもの
とする。この補正量の求め方は、先に本件出願人が出願
した特願平４ー３５１４８７号に示されている。
【００２１】図５は、本実施例において、チップローテ
ーションのないショット配列を未だパターンの形成され
ていないウェハＷ上に形成する手順を示すフローチャー
トであり、以下、そのシーケンスを説明する。
ーションのないショット配列を未だパターンの形成され
ていないウェハＷ上に形成する手順を示すフローチャー
トであり、以下、そのシーケンスを説明する。
【００２２】シーケンスを開始すると、先ずステップＳ
００１において、レチクルＲＴをレチクルステージＲＳ
上に搬入し、吸着保持する。次に、ステップＳ００２に
おいて、レチクルセットマークＲＳＭＲ，ＲＳＭＬとレ
チクルアライメントマークＲＡＭＲ，ＲＡＭＬとを使用
して、投影レンズＬＮに対するレチクルＲＴのアライメ
ントを行なう。即ち、マークＲＡＭＲとマークＲＳＭＲ
の組とマークＲＡＭＬとマークＲＳＭＬの組をそれぞれ
マーク観察ミラーＡＭＲ，ＡＭＬを介して撮像装置ＣＭ
で重ねて撮像し、この時の画像出力から検出される両者
の位置ずれ量が所定の許容値内となるように、レチクル
ステージＲＳを制御ユニットＣＵが移動させて両者のア
ライメントを行なう。
００１において、レチクルＲＴをレチクルステージＲＳ
上に搬入し、吸着保持する。次に、ステップＳ００２に
おいて、レチクルセットマークＲＳＭＲ，ＲＳＭＬとレ
チクルアライメントマークＲＡＭＲ，ＲＡＭＬとを使用
して、投影レンズＬＮに対するレチクルＲＴのアライメ
ントを行なう。即ち、マークＲＡＭＲとマークＲＳＭＲ
の組とマークＲＡＭＬとマークＲＳＭＬの組をそれぞれ
マーク観察ミラーＡＭＲ，ＡＭＬを介して撮像装置ＣＭ
で重ねて撮像し、この時の画像出力から検出される両者
の位置ずれ量が所定の許容値内となるように、レチクル
ステージＲＳを制御ユニットＣＵが移動させて両者のア
ライメントを行なう。
【００２３】アライメントが終了した時点で、所定の許
容値内におさまった両者の位置ずれ量の最終結果から、
レチクルＲＴのＸ軸方向と、装置全体のＸ軸方向との差
を求めることができ、その値を残差θｒとして記憶して
おく。また、同じ最終結果から、レチクルＲＴの中心の
位置を求めることができ、その値を以下のようにベクト
ルＲとして記憶しておく。但し、Ｒは実際のレチクル中
心の位置に投影レンズＬＮの縮小倍率を乗算し、更に倒
立像の位置を表すように符号を反転したものである。
容値内におさまった両者の位置ずれ量の最終結果から、
レチクルＲＴのＸ軸方向と、装置全体のＸ軸方向との差
を求めることができ、その値を残差θｒとして記憶して
おく。また、同じ最終結果から、レチクルＲＴの中心の
位置を求めることができ、その値を以下のようにベクト
ルＲとして記憶しておく。但し、Ｒは実際のレチクル中
心の位置に投影レンズＬＮの縮小倍率を乗算し、更に倒
立像の位置を表すように符号を反転したものである。
【００２４】
【外１】
【００２５】次に、ステップＳ００３において、ウェハ
Ｗを不図示の搬送ハンド機構によってウェハステージＷ
Ｓ上に送り込み、ウェハステージＷＳ上に吸着固定す
る。次に、ステップＳ００４において、ＸＹθステージ
ＸＹＳをステップＳ００２で計測した残差θｒだけ回転
する。この動作により図１０に示すように、ＸＹθステ
ージＸＹＳのＸ方向あるいはＹ方向の移動方向は、レチ
クルの投影像ＲＴＩのＸ方向あるいはＹ方向と正確に一
致したことになる。
Ｗを不図示の搬送ハンド機構によってウェハステージＷ
Ｓ上に送り込み、ウェハステージＷＳ上に吸着固定す
る。次に、ステップＳ００４において、ＸＹθステージ
ＸＹＳをステップＳ００２で計測した残差θｒだけ回転
する。この動作により図１０に示すように、ＸＹθステ
ージＸＹＳのＸ方向あるいはＹ方向の移動方向は、レチ
クルの投影像ＲＴＩのＸ方向あるいはＹ方向と正確に一
致したことになる。
【００２６】そして、ステップＳ００５〜Ｓ００７にお
いて、ステップアンドリピート方式でウェハＷ上にレチ
クルＲＴ上の回路パターンを露光転写していく。ステッ
プＳ００５では、予めコンソールＣＳで決められていた
設計上のショット配列の情報からｉ番目のショットのウ
ェハＷ上の位置座標Ｄｉｘ，Ｄｉｙを得、
いて、ステップアンドリピート方式でウェハＷ上にレチ
クルＲＴ上の回路パターンを露光転写していく。ステッ
プＳ００５では、予めコンソールＣＳで決められていた
設計上のショット配列の情報からｉ番目のショットのウ
ェハＷ上の位置座標Ｄｉｘ，Ｄｉｙを得、
【００２７】
【外２】 のベクトルで表される位置ＥｉにＸＹθステージＸＹＳ
を移動する。ただし、Ｄｉは以下のベクトルである。
を移動する。ただし、Ｄｉは以下のベクトルである。
【００２８】
【外３】
【００２９】次に、ステップＳ００６で、露光シャッタ
ＳＨＴを開閉してレチクルＲＴ上のパターンを投影レン
ズＬＮを介してウェハＷ上に露光転写する。そして、ス
テップＳ００７の判定で、このウェハの最後のショット
の露光が終了したと判定されるまで、ステップＳ００５
〜Ｓ００７を繰り返す。また、ステップＳ００８で、露
光転写の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構に
よってウェハステージＷＳ上から搬出し、ステップＳ０
０９の判定で処理すべき全てのウェハＷの露光転写が終
了したと判定されるまで、ステップＳ００３〜Ｓ００９
を繰り返す。
ＳＨＴを開閉してレチクルＲＴ上のパターンを投影レン
ズＬＮを介してウェハＷ上に露光転写する。そして、ス
テップＳ００７の判定で、このウェハの最後のショット
の露光が終了したと判定されるまで、ステップＳ００５
〜Ｓ００７を繰り返す。また、ステップＳ００８で、露
光転写の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構に
よってウェハステージＷＳ上から搬出し、ステップＳ０
０９の判定で処理すべき全てのウェハＷの露光転写が終
了したと判定されるまで、ステップＳ００３〜Ｓ００９
を繰り返す。
【００３０】なお、ステップＳ００９の判定で、まだ処
理すべきウェハがあると判定された場合、各ウェハ毎あ
るいは何枚かのウェハ毎に確認のためステップＳ００２
に戻りレチクルの位置変動を確認、補正しても良い。以
上のようにして、未だパターンの形成されていないウェ
ハ上にチップローテーションのないショット配列を形成
することができる。
理すべきウェハがあると判定された場合、各ウェハ毎あ
るいは何枚かのウェハ毎に確認のためステップＳ００２
に戻りレチクルの位置変動を確認、補正しても良い。以
上のようにして、未だパターンの形成されていないウェ
ハ上にチップローテーションのないショット配列を形成
することができる。
【００３１】次に、既にパターンが形成されているウェ
ハＷに新たなパターンを重ねて転写する手順を図６のフ
ローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０１〜Ｓ
１０３に関しては、図５のステップＳ００１〜Ｓ００３
と同じである。これにより、レチクルＲＴとウェハＷが
装置にセットされ、レチクルＲＴの中心位置Ｒｘ，Ｒｙ
とレチクルＲＴの誤差θｒが記憶される。
ハＷに新たなパターンを重ねて転写する手順を図６のフ
ローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０１〜Ｓ
１０３に関しては、図５のステップＳ００１〜Ｓ００３
と同じである。これにより、レチクルＲＴとウェハＷが
装置にセットされ、レチクルＲＴの中心位置Ｒｘ，Ｒｙ
とレチクルＲＴの誤差θｒが記憶される。
【００３２】ステップＳ１０４ではウェハＷ上に既に形
成されているパターンのマークを使用してやや荒い精度
でウェハＷのプリアライメントを行なう。即ち、図９に
示すように、ウェハＷ上の２箇所に形成されたプリアラ
イメントマークＷＡＭＬ，ＷＡＭＲをそれぞれ順にオフ
アクシススコープＯＳの下に移動させ、撮像された画像
から検出されたマークの位置と、その時のＸＹθステー
ジＸＹＳの位置座標からそれぞれのマークの位置を計測
し、ウェハ全体のずれ量を計測する。ウェハのずれ量
は、
成されているパターンのマークを使用してやや荒い精度
でウェハＷのプリアライメントを行なう。即ち、図９に
示すように、ウェハＷ上の２箇所に形成されたプリアラ
イメントマークＷＡＭＬ，ＷＡＭＲをそれぞれ順にオフ
アクシススコープＯＳの下に移動させ、撮像された画像
から検出されたマークの位置と、その時のＸＹθステー
ジＸＹＳの位置座標からそれぞれのマークの位置を計測
し、ウェハ全体のずれ量を計測する。ウェハのずれ量
は、
【００３３】
【外４】 というようにウェハ伸びや回転量を行列Ａで、ウェハシ
フト量をベクトルＳで記憶しておく。ここで、βｘ、β
ｙはウェハのＸおよびＹ方向の伸び率を表し、θｘ、θ
ｙはウェハのＸおよびＹ方向の回転方向のずれ量を表
し、Ｓｘ、ＳｙはＸおよびＹ方向のシフトずれ量を表
し、後のステップで参照する。ここでは、θの値が十分
小さいため、ｓｉｎ（θ）≒θ，ｃｏｓ（θ）≒１と表
現している。以降の式でも同様な近似を行なっている。
フト量をベクトルＳで記憶しておく。ここで、βｘ、β
ｙはウェハのＸおよびＹ方向の伸び率を表し、θｘ、θ
ｙはウェハのＸおよびＹ方向の回転方向のずれ量を表
し、Ｓｘ、ＳｙはＸおよびＹ方向のシフトずれ量を表
し、後のステップで参照する。ここでは、θの値が十分
小さいため、ｓｉｎ（θ）≒θ，ｃｏｓ（θ）≒１と表
現している。以降の式でも同様な近似を行なっている。
【００３４】但し、このステップでの計測では、ウェハ
上２マークの計測しかしないため、ウェハの回転方向の
ずれ量はＸ、Ｙ独立に求められないので、ウェハ全体の
回転誤差θを、 θｘ ＝ θｙ ＝ θ として記憶しておく。なお、この計測では、オフアクシ
ススコープＯＳの倍率を低倍率に切替え、広い範囲の視
野でマークを検知する。
上２マークの計測しかしないため、ウェハの回転方向の
ずれ量はＸ、Ｙ独立に求められないので、ウェハ全体の
回転誤差θを、 θｘ ＝ θｙ ＝ θ として記憶しておく。なお、この計測では、オフアクシ
ススコープＯＳの倍率を低倍率に切替え、広い範囲の視
野でマークを検知する。
【００３５】次に、ステップＳ１０５でウェハＷ上のシ
ョット配列および、チップローテーションを計測する。
ウェハ上に形成された各ショットパターンには図９に示
すようにショットの左右にアライメントマークＷＭＬ，
ＷＭＲがある。これらのマークのうちサンプルショット
としてあらかじめ指定されたショットのアライメントマ
ークを順々にオフアクシススコープＯＳの下に移動さ
せ、撮像された画像から検出されたマークの位置と、そ
の時のＸＹθステージＸＹＳの位置座標からそれぞれの
マークの位置を計測し、ウェハ全体のずれ量を計測す
る。なお、この時のオフアクシススコープＯＳの倍率は
高倍率に切替えておいてより精密な計測ができるように
しておく。
ョット配列および、チップローテーションを計測する。
ウェハ上に形成された各ショットパターンには図９に示
すようにショットの左右にアライメントマークＷＭＬ，
ＷＭＲがある。これらのマークのうちサンプルショット
としてあらかじめ指定されたショットのアライメントマ
ークを順々にオフアクシススコープＯＳの下に移動さ
せ、撮像された画像から検出されたマークの位置と、そ
の時のＸＹθステージＸＹＳの位置座標からそれぞれの
マークの位置を計測し、ウェハ全体のずれ量を計測す
る。なお、この時のオフアクシススコープＯＳの倍率は
高倍率に切替えておいてより精密な計測ができるように
しておく。
【００３６】ここで、予め指定されたサンプルショット
とは、たとえば図９のＳＳ１，ＳＳ３，ＳＳ５，ＳＳ７
で示すような複数のショットである。これらのショット
のアライメントマークのウェハ上での設計上の位置を、
とは、たとえば図９のＳＳ１，ＳＳ３，ＳＳ５，ＳＳ７
で示すような複数のショットである。これらのショット
のアライメントマークのウェハ上での設計上の位置を、
【００３７】
【外５】 というベクトルで表し、オフアクシススコープＯＳの位
置を、
置を、
【００３８】
【外６】 というベクトルで表した場合、そのマークを計測するた
めにＸＹθステージＸＹＳを移動する目標位置は、
めにＸＹθステージＸＹＳを移動する目標位置は、
【００３９】
【外７】 というベクトルで表される。
【００４０】このベクトルの位置Ｐに移動した場合、ア
ライメントマークはオフアクシススコープＯＳのほぼ中
央に見えることになり、そこで撮像された画像から検出
されたマークの位置と、その時のＸＹθステージＸＹＳ
の位置座標から各マークの位置を得る。そして、それら
の値を用いてウェハ全体のずれ量βｘ，βｙ，θｘ，θ
ｙ，Ｓｘ，Ｓｙの値を新たに求め直す。これは、先にス
テップＳ１０４で求めた行列ＡとベクトルＳを複数のマ
ーク計測と高倍率のオフアクシススコープを用いること
で更に精密に求めたことになる。
ライメントマークはオフアクシススコープＯＳのほぼ中
央に見えることになり、そこで撮像された画像から検出
されたマークの位置と、その時のＸＹθステージＸＹＳ
の位置座標から各マークの位置を得る。そして、それら
の値を用いてウェハ全体のずれ量βｘ，βｙ，θｘ，θ
ｙ，Ｓｘ，Ｓｙの値を新たに求め直す。これは、先にス
テップＳ１０４で求めた行列ＡとベクトルＳを複数のマ
ーク計測と高倍率のオフアクシススコープを用いること
で更に精密に求めたことになる。
【００４１】また、ｉ番目のサンプルショットの左右の
アライメントマークの計測値の差と左右マークの距離か
らｉ番目のチップローテーションの量を、
アライメントマークの計測値の差と左右マークの距離か
らｉ番目のチップローテーションの量を、
【００４２】
【外８】 と求め、さらに全サンプルショットの平均値として、
【００４３】
【外９】 を平均のチップローテーション量として記憶しておく。
次にステップＳ１０６でＸＹθステージＸＹＳを、 θｗ ＝ θｒ−θｘ だけθ方向に回転させ、ショット配列の向きをレチクル
ＲＴの向きに合わせる。
次にステップＳ１０６でＸＹθステージＸＹＳを、 θｗ ＝ θｒ−θｘ だけθ方向に回転させ、ショット配列の向きをレチクル
ＲＴの向きに合わせる。
【００４４】この場合、図１１（ａ）のように置かれた
ウェハは、図１１（ｂ）のように回転することになり、
既にウェハＷ上に形成されたパターンにチップローテー
ションがないと仮定できる場合には、レチクル投影像Ｒ
ＴＩとショットの向きが正確に一致したことになる。
ウェハは、図１１（ｂ）のように回転することになり、
既にウェハＷ上に形成されたパターンにチップローテー
ションがないと仮定できる場合には、レチクル投影像Ｒ
ＴＩとショットの向きが正確に一致したことになる。
【００４５】あるいはＸＹθステージＸＹＳを、 θｗ ＝ θｒ−（θｘ＋θｃ） だけ回転させ、各ショットの平均の向きをレチクルの向
きに合わせてもよい。この場合、ウェハＷは、図１１
（ｃ）のように回転することになり、既にウェハ上に形
成されたパターンにチップローテーションがある場合で
もレチクル投影像ＲＴＩとショットの向きが正確に一致
したことになる。
きに合わせてもよい。この場合、ウェハＷは、図１１
（ｃ）のように回転することになり、既にウェハ上に形
成されたパターンにチップローテーションがある場合で
もレチクル投影像ＲＴＩとショットの向きが正確に一致
したことになる。
【００４６】次に、ステップＳ１０７で、先にステップ
Ｓ１０５で行なったショット配列及びチップローテーシ
ョン計測を、計測するマーク数を増やしてさらに正確に
行なう。即ち、サンプルショットの数を例えば図９のＳ
Ｓ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４，ＳＳ５，ＳＳ６，ＳＳ
７，ＳＳ８のようにとり、各アライメントマークをステ
ップＳ１０５と同様に計測する。
Ｓ１０５で行なったショット配列及びチップローテーシ
ョン計測を、計測するマーク数を増やしてさらに正確に
行なう。即ち、サンプルショットの数を例えば図９のＳ
Ｓ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４，ＳＳ５，ＳＳ６，ＳＳ
７，ＳＳ８のようにとり、各アライメントマークをステ
ップＳ１０５と同様に計測する。
【００４７】ただし、ステップＳ１０５の時と比べ、こ
の時点ではＸＹθステージＸＹＳが回転しているため、
アライメントマークをオフアクシススコープＯＳの中央
に見えるように移動するためのＸＹθステージＸＹＳの
目標位置は、
の時点ではＸＹθステージＸＹＳが回転しているため、
アライメントマークをオフアクシススコープＯＳの中央
に見えるように移動するためのＸＹθステージＸＹＳの
目標位置は、
【００４８】
【外１０】 というベクトルで表される。このベクトルの位置に移動
した場合、アライメントマークはオフアクシススコープ
ＯＳのほぼ中央に見えることになり、そこで撮像された
画像から検出されたマークの位置と、その時のＸＹθス
テージＸＹＳの位置座標からそれぞれのマークの位置を
得る。
した場合、アライメントマークはオフアクシススコープ
ＯＳのほぼ中央に見えることになり、そこで撮像された
画像から検出されたマークの位置と、その時のＸＹθス
テージＸＹＳの位置座標からそれぞれのマークの位置を
得る。
【００４９】そして、それらの値からウェハ全体のずれ
量βｘ，βｙ，θｘ，θｙ，Ｓｘ，Ｓｙの値を新たに求
め直す。これは、先にステップＳ１０５で求めた行列Ａ
とベクトルＳを多数のマーク計測をすることで更に精密
に求めたことになる。また、ステップＳ１０６でＸＹθ
ステージＸＹＳを既に必要な回転量をほとんど回転させ
ているために、その回転によるアッベ誤差があったとし
てもこのステップの計測でそれが計測されることにな
る。また 平均のチップローテーション量θｃもステッ
プＳ１０５の説明と同様に求めておく。
量βｘ，βｙ，θｘ，θｙ，Ｓｘ，Ｓｙの値を新たに求
め直す。これは、先にステップＳ１０５で求めた行列Ａ
とベクトルＳを多数のマーク計測をすることで更に精密
に求めたことになる。また、ステップＳ１０６でＸＹθ
ステージＸＹＳを既に必要な回転量をほとんど回転させ
ているために、その回転によるアッベ誤差があったとし
てもこのステップの計測でそれが計測されることにな
る。また 平均のチップローテーション量θｃもステッ
プＳ１０５の説明と同様に求めておく。
【００５０】次にステップＳ１０８でステップＳ１０６
と同様にＸＹθステージＸＹＳを、 θｗ ＝ θｒ−θｘ だけ回転させ、図１１（ｂ）のようにショット配列の向
きをレチクルＲＴの向きに合わせる。あるいはＸＹθス
テージＸＹＳを、 θｗ ＝ θｒ−（θｘ＋θｃ） だけ回転させ、図１１（ｃ）のように各ショットの平均
の向きをレチクルの向きに合わせる。
と同様にＸＹθステージＸＹＳを、 θｗ ＝ θｒ−θｘ だけ回転させ、図１１（ｂ）のようにショット配列の向
きをレチクルＲＴの向きに合わせる。あるいはＸＹθス
テージＸＹＳを、 θｗ ＝ θｒ−（θｘ＋θｃ） だけ回転させ、図１１（ｃ）のように各ショットの平均
の向きをレチクルの向きに合わせる。
【００５１】次にステップＳ１０９〜Ｓ１１１におい
て、ステップアンドリピート方式でウェハＷ上にレチク
ルＲＴ上の回路パターンを露光転写していく。即ち、ス
テップＳ１０９で、予めコンソールＣＳで決められてい
たショット配列の情報からｉ番目のショットのウェハ上
の位置座標Ｄｉｘ，Ｄｉｙを得、ステップＳ１０７で計
測された行列Ａ、ベクトルＳの値からＸＹθステージＸ
ＹＳの移動目標ベクトルＥｉを、
て、ステップアンドリピート方式でウェハＷ上にレチク
ルＲＴ上の回路パターンを露光転写していく。即ち、ス
テップＳ１０９で、予めコンソールＣＳで決められてい
たショット配列の情報からｉ番目のショットのウェハ上
の位置座標Ｄｉｘ，Ｄｉｙを得、ステップＳ１０７で計
測された行列Ａ、ベクトルＳの値からＸＹθステージＸ
ＹＳの移動目標ベクトルＥｉを、
【００５２】
【外１１】 のようにもとめ、その位置にＸＹθステージＸＹＳを移
動する。即ち、ＸＹθステージＸＹＳは、そのＸＹ方向
の位置がウエハＷ上のショット配列のθ方向（Ｚ軸回
り）の回転誤差に基づいて設計上のショット配列を補正
演算した位置となるようにステップアンドリピート方式
で移動することになる。
動する。即ち、ＸＹθステージＸＹＳは、そのＸＹ方向
の位置がウエハＷ上のショット配列のθ方向（Ｚ軸回
り）の回転誤差に基づいて設計上のショット配列を補正
演算した位置となるようにステップアンドリピート方式
で移動することになる。
【００５３】ステップＳ１１０で、露光シャッタＳＨＴ
を開閉してレチクルＲＴ上のパターンを投影レンズＬＮ
を介してウェハＷ上に露光転写する。そして、ステップ
Ｓ１１１の判定で、このウェハ上の最後のショットの露
光が終了したと判定されるまで、ステップＳ００９〜Ｓ
１１１を繰り返す。また、ステップＳ１１２で露光転写
の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構によって
ウェハステージＷＳ上から搬出し、Ｓ１１３の判定で処
理すべき全てのウェハの露光転写が終了したと判定され
るまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１１３を繰り返す。
を開閉してレチクルＲＴ上のパターンを投影レンズＬＮ
を介してウェハＷ上に露光転写する。そして、ステップ
Ｓ１１１の判定で、このウェハ上の最後のショットの露
光が終了したと判定されるまで、ステップＳ００９〜Ｓ
１１１を繰り返す。また、ステップＳ１１２で露光転写
の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構によって
ウェハステージＷＳ上から搬出し、Ｓ１１３の判定で処
理すべき全てのウェハの露光転写が終了したと判定され
るまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１１３を繰り返す。
【００５４】なお、ステップＳ１１３の判定で、まだ処
理すべきウェハがあると判定された場合、各ウェハ毎あ
るいは何枚かのウェハ毎に確認のためステップＳ１０２
に戻りレチクルＲＴの位置変動を確認、補正しても良
い。以上のようにして、既にパターンが形成されている
ウェハにチップローテーションなく新たなパターンを重
ねて転写することができる。
理すべきウェハがあると判定された場合、各ウェハ毎あ
るいは何枚かのウェハ毎に確認のためステップＳ１０２
に戻りレチクルＲＴの位置変動を確認、補正しても良
い。以上のようにして、既にパターンが形成されている
ウェハにチップローテーションなく新たなパターンを重
ねて転写することができる。
【００５５】次に、複数枚のレチクルを使ってチップロ
ーテーションのないショット配列をまだパターンの形成
されていないウェハＷ上に形成する手順を、図７に示し
たフローチャートを用いて説明する。
ーテーションのないショット配列をまだパターンの形成
されていないウェハＷ上に形成する手順を、図７に示し
たフローチャートを用いて説明する。
【００５６】先ずステップＳ２０１では、図５のステッ
プＳ００３と同様にウェハＷをウェハステージＷＳ上に
送り込み、ウェハステージＷＳ上に吸着固定する。次に
ステップＳ２０２では、図５のステップＳ００１と同様
にレチクルＲＴをレチクルステージＲＳ上に搬入し、吸
着保持する。ステップＳ２０３では図５のステップＳ０
０２と同様にレチクルＲＴの位置合わせと位置ずれを計
測し、最終結果からレチクルＲＴの中心位置ベクトルＲ
と軸方位θｒを記憶しておく。
プＳ００３と同様にウェハＷをウェハステージＷＳ上に
送り込み、ウェハステージＷＳ上に吸着固定する。次に
ステップＳ２０２では、図５のステップＳ００１と同様
にレチクルＲＴをレチクルステージＲＳ上に搬入し、吸
着保持する。ステップＳ２０３では図５のステップＳ０
０２と同様にレチクルＲＴの位置合わせと位置ずれを計
測し、最終結果からレチクルＲＴの中心位置ベクトルＲ
と軸方位θｒを記憶しておく。
【００５７】そして、ステップＳ２０４において、ＸＹ
θステージＸＹＳをステップＳ２０３で計測したθｒだ
け回転する。この動作により、図１０に示すようにＸＹ
θステージＸＹＳのＸ方向あるいはＹ方向の移動軸はレ
チクルＲＴの投影像ＲＴＩのＸ方向あるいはＹ方向軸と
正確に一致したことになる。
θステージＸＹＳをステップＳ２０３で計測したθｒだ
け回転する。この動作により、図１０に示すようにＸＹ
θステージＸＹＳのＸ方向あるいはＹ方向の移動軸はレ
チクルＲＴの投影像ＲＴＩのＸ方向あるいはＹ方向軸と
正確に一致したことになる。
【００５８】次に、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７におい
て、ステップＳ２０３でセットしたレチクルＲＴのパタ
ーンをステップアンドリピート方式でウェハＷに露光転
写して行く。即ち、ステップＳ２０５で予めコンソール
ＣＳで決められていた設計上のショット配列の情報から
ｉ番目のショットのウェハ上の位置座標Ｄｉｘ，Ｄｉｙ
を得、
て、ステップＳ２０３でセットしたレチクルＲＴのパタ
ーンをステップアンドリピート方式でウェハＷに露光転
写して行く。即ち、ステップＳ２０５で予めコンソール
ＣＳで決められていた設計上のショット配列の情報から
ｉ番目のショットのウェハ上の位置座標Ｄｉｘ，Ｄｉｙ
を得、
【００５９】
【外１２】 のベクトルで表される位置ＥｉにＸＹθステージＸＹＳ
を移動する。次にステップＳ２０６で、露光シャッタＳ
ＨＴを開閉してレチクルＲＴ上のパターンを投影レンズ
ＬＮを介してウェハＷＦ上に露光転写する。そして、ス
テップＳ２０７の判定で、ステップＳ２０３でセットし
たレチクルのパターンを転写するべき領域のショットの
露光が終了したと判定されるまで、ステップＳ２０５〜
Ｓ２０７を繰り返す。
を移動する。次にステップＳ２０６で、露光シャッタＳ
ＨＴを開閉してレチクルＲＴ上のパターンを投影レンズ
ＬＮを介してウェハＷＦ上に露光転写する。そして、ス
テップＳ２０７の判定で、ステップＳ２０３でセットし
たレチクルのパターンを転写するべき領域のショットの
露光が終了したと判定されるまで、ステップＳ２０５〜
Ｓ２０７を繰り返す。
【００６０】次にステップＳ２０８の判定で、このウェ
ハの全てのショット領域のパターン転写が終了したかを
判断し、まだ他のレチクルを使用してパターン転写する
べき領域がある場合はステップＳ２０２に戻り、レチク
ルセットをし直して、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８を繰
り返す。
ハの全てのショット領域のパターン転写が終了したかを
判断し、まだ他のレチクルを使用してパターン転写する
べき領域がある場合はステップＳ２０２に戻り、レチク
ルセットをし直して、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８を繰
り返す。
【００６１】このウェハの全てのパターン転写領域を転
写終了したと判断された場合は、ステップＳ２０９で露
光転写の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構に
よってウェハステージＷＳ上から搬出し、Ｓ２１０の判
定で処理すべき全てのウェハの露光転写が終了したと判
定されるまで、ステップＳ２０１〜Ｓ２１０を繰り返
す。以上のようにして、まだパターンの形成されていな
いウェハ上に、複数のレチクルを使用してもチップロー
テーションのないショット配列を形成することができ
る。
写終了したと判断された場合は、ステップＳ２０９で露
光転写の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構に
よってウェハステージＷＳ上から搬出し、Ｓ２１０の判
定で処理すべき全てのウェハの露光転写が終了したと判
定されるまで、ステップＳ２０１〜Ｓ２１０を繰り返
す。以上のようにして、まだパターンの形成されていな
いウェハ上に、複数のレチクルを使用してもチップロー
テーションのないショット配列を形成することができ
る。
【００６２】次に、既にパターンが形成されているウェ
ハに複数枚のレチクルを使って新たなパターンを重ねて
転写する手順を図８のフローチャートを用いて説明す
る。先ずステップＳ３０１では、図５のステップＳ００
３と同様にウェハＷをウェハステージＷＳ上に送り込
み、ウェハステージＷＳ上に吸着固定する。ステップＳ
３０２では、図５のステップＳ００１と同様にレチクル
ＲＴをレチクルステージＲＳ上に搬入し、吸着保持す
る。ステップＳ３０３では、図５のステップＳ００２と
同様にレチクルＲＴの位置合わせと位置ずれを計測し、
最終結果からレチクルＲＴの中心位置ベクトルＲと軸方
位θｒを記憶しておく。
ハに複数枚のレチクルを使って新たなパターンを重ねて
転写する手順を図８のフローチャートを用いて説明す
る。先ずステップＳ３０１では、図５のステップＳ００
３と同様にウェハＷをウェハステージＷＳ上に送り込
み、ウェハステージＷＳ上に吸着固定する。ステップＳ
３０２では、図５のステップＳ００１と同様にレチクル
ＲＴをレチクルステージＲＳ上に搬入し、吸着保持す
る。ステップＳ３０３では、図５のステップＳ００２と
同様にレチクルＲＴの位置合わせと位置ずれを計測し、
最終結果からレチクルＲＴの中心位置ベクトルＲと軸方
位θｒを記憶しておく。
【００６３】次にステップＳ３０４の判定で、既にこの
ウェハでアライメントが済んでいるかを判定し、既に済
んでいればステップＳ３０９まで処理を飛ばす。まだで
あればステップＳ３０５以降に進む。ステップＳ３０５
〜Ｓ３０８では、図６のステップＳ１０４〜Ｓ１０７と
同様の処理でウェハアライメント計測を行なう。ステッ
プＳ３０９では、図６のステップＳ１０８と同様にＸＹ
θステージＸＹＳを回転させ、図１１（ｂ）のようにシ
ョット配列の向きをレチクルＲＴの向きに合わせる。あ
るいは図１１（ｃ）のように各ショットの平均の向きを
レチクルＲＴの向きに合わせる。
ウェハでアライメントが済んでいるかを判定し、既に済
んでいればステップＳ３０９まで処理を飛ばす。まだで
あればステップＳ３０５以降に進む。ステップＳ３０５
〜Ｓ３０８では、図６のステップＳ１０４〜Ｓ１０７と
同様の処理でウェハアライメント計測を行なう。ステッ
プＳ３０９では、図６のステップＳ１０８と同様にＸＹ
θステージＸＹＳを回転させ、図１１（ｂ）のようにシ
ョット配列の向きをレチクルＲＴの向きに合わせる。あ
るいは図１１（ｃ）のように各ショットの平均の向きを
レチクルＲＴの向きに合わせる。
【００６４】次にステップＳ３１０〜Ｓ３１２では、図
６のステップＳ１０９〜Ｓ１１１と同様にステップＳ３
０３でセットしたレチクルＲＴのパターンをステップア
ンドリピート方式でウェハＷ上に露光転写していく。ス
テップＳ３１３の判定で、このウェハの全てのショット
領域のパターン転写が終了したかを判断し、まだ他のレ
チクルを使用してパターン転写するべき領域がある場合
はステップＳ３０２に戻り、レチクルセットをし直して
ステップＳ３０２〜Ｓ３１３を繰り返す。
６のステップＳ１０９〜Ｓ１１１と同様にステップＳ３
０３でセットしたレチクルＲＴのパターンをステップア
ンドリピート方式でウェハＷ上に露光転写していく。ス
テップＳ３１３の判定で、このウェハの全てのショット
領域のパターン転写が終了したかを判断し、まだ他のレ
チクルを使用してパターン転写するべき領域がある場合
はステップＳ３０２に戻り、レチクルセットをし直して
ステップＳ３０２〜Ｓ３１３を繰り返す。
【００６５】このウェハの全てのパターン転写領域を転
写終了したと判断された場合は、ステップＳ３１４で露
光転写の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構に
よってウェハステージＷＳ上から搬出し、ステップＳ３
１５の判定で処理すべき全てのウェハの露光転写が終了
したと判定されるまで、ステップＳ３０１〜Ｓ３１５を
繰り返す。以上のようにして、既にパターンが形成され
ているウェハ上に複数のレチクルを使用してチップロー
テーションなく新たなパターンを重ねて転写することが
できる。
写終了したと判断された場合は、ステップＳ３１４で露
光転写の終了したウェハＷを不図示の搬出ハンド機構に
よってウェハステージＷＳ上から搬出し、ステップＳ３
１５の判定で処理すべき全てのウェハの露光転写が終了
したと判定されるまで、ステップＳ３０１〜Ｓ３１５を
繰り返す。以上のようにして、既にパターンが形成され
ているウェハ上に複数のレチクルを使用してチップロー
テーションなく新たなパターンを重ねて転写することが
できる。
【００６６】なお、図８の実施例において、ステップＳ
３０４の判定で、このウェハでアライメントが済んでい
るかを判定し、既に済んでいればステップＳ３０９まで
処理を飛ばすようにしていたが、各レチクルの使用領域
毎にアライメント（ステップＳ３０５〜Ｓ３０９）を行
なうようにしても良い。
３０４の判定で、このウェハでアライメントが済んでい
るかを判定し、既に済んでいればステップＳ３０９まで
処理を飛ばすようにしていたが、各レチクルの使用領域
毎にアライメント（ステップＳ３０５〜Ｓ３０９）を行
なうようにしても良い。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板ステージのθ方向の位置を高精度なレーザ干渉計を
用いて制御し、原板の向きに基づいて基板ステージの軸
方位を変化させることができ、且つ該基板ステージの軸
方位の変化に応じた該基板ステージのＸＹ方向の移動量
を演算し、補正することができるので、ステップアンド
リピートタイプの半導体製造装置においても、チップロ
ーテーションや配列誤差のないパターン列を基板上に形
成することができる。
基板ステージのθ方向の位置を高精度なレーザ干渉計を
用いて制御し、原板の向きに基づいて基板ステージの軸
方位を変化させることができ、且つ該基板ステージの軸
方位の変化に応じた該基板ステージのＸＹ方向の移動量
を演算し、補正することができるので、ステップアンド
リピートタイプの半導体製造装置においても、チップロ
ーテーションや配列誤差のないパターン列を基板上に形
成することができる。
【図１】本発明の一実施例に係るステップアンドリピー
トタイプの半導体製造用露光装置の構成を示す斜視図。
トタイプの半導体製造用露光装置の構成を示す斜視図。
【図２】本実施例のＸＹθステージを示す平面図。
【図３】ウエハ上でチップローテーションがない状態と
ある状態を示す説明図。
ある状態を示す説明図。
【図４】複数のレチクルを使用してパターン転写したウ
ェハでのチップローテーションのない状態とある状態を
示す説明図。
ェハでのチップローテーションのない状態とある状態を
示す説明図。
【図５】本実施例のパターン転写シーケンスを示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図６】本実施例の他のパターン転写シーケンスを示す
フローチャート。
フローチャート。
【図７】本実施例の更に他のパターン転写シーケンスを
示すフローチャート。
示すフローチャート。
【図８】本実施例の更に他のパターン転写シーケンスを
示すフローチャート。
示すフローチャート。
【図９】ウェハ上のアライメントマークとサンプルショ
ットの説明図。
ットの説明図。
【図１０】チップローテーション補正の説明図。
【図１１】チップローテーション補正の他の例の説明
図。
図。
Ｗ ウエハ ＲＴ レチクル ＲＳ レチクルステージ ＲＡＭＲ，ＲＡＭＬ レチクルアライメントマーク ＲＳＭＲ，ＲＳＭＬ レチクルセットマーク ＲＭＲ，ＲＭＬ レチクルマーク ＡＭＲ，ＡＭＬ マーク観察ミラー ＣＭ 撮像装置 ＬＮ 投影レンズ ＸＹＳ ＸＹθステージ ＩＦＸ，ＩＦＹ，ＩＦθ レーザ干渉計 ＭＸ，ＭＹ，Ｍθ モータ ＯＳ オフアクシススコープ ＣＵ 制御ユニット ＣＳ コンソール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/22
Claims (10)
- 【請求項１】 原板上のパターンを基板上の各ショット
に順に露光転写する半導体製造方法において、原板ステ
ージに前記原板を保持する原板保持ステップと、Ｘ及び
Ｙ軸方向に移動すると共にＺ軸回りに回転し、そのＸ及
びＹ軸方向の位置とＺ軸回りの回転方向の位置がレーザ
干渉計を介して計測される基板ステージに前記基板を保
持する基板保持ステップと、前記原板ステージ上の前記
原板のＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸回りの回転方向を検出す
る検出ステップと、前記レーザ干渉計の計測出力を利用
しながら前記検出ステップの検出出力に応じて前記基板
ステージをＺ軸回りに回転駆動する回転駆動ステップ
と、前記回転駆動に応じた前記基板ステージのＸＹ方向
の移動量を演算した後に、該移動量に基づいて前記基板
ステージを前記レーザ干渉計の計測出力を利用しながら
ステップアンドリピート方式で移動させて前記原板上の
パターンを前記基板の各ショットに順に露光転写させる
ステップを有することを特徴とする半導体製造方法。 - 【請求項２】 前記回転駆動ステップにおいて、前記基
板ステージは前記基板ステージのＸ軸あるいはＹ軸のＺ
軸回りの回転方向が前記原板のＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸
回りの回転方向と実質的に等しくなるようにＺ軸回りに
回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の半導体
製造方法。 - 【請求項３】 前記露光転写ステップにおいて、前記基
板ステージはそのＸＹ方向の位置が設計上のショット配
列から求められた位置となるようにステップアンドリピ
ート方式で移動することを特徴とする請求項２に記載の
半導体製造方法。 - 【請求項４】 前記基板上のあるショットに第１原板上
のパターンを露光転写し、他のショットに第２原板上の
パターンを露光転写する際、前記原板保持ステップが実
行されるごとに前記検出ステップと前記回転駆動ステッ
プを実行することを特徴とする請求項３に記載の半導体
製造方法。 - 【請求項５】 前記検出ステップにおいて、更に前記基
板上のショット配列のＺ軸回りの回転誤差を検出し、前
記回転駆動ステップにおいて、前記基板ステージは前記
ショット配列のＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸回りの回転方向
が前記原板のＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸回りの回転方向と
実質的に等しくなるようにＺ軸回りに回転駆動すること
を特徴とする請求項１に記載の半導体製造方法。 - 【請求項６】 前記露光転写ステップにおいて、前記基
板ステージはそのＸＹ方向の位置が前記基板上のショッ
ト配列のＺ軸回りの回転誤差に基づいて設計上のショッ
ト配列を補正演算した位置となるようにステップアンド
リピート方式で移動することを特徴とする請求項５に記
載の半導体製造方法。 - 【請求項７】 前記基板上のあるショットに第１原板上
のパターンを露光転写し、他のショットに第２原板上の
パターンを露光転写する際、前記原板保持ステップが実
行されるごとに前記検出ステップと前記回転駆動ステッ
プを実行することを特徴とする請求項６に記載の半導体
製造方法。 - 【請求項８】 前記検出ステップにおいて、更に前記基
板上の各ショットの平均的なＺ軸回りの回転誤差を検出
し、前記回転駆動ステップにおいて、前記基板ステージ
は前記ショットの平均的なＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸回り
の回転方向が前記原板のＸ軸あるいはＹ軸のＺ軸回りの
回転方向と実質的に等しくなるようにＺ軸回りに回転駆
動することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造方
法。 - 【請求項９】 前記検出ステップにおいて、更に前記基
板上のショット配列のＺ軸回りの回転誤差を検出し、前
記露光転写ステップにおいて、前記基板ステージはその
ＸＹ方向の位置が前記基板上のショット配列のＺ軸回り
の回転誤差に基づいて設計上のショット配列を補正演算
した位置となるようにステップアンドリピート方式で移
動することを特徴とする請求項８に記載の半導体製造方
法。 - 【請求項１０】 前記基板上のあるショットに第１原板
上のパターンを露光転写し、他のショットに第２原板上
のパターンを露光転写する際、前記原板保持ステップが
実行されるごとに前記検出ステップと前記回転駆動ステ
ップを実行することを特徴とする請求項９に記載の半導
体製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130543A JP3005139B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 半導体製造方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130543A JP3005139B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 半導体製造方法 |
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|---|---|
| JPH06342747A JPH06342747A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3005139B2 true JP3005139B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=15036801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5130543A Expired - Lifetime JP3005139B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 半導体製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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-
1993
- 1993-06-01 JP JP5130543A patent/JP3005139B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-06-01 US US08/252,580 patent/US5563708A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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