JP3658142B2

JP3658142B2 - Measuring method and device manufacturing method

Info

Publication number: JP3658142B2
Application number: JP13296597A
Authority: JP
Inventors: 幸男山根
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2017-05-08
Also published as: JPH10308434A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決め装置を有する露光装置における位置決めに係るミラーの曲りのデータを得る計測方法、および当該露光装置を用いたデバイス製造方法に関し、特に半導体ウエハ、液晶表示パネル等の平板状の被露光体にパターンを形成し、さらには、半導体メモリや演算装置等の高密度集積回路チップを製造する際に、回路パターンの焼付けを行うべきウエハ等の被露光体の姿勢を的確に保持して高精度な露光を行うことができるようにすることに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、露光装置に使用される位置決め装置（通称、ＸＹステージ）においては、Ｘ、Ｙ軸に関し、それぞれレーザ光により位置決めを行うとともに、ヨーイング（回転）変動成分に関しては、その検出用として、例えばＸまたはＹ軸に平行にもう１本のレーザ光を使用して制御を行っている。つまり、このＸまたはＹ軸方向の１組（２本）のレーザ光が照射する２か所の照射点の位置の変動値によって、ＸＹ方向への移動時におけるヨーイング検出およびヨーイング制御を行っている。
【０００３】
ところが、このような位置決め装置においては、測長するための被測定面であるミラーの面精度の影響を受けてしまう。例えば、Ｘ方向にミラーの２か所にレーザ光を照射する場合、Ｘ方向への移動時は問題はないが、Ｙ方向への移動を行うと、ミラー面内でレーザの当たる位置が変化するため、ミラー面の曲り等の影響を受けて、正しいヨーイングの計測および制御を行うことができない。
【０００４】
そこで、従来は、参照用ミラーの面精度を高精度に仕上げて、ステージ上に変形がないように取り付ける等の工夫が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来技術によれば、高精度に仕上げた参照ミラーを変形を生じないように装置に取り付けるために、多大な時間を費やしている。その上、変形しないように取り付けたとしても０．０３μｍ程度の変形は残ってしまうため、正しい位置およびヨーイングの計測と制御を行うことができず、誤差が残ってしまうという問題がある。
【０００６】
図４は、図２に示すような半導体露光装置（通称、ステッパ）を用い、図３に示すようなショット配列で焼き付けたときの、ミラーに曲りがある場合の、実際に露光が行われたショットの配列の様子を示す。直線上に理想的に焼き付けられるべきショット位置を破線で示し、実際のショット位置を実線で示してある。Ｘ軸用ミラー１にＸ干渉計１１からのレーザビームを照射してＸ方向の位置制御を行いながら、Ｙ軸方向へ移動するときには、Ｘ軸用ミラー１の曲りと対照的な曲りを有する配列となる。
【０００７】
図５はＹ軸用ミラー２の曲りの影響を示す。同図に示すように、Ｙ軸用ミラー２にＹ干渉計１２およびＹａｗ干渉計１３からレーザビームを照射してヨーイングの制御を行う場合、ウエハ内の左右のショットでは回転成分が発生する。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、ミラーの曲りを考慮した高精度な位置決めを行えるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明に係る第１の計測方法は、被露光体を搭載し、ＸＹ平面内でＸ方向およびＹ方向に移動可能なＸＹテーブルと、前記ＸＹテーブルに固定されたＸ方向ミラーおよびＹ方向ミラーと、前記Ｘ方向ミラーおよびＹ方向ミラーにそれぞれＸ方向およびＹ方向からレーザ光を照射して照射点のＸ方向位置およびＹ方向位置を計測するＸ方向のレーザ測長手段およびＹ方向のレーザ測長手段と、前記ＸＹテーブルのＸ方向およびＹ方向の位置決めを行う位置決め手段と、前記ＸＹテーブルに搭載された被露光体と原板のパターンとのずれを該被露光体に設けられたマークを検出することによって検出する検出手段とを備え、前記Ｘ方向レーザ測長手段および前記Ｙ方向レーザ測長手段によってそれぞれ計測されたＸ方向位置およびＹ方向位置と、前記検出手段の検出結果と、あらかじめ計測された前記Ｘ方向ミラーおよびＹ方向ミラーの少なくとも一方の曲りのデータと、に基づいて前記位置決め手段により前記ＸＹテーブルの位置決めを行って前記原板のパターンを前記被露光体に露光する露光装置における前記曲がりのデータを得る計測方法において
前記ＸＹテーブルに搭載された被露光体の複数位置に第１の露光を行い、
前記第１の露光の後、前記被露光体の第１の現像を行い、
前記第１の現像後の前記被露光体を前記第１の露光時の配置からＸＹ平面内で１８０°回転させて前記ＸＹテーブルに搭載して前記被露光体の前記複数位置に関し第２の露光を行い、
前記第２の露光の後、前記被露光体の第２の現像を行い、
前記第２の現像後、前記複数位置のそれぞれに関し前記第１および第２の露光によりそれぞれ形成されたマークのずれを計測することにより、前記曲りのデータを得ることを特徴とする。
【００１１】
前記第１の計測方法において、前記露光装置は、前記Ｘ方向ミラーにレーザを照射して照射点のＸ方向位置を計測する第３のレーザ測長手段および前記Ｙ方向ミラーにレーザを照射して照射点のＹ方向位置を計測する第３のレーザ測長手段のいずれかを備え、前記位置決め手段は前記第３のレーザ測長手段による計測値にも基づいて前記ＸＹテーブルの位置決めを行うものであってもよい。
また、本発明に係るデバイス製造方法は、上述の計測方法により計測された前記曲りのデータを記憶した露光装置を用いて原板のパターンを被露光体に露光する工程を有することを特徴とする。
【００１２】
このように、Ｘ方向ミラーまたはＹ方向ミラーの曲りを考慮して被露光体の位置決めを行うことにより、ミラーの曲りに影響されない、高精度な位置決めが行われ、したがって高精度な露光が行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
好適な実施の形態においては、本発明に係る第１の計測方法は、被露光体を搭載し、ＸＹ平面内でＸ方向およびＹ方向に移動可能なＸＹテーブルと、前記ＸＹテーブルに固定されたＸ方向ミラーおよびＹ方向ミラーと、前記Ｘ方向ミラーおよびＹ方向ミラーにそれぞれＸ方向およびＹ方向からレーザ光を照射して照射点のＸ方向位置およびＹ方向位置を計測するＸ方向のレーザ測長手段およびＹ方向のレーザ測長手段と、前記ＸＹテーブルのＸ方向およびＹ方向の位置決めを行う位置決め手段と、前記ＸＹテーブルに搭載された被露光体と原板のパターンとのずれを該被露光体に設けられたマークを検出することによって検出する検出手段とを備え、前記Ｘ方向レーザ測長手段および前記Ｙ方向レーザ測長手段によってそれぞれ計測されたＸ方向位置およびＹ方向位置と、前記検出手段の検出結果と、あらかじめ計測された前記Ｘ方向ミラーおよびＹ方向ミラーの少なくとも一方の曲りのデータと、に基づいて前記位置決め手段により前記ＸＹテーブルの位置決めを行って前記原板のパターンを前記被露光体に露光する露光装置における前記曲がりのデータを得る計測方法において
前記ＸＹテーブルに搭載された被露光体の複数位置に第１の露光を行い、
前記第１の露光の後、前記被露光体の第１の現像を行い、
前記第１の現像後の前記被露光体を前記第１の露光時の配置からＸＹ平面内で１８０°回転させて前記ＸＹテーブルに搭載して前記被露光体の前記複数位置に関し第２の露光を行い、
前記第２の露光の後、前記被露光体の第２の現像を行い、
前記第２の現像後、前記複数位置のそれぞれに関し前記第１および第２の露光によりそれぞれ形成されたマークのずれを計測することにより、前記曲りのデータを得る。
【００１４】
また、前記計測方法の実施の形態において、前記露光装置は、前記Ｘ方向ミラーにレーザを照射して照射点のＸ方向位置を計測する第３のレーザ測長手段および前記Ｙ方向ミラーにレーザを照射して照射点のＹ方向位置を計測する第３のレーザ測長手段のいずれかを備え、前記位置決め手段は前記第３のレーザ測長手段による計測値にも基いて前記ＸＹテーブルの位置決めを行う。
【００１６】
また、本発明のデバイス製造方法の実施の形態は、前記計測方法の実施の形態により計測された前記曲りのデータを記憶した露光装置を用いて原板のパターンを被露光体に露光する工程を有する。
【００１７】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係るＸＹステージ装置を示す斜視図である。同図に示すように、この装置は、ウエハ３を搭載し、ＸＹ平面内でＸ方向およびＹ方向に移動可能なＸステージ５およびＹステージ６と、ＸＹステージ５、６に固定されたＸ用ミラー１およびＹ用ミラー２と、Ｘ用ミラー１およびＹ用ミラー２にそれぞれＸ方向およびＹ方向からレーザ光を照射して各照射点のＸ方向位置およびＹ方向位置を計測する不図示のＸ方向のレーザ測長手段およびＹ方向のレーザ測長手段と、これによって計測されるＸ方向位置およびＹ方向位置に基づいて前記ＸＹテーブルのＸ方向およびＹ方向の位置決めを行う位置決め制御手段とを備える。前記位置決め制御手段は、あらかじめ計測したＸ用ミラー１またはＹ用ミラー２の曲りを考慮してＸＹステージ５、６のＸ方向またはＹ方向の位置決めを行う。
【００１８】
この装置は、さらに、ＸＹ平面に平行な平面内で微動回転（θ回転）可能な微動ステージ４、およびＸ用ミラー１またはＹ用ミラー２にレーザを照射して照射点のＸ方向位置またはＹ方向位置を計測するもう１つのレーザ測長手段を備え、微動ステージ４はＸＹテーブル５、６上に設けられ、位置決め制御手段はＸ方向のレーザ測長手段またはＹ方向のレーザ測長手段と、前記もう１つのレーザ測長手段とによる計測値に基いて前記回転テーブルの回転方向の位置決めを行うとともに、その際においても、Ｘ用ミラー１またはＹ用ミラー２の曲りを考慮する。
【００１９】
図２はこのＸＹステージ装置が用いられるステッパである。このステッパは、ＸＹステージ装置の微動ステージ４上に搭載したウエハ３とレチクル２０のパターンとのずれをウエハ３に設けられたマークを投影レンズ２１を介して検出することによって検出する位置合せ用の検出系２２を備え、この検出結果に基づいて位置決め制御手段を介してウエハ３の位置決めを各ショットについて行い、レチクル２０のパターンをウエハ３に露光する。ウエハ３の粗い位置決めは、オフアクシス顕微鏡２３を用いて行われる。
【００２０】
この構成において、Ｘ用ミラー１およびＹ用ミラー２の曲りを計測するには、ウエハ３として曲り計測用のものを搭載し、そのウエハ３上の複数位置に露光を行い、その露光結果に基づいて前記位置決め装置のＸ方向ミラーまたはＹ方向ミラーの曲りを計測する。つまりまず、ウエハ３をレチクル２０のパターンとは１８０°反転させて微動ステージ４上に搭載して位置合せを行い、第１の露光をウエハ３上の複数位置に、図３に示すショットレイアウトで行う。次に、ウエハ３を現像してから、ウエハ３を正規位置で微動ステージ４上に搭載し、位置合せして、第２の露光を前記複数位置において（同一のショットレイアウトで）行う。その後、ウエハ３を現像し、前記複数位置のそれぞれに前記第１および第２の露光により形成された、ショット中心の重合せ検定用のマークのＸ、Ｙ方向のずれの測定を全ショットについて行う。
【００２１】
次に、測定データに対し、次の処理を行い、Ｘ用ミラー１およびＹ用ミラー２の曲がり成分を算出する。
【００２２】
▲１▼まず、レチクル２０とウエハ３との位置合せ誤差を除くための補正を行う。すなわち、ショットローテーションの成分、ＸＹ方向へのシフト成分、およびウエハローテーション成分による誤差を除く。
【００２３】
▲２▼次に、最小自乗近似により、曲がり成分をｎ次近似式により抽出する。
算出はＸ軸、Ｙ軸方向のそれぞれについて行い、この値を補正値として記憶しておき、これを考慮して、装置は各ステージのＸ、Ｙ及びθ回転の位置決めを行う。
【００２４】
他の実施例として、ウエハ３の代わりに位置が既知の複数のマークを設けた基準ウエハを前記ＸＹステージ装置に搭載し、そのマークを検出系２２によって検出することにより、Ｘ用ミラー１またはＹ用ミラー２の曲りを計測することもできる。
【００２５】
すなわち、格子状に描画した位置が既知の複数のマークを各ショット位置に有する基準ウエハを前記ステッパの微動ステージ４上に搭載し、基準ウエハとレチクル２０との位置合せ（アライメント）を行い、その後、ステップ＆リピート動作により露光する代わりに各ショット位置について検出系２２を用いてマークを検出することにより、レイチクル２０と基準ウエハとのずれを計測する。そして各ショットについての計測結果と、基準ウエハについての補正値とに基づいて各ミラーの曲がり成分を最小自乗近似して算出する。
【００２６】
次に、このステッパを利用することができるデバイス製造例を説明する。図６は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ３１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ３２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ３４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ３５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ３４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ３６（検査）では、ステップ３５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ３７）する。
【００２７】
図７は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ４１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ４２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ４３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ４４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ４５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ４６（露光）では、上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ４７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ４８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ４９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによってウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００２８】
本実施形態の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストで製造することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ミラーの曲りを考慮した高精度な位置決めを行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るＸＹステージ装置を示す外観図である。
【図２】図１の装置が用いられるステッパの概念図である。
【図３】図２のステッパにおいて露光されるウエハのショットレイアウトの一例を示す図である。
【図４】参照ミラーの曲がりの影響（Ｘ、Ｙ方向の位置ずれ）を示す該略図である。
【図５】参照ミラーの曲がりのヨーイング制御への影響（回転ずれ）を示す概略図である。
【図６】図２のステッパにより製造し得る微小デバイスの製造の流れを示すフローチャートである。
【図７】図６におけるウエハプロセスの詳細な流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：Ｘ制御用参照ミラー、２：Ｙ制御用参照ミラー、３：ウエハ、４：微動ステージ、５：Ｘステージ、６：Ｙステージ、７：Ｘステージ用リニアモータ、８：Ｙステージ用リニアモータ、１０：ウエハステージ、２０：レチクル、２１：投影レンズ、２２：検出系、２３：オフアクシス顕微鏡。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a measuring method for obtaining the data of the curvature of the mirror according to the positioning in an exposure apparatus having a positioning device, and to a device manufacturing method had use the exposure device, in particular a semiconductor wafer, plate-shaped object to be exposed such as a liquid crystal display panel When manufacturing a high-density integrated circuit chip such as a semiconductor memory or a computing device, the posture of an object to be exposed such as a wafer on which a circuit pattern is to be printed is accurately maintained and high. The present invention relates to enabling accurate exposure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a positioning device (commonly known as an XY stage) used in an exposure apparatus, positioning is performed with respect to the X and Y axes, respectively, with a laser beam, and a yawing (rotation) fluctuation component is detected, for example, as X Alternatively, control is performed using another laser beam parallel to the Y axis. That is, yawing detection and yawing control during movement in the XY direction are performed based on the fluctuation values of the positions of the two irradiation points irradiated with one set (two) of laser beams in the X or Y axis direction. .
[0003]
However, in such a positioning device, it is affected by the surface accuracy of a mirror that is a surface to be measured for length measurement. For example, when irradiating laser light at two locations in the X direction, there is no problem when moving in the X direction, but when moving in the Y direction, the position where the laser hits in the mirror plane changes. Therefore, correct yawing measurement and control cannot be performed under the influence of the curvature of the mirror surface.
[0004]
Therefore, conventionally, it is necessary to devise such that the surface accuracy of the reference mirror is finished with high accuracy and mounted on the stage so as not to be deformed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to such a conventional technique, it takes a lot of time to attach the reference mirror finished with high accuracy to the apparatus so as not to be deformed. In addition, even if it is attached so as not to be deformed, the deformation of about 0.03 μm remains, so that there is a problem that the correct position and yawing cannot be measured and controlled, and an error remains.
[0006]
FIG. 4 shows an actual exposure when a mirror is bent when a semiconductor exposure apparatus (commonly called a stepper) as shown in FIG. 2 is used and a shot arrangement as shown in FIG. 3 is used for printing. Shows how shots are arranged. A shot position that should be ideally burned on a straight line is indicated by a broken line, and an actual shot position is indicated by a solid line. When moving in the Y-axis direction while controlling the position in the X direction by irradiating the X-axis mirror 1 with the laser beam from the X interferometer 11, an array having a bending contrasting with the bending of the X-axis mirror 1 It becomes.
[0007]
FIG. 5 shows the influence of the bending of the Y-axis mirror 2. As shown in the figure, when the yaw control is performed by irradiating the Y-axis mirror 2 with a laser beam from the Y interferometer 12 and the Yaw interferometer 13, rotational components are generated in the left and right shots in the wafer.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of such problems of the prior art, is to make it perform a high-precision positioning in consideration of the bending of the mirror.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a first measurement method according to the present invention includes an XY table mounted with an object to be exposed and movable in the X direction and the Y direction within an XY plane, and an X direction fixed to the XY table. An X-direction laser length measuring means for irradiating the X-direction mirror and the Y-direction mirror with laser light from the X-direction and the Y-direction, respectively, and measuring the X-direction position and the Y-direction position of the irradiation point; A laser measuring unit in the Y direction, a positioning unit for positioning the XY table in the X direction and the Y direction, and a deviation between the exposure object mounted on the XY table and the pattern of the original plate are provided in the exposure object. Detection means for detecting the detected mark, and the X direction position measured by the X direction laser length measurement means and the Y direction laser length measurement means, respectively. Positioning the XY table by the positioning means based on the position and the Y-direction position, the detection result of the detection means, and the data of at least one of the bending of the X-direction mirror and the Y-direction mirror measured in advance. In the measurement method for obtaining the bending data in the exposure apparatus that exposes the pattern of the original plate to the object to be exposed
First exposure is performed on a plurality of positions of the exposure object mounted on the XY table,
After the first exposure, a first development of the object to be exposed is performed,
The exposure object after the first development is rotated by 180 ° in the XY plane from the arrangement at the time of the first exposure and mounted on the XY table, and the second exposure is performed with respect to the plurality of positions of the exposure object. And
After the second exposure, a second development of the object to be exposed is performed,
After the second development, the bending data is obtained by measuring a deviation of marks formed by the first and second exposures for each of the plurality of positions.
[0011]
In the first measurement method, the exposure apparatus, by irradiating a laser to the third laser length-measuring unit and the Y-direction mirror for measuring the X-direction position of the irradiation point by irradiating a laser beam to the X-direction mirror One of the third laser length measuring means for measuring the Y-direction position of the irradiation point is provided, and the positioning means positions the XY table on the basis of the measurement value by the third laser length measuring means. There may be.
In addition, the device manufacturing method according to the present invention includes a step of exposing the pattern of the original plate to the object to be exposed using an exposure apparatus that stores the bending data measured by the above-described measurement method.
[0012]
Thus, by positioning the object to be exposed in consideration of the bending of the X-direction mirror or the Y-direction mirror, high-accuracy positioning is performed without being affected by the bending of the mirror, and thus high-precision exposure is performed. .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In a preferred embodiment, the first measurement method according to the present invention includes: An XY table mounted with an object to be exposed and movable in the X and Y directions in the XY plane, an X direction mirror and a Y direction mirror fixed to the XY table, and the X direction mirror and the Y direction mirror, respectively X direction laser length measuring means and Y direction laser length measuring means for irradiating laser light from the X direction and Y direction to measure the X direction position and Y direction position of the irradiation point, and the X direction and Y direction of the XY table Positioning means for positioning in the direction, and detection means for detecting a deviation between the exposure object mounted on the XY table and the pattern of the original plate by detecting a mark provided on the exposure object, X-direction position and Y-direction position respectively measured by the X-direction laser length measurement means and the Y-direction laser length measurement means, the detection result of the detection means, Exposure for positioning the XY table by the positioning means based on the measured data of the bending of at least one of the X-direction mirror and the Y-direction mirror to expose the pattern of the original plate on the object to be exposed In a measuring method for obtaining the bending data in an apparatus
First exposure is performed on a plurality of positions of the exposure object mounted on the XY table,
After the first exposure, a first development of the object to be exposed is performed,
The exposure object after the first development is rotated by 180 ° in the XY plane from the arrangement at the time of the first exposure and mounted on the XY table, and the second exposure is performed with respect to the plurality of positions of the exposure object. And
After the second exposure, a second development of the object to be exposed is performed,
After the second development, the bending data is obtained by measuring the deviation of the marks formed by the first and second exposures for each of the plurality of positions.
[0014]
In the embodiment of the measuring method, the exposure apparatus irradiates the X direction mirror with a laser to measure the X direction position of the irradiation point, and a laser to the Y direction mirror. One of the third laser length measuring means for irradiating and measuring the position of the irradiation point in the Y direction is provided, and the positioning means positions the XY table based on the measurement value by the third laser length measuring means. Do.
[0016]
In addition, an embodiment of the device manufacturing method of the present invention includes a step of exposing a pattern of an original plate to an object to be exposed using an exposure apparatus that stores the bending data measured by the embodiment of the measuring method. .
[0017]
【Example】
FIG. 1 is a perspective view showing an XY stage apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this apparatus has an X stage 5 and a Y stage 6 mounted with a wafer 3 and movable in the X and Y directions in the XY plane, and an X stage fixed to the XY stages 5 and 6. A laser beam is applied to the mirror 1 and the Y mirror 2 and the X mirror 1 and the Y mirror 2 from the X direction and the Y direction, respectively, and the X direction position and the Y direction position of each irradiation point are measured. Direction laser length measuring means and Y direction laser length measuring means, and positioning control means for positioning the XY table in the X direction and Y direction based on the X direction position and Y direction position measured thereby. . The positioning control means positions the XY stages 5 and 6 in the X direction or the Y direction in consideration of the bending of the X mirror 1 or the Y mirror 2 measured in advance.
[0018]
This apparatus further irradiates the fine movement stage 4 that can be finely rotated (θ rotation) in a plane parallel to the XY plane, and the X mirror 1 or the Y mirror 2 with a laser, thereby irradiating the X direction position of the irradiation point or Y Another laser length measuring means for measuring the direction position is provided, the fine movement stage 4 is provided on the XY tables 5 and 6, and the positioning control means is a laser length measuring means in the X direction or a laser length measuring means in the Y direction, Positioning of the rotary table in the rotational direction is performed based on a measurement value obtained by the other laser length measuring means, and also the bending of the X mirror 1 or the Y mirror 2 is taken into consideration at this time.
[0019]
FIG. 2 shows a stepper in which this XY stage apparatus is used. This stepper is used for alignment to detect a deviation between the pattern of the wafer 3 mounted on the fine movement stage 4 of the XY stage apparatus and the reticle 20 by detecting a mark provided on the wafer 3 through the projection lens 21. A detection system 22 is provided, and the wafer 3 is positioned for each shot via the positioning control means based on the detection result, and the pattern of the reticle 20 is exposed on the wafer 3. The rough positioning of the wafer 3 is performed using the off-axis microscope 23.
[0020]
In this configuration, in order to measure the bending of the X mirror 1 and the Y mirror 2, a wafer 3 for bending measurement is mounted, exposure is performed on a plurality of positions on the wafer 3, and the results are obtained. Then, the bending of the X direction mirror or the Y direction mirror of the positioning device is measured. That is, first, the wafer 3 is reversed 180 ° from the pattern of the reticle 20 and mounted on the fine movement stage 4 for alignment, and the first exposure is performed at a plurality of positions on the wafer 3 with the shot layout shown in FIG. Do. Next, after developing the wafer 3, the wafer 3 is mounted on the fine movement stage 4 at a regular position, aligned, and subjected to second exposure at the plurality of positions (with the same shot layout). Thereafter, the wafer 3 is developed, and the deviations in the X and Y directions of the mark for superimposition test at the center of the shot formed at the plurality of positions by the first and second exposures are measured for all shots. .
[0021]
Next, the following processing is performed on the measurement data, and bending components of the X mirror 1 and the Y mirror 2 are calculated.
[0022]
{Circle around (1)} First, correction is performed to eliminate an alignment error between the reticle 20 and the wafer 3. That is, errors due to the shot rotation component, the shift component in the XY direction, and the wafer rotation component are excluded.
[0023]
(2) Next, a bending component is extracted by an nth-order approximation expression by least square approximation.
The calculation is performed for each of the X-axis and Y-axis directions, and this value is stored as a correction value. Taking this into account, the apparatus positions the X, Y, and θ rotations of each stage.
[0024]
As another embodiment, a reference wafer provided with a plurality of marks whose positions are known instead of the wafer 3 is mounted on the XY stage device, and the marks are detected by the detection system 22, whereby the X mirror 1 or Y The bending of the mirror 2 can also be measured.
[0025]
That is, a reference wafer having a plurality of marks whose positions drawn in a grid pattern are known at each shot position is mounted on the fine movement stage 4 of the stepper, and alignment (alignment) between the reference wafer and the reticle 20 is performed. Instead of performing the exposure by the step & repeat operation, the deviation between the reticle 20 and the reference wafer is measured by detecting the mark using the detection system 22 for each shot position. Then, the bending component of each mirror is calculated by least square approximation based on the measurement result for each shot and the correction value for the reference wafer.
[0026]
Next, device manufacturing examples that can use this stepper will be described. FIG. 6 shows a manufacturing flow of a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). In step 31 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 32 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. On the other hand, in step 33 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 34 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 35 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 34, and is a process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), or the like. including. In step 36 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device fabricated in step 35 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 37).
[0027]
FIG. 7 shows a detailed flow of the wafer process. In step 41 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 42 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 43 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 44 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 45 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 46 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed on the wafer by exposure using the exposure apparatus described above. In step 47 (development), the exposed wafer is developed. In step 48 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 49 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
[0028]
By using the manufacturing method of the present embodiment, a highly integrated semiconductor device that has been difficult to manufacture can be manufactured at low cost.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, a high-precision positioning in consideration of the bending of the mirror can be made to obtain the line.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing an XY stage apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a stepper in which the apparatus of FIG. 1 is used.
FIG. 3 is a view showing an example of a shot layout of a wafer exposed in the stepper of FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic diagram showing the influence of the bending of the reference mirror (positional deviation in the X and Y directions).
FIG. 5 is a schematic diagram showing the influence (rotation deviation) of the reference mirror bending on yawing control.
6 is a flowchart showing a flow of manufacturing a microdevice that can be manufactured by the stepper of FIG. 2;
7 is a flowchart showing a detailed flow of the wafer process in FIG. 6. FIG.
[Explanation of symbols]
1: reference mirror for X control, 2: reference mirror for Y control, 3: wafer, 4: fine movement stage, 5: X stage, 6: Y stage, 7: linear motor for X stage, 8: linear motor for Y stage 10: Wafer stage, 20: Reticle, 21: Projection lens, 22: Detection system, 23: Off-axis microscope.

Claims

被露光体を搭載し、ＸＹ平面内でＸ方向およびＹ方向に移動可能なＸＹテーブルと、
前記ＸＹテーブルに固定されたＸ方向ミラーおよびＹ方向ミラーと、
前記Ｘ方向ミラーおよびＹ方向ミラーにそれぞれＸ方向およびＹ方向からレーザ光を照射して照射点のＸ方向位置およびＹ方向位置を計測するＸ方向のレーザ測長手段およびＹ方向のレーザ測長手段と、
前記ＸＹテーブルのＸ方向およびＹ方向の位置決めを行う位置決め手段と、
前記ＸＹテーブルに搭載された被露光体と原板のパターンとのずれを該被露光体に設けられたマークを検出することによって検出する検出手段と、を備え、
前記Ｘ方向レーザ測長手段および前記Ｙ方向レーザ測長手段によってそれぞれ計測されたＸ方向位置およびＹ方向位置と、前記検出手段の検出結果と、あらかじめ計測された前記Ｘ方向ミラーおよびＹ方向ミラーの少なくとも一方の曲りのデータと、に基づいて前記位置決め手段により前記ＸＹテーブルの位置決めを行って前記原板のパターンを前記被露光体に露光する露光装置における前記曲がりのデータを得る計測方法において、
前記ＸＹテーブルに搭載された被露光体の複数位置に第１の露光を行い、
前記第１の露光の後、前記被露光体の第１の現像を行い、
前記第１の現像後の前記被露光体を前記第１の露光時の配置からＸＹ平面内で１８０°回転させて前記ＸＹテーブルに搭載して前記被露光体の前記複数位置に関し第２の露光を行い、
前記第２の露光の後、前記被露光体の第２の現像を行い、
前記第２の現像後、前記複数位置のそれぞれに関し前記第１および第２の露光によりそれぞれ形成されたマークのずれを計測することにより、前記曲りのデータを得ることを特徴とする計測方法。An XY table mounted with an object to be exposed and movable in the X and Y directions in the XY plane;
An X direction mirror and a Y direction mirror fixed to the XY table;
X direction laser length measuring means and Y direction laser length measuring means for irradiating the X direction mirror and Y direction mirror with laser light from the X direction and Y direction, respectively, to measure the X direction position and Y direction position of the irradiation point. When,
Positioning means for positioning the XY table in the X direction and the Y direction;
Detecting means for detecting a deviation between the object mounted on the XY table and the pattern of the original plate by detecting a mark provided on the object to be exposed;
The X direction position and Y direction position respectively measured by the X direction laser length measuring means and the Y direction laser length measuring means, the detection result of the detection means, and the X direction mirror and Y direction mirror measured in advance. In the measuring method for obtaining the bending data in the exposure apparatus that positions the XY table by the positioning means based on at least one of the bending data and exposes the pattern of the original plate to the object to be exposed,
First exposure is performed on a plurality of positions of the exposure object mounted on the XY table,
After the first exposure, a first development of the object to be exposed is performed,
The exposure object after the first development is rotated by 180 ° in the XY plane from the arrangement at the time of the first exposure and mounted on the XY table, and the second exposure is performed with respect to the plurality of positions of the exposure object. And
After the second exposure, a second development of the object to be exposed is performed,
After the second development, the bending data is obtained by measuring deviations of marks formed by the first and second exposures for each of the plurality of positions.

前記露光装置は、前記Ｘ方向ミラーにレーザを照射して照射点のＸ方向位置を計測する第３のレーザ測長手段および前記Ｙ方向ミラーにレーザを照射して照射点のＹ方向位置を計測する第３のレーザ測長手段のいずれかを備え、前記位置決め手段は前記第３のレーザ測長手段による計測値にも基いて前記ＸＹテーブルの位置決めを行うものであることを特徴とする請求項１に記載の計測方法。The exposure apparatus irradiates the X direction mirror with a laser to measure the X direction position of the irradiation point, and measures the Y direction mirror by irradiating the Y direction mirror with the laser to measure the Y direction position of the irradiation point. And a positioning means for positioning the XY table on the basis of a measured value obtained by the third laser length measuring means. 1. The measuring method according to 1 .

請求項１または２に記載の計測方法により計測された前記曲りのデータを記憶した露光装置を用いて原板のパターンを被露光体に露光する工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。 3. A device manufacturing method, comprising: exposing a pattern of an original plate to an object to be exposed using an exposure apparatus that stores the bending data measured by the measuring method according to claim 1 or 2 .