JPH0437574B2 - - Google Patents
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- JPH0437574B2 JPH0437574B2 JP62131077A JP13107787A JPH0437574B2 JP H0437574 B2 JPH0437574 B2 JP H0437574B2 JP 62131077 A JP62131077 A JP 62131077A JP 13107787 A JP13107787 A JP 13107787A JP H0437574 B2 JPH0437574 B2 JP H0437574B2
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Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- 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、IC，LSI等の製造に使用されるステ
ツプアンドリピートタイプの露光装置の位置合せ
方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for aligning a step-and-repeat type exposure apparatus used for manufacturing ICs, LSIs, etc.
［従来技術］
一般に、マスクアライナーに要求される基本的
性能は、解像性能とアライメント精度である。あ
と１つ挙げるとすれば生産機械としての価値感か
ら処理能力（スループツト）であろう。半導体素
子の微細化、高集積度化に伴つて、より高い解像
性能とアライメント精度が際現なく要求される。[Prior Art] Generally, the basic performance required of a mask aligner is resolution performance and alignment accuracy. If I had to mention one more thing, it would be throughput because of its value as a production machine. As semiconductor devices become smaller and more highly integrated, higher resolution performance and alignment accuracy are increasingly required.
ところで、従来、マスクアライナーは、その露
光方法によつてコンタクト方式、プロキシミテイ
方式、１：１ミラープロジエクシヨン方式、レン
ズプロジエクシヨン方式等に大分類されるが、よ
り微細なパターンが焼付可能であるところから、
現在は縮小型のレンズプロジエクシヨン方式（い
わゆるステツパ）がその主流となりつつある。縮
小型レンズプロジエクシヨンの解像性能面での利
点は、すでに文献等で紹介されているので省略す
るが、一方アライメント精度まで考えたシステム
として見た場合、このレンズプロジエクシヨン方
式は大きな障害を有している。 By the way, conventionally, mask aligners are broadly classified into contact method, proximity method, 1:1 mirror projection method, lens projection method, etc. depending on the exposure method, but finer patterns can be printed. Since it is,
Currently, the reduction type lens projection method (so-called stepper) is becoming mainstream. The advantages of reduction lens projection in terms of resolution performance have already been introduced in literature, so we will omit them here, but on the other hand, when viewed as a system that takes alignment precision into consideration, this lens projection method has a major drawback. have.
それは簡単に言えば、投影レンズは、ある特定
の波長（それは、通常露光波長であるが）に対し
てしか結像および収差の保証がされていないとい
う事実に起因している。 Simply put, this is due to the fact that the projection lens is only guaranteed for imaging and aberrations for a certain wavelength (which is usually the exposure wavelength).
そこで、この問題を解決するものとして、マス
ク側のアライメントマークを含む部分をウエハ側
のアライメントマークの近傍のレジスト層に正規
な露光光学系によつて焼き付けたアライメントマ
ークの像（以下、潜像と記載する）をアライメン
トの基準にするシステムが案出されている。これ
によれば、正規な露光光学系によつて焼き付けら
れたマスクの潜像は、その時点でマスクとの関係
において誤差を含まない関係にあり、したがつ
て、レジスト内に形成された潜像とウエハマーク
の位置誤差は、光学系のオフセツトの影響を受け
ない高い信頼性で、マスクとウエハの位置関係を
表わす。このシステムは、このように位置誤差検
出においては大変優れている。 As a solution to this problem, an alignment mark image (hereinafter referred to as a latent image) is created by printing the portion of the mask side that includes the alignment mark onto the resist layer near the wafer side alignment mark using a regular exposure optical system. A system has been devised in which the alignment is based on According to this, the latent image of the mask printed by a regular exposure optical system has a relationship with the mask that does not include any errors at that point, and therefore, the latent image formed in the resist The positional error of the mask and wafer mark represents the positional relationship between the mask and the wafer with high reliability, which is not affected by the offset of the optical system. This system is thus very good at detecting positional errors.
［発明が解決しようとしている問題点］
しかしながら、このシステムにおいて、従来の
ダイ・バイ・ダイ方式で焼付け露光を行なう場
合、それぞれのシヨツトにおいて潜像を焼き付け
るため、スループツトが低くなるという欠点があ
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, in this system, when printing exposure is performed using the conventional die-by-die method, a latent image is printed in each shot, resulting in a drawback of low throughput.
本発明の目的は、アライメントマークと転写用
パターンが形成されているレチクル等の原板を保
持する原板保持台と、感光層が表面に設けられて
いると共に複数のシヨツト領域を有するウエハ等
の基板を保持する基板保持台と、原板の転写用パ
ターンの像を基板上の感光層に転写するために原
板の転写用パターンの像をシヨツト領域の一つに
投影する投影光学系と、原板の転写用パターンの
像をシヨツト領域ごとに基板上の感光層に順に転
写するために基板保持台を移動する移動ステージ
と、基板上の感光層に投影光学系を通して転写さ
れた原板のアライメントマークの像を投影光学系
を介することなく検出する検出光学系を有する露
光装置において、原板の転写用パターンの像を投
影光学系を通してシヨツト領域ごとに基板上の感
光層に転写するために原板と基板の位置関係を投
影光学系を通して検出しなくても、そのアライメ
ント精度とスループツトを向上させることを可能
とする位置合せ方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an original plate holder for holding an original plate such as a reticle on which alignment marks and transfer patterns are formed, and a substrate such as a wafer having a photosensitive layer provided on the surface and a plurality of shot areas. a projection optical system that projects an image of the transfer pattern on the original onto one of the shot areas in order to transfer the image of the transfer pattern on the original onto a photosensitive layer on the substrate; A moving stage that moves the substrate holder to sequentially transfer the pattern image onto the photosensitive layer on the substrate in each shot area, and a projection optical system that projects the image of the alignment mark on the original plate transferred onto the photosensitive layer on the substrate through the projection optical system. In an exposure apparatus that has a detection optical system that detects images without using an optical system, the positional relationship between the original plate and the substrate is determined in order to transfer the image of the transfer pattern on the original plate to the photosensitive layer on the substrate in each shot area through the projection optical system. An object of the present invention is to provide an alignment method that can improve alignment accuracy and throughput without detecting through a projection optical system.
［問題点を解決するための手段］
上記の目的を達成するため、本発明では、上述
したような露光装置において、原板の転写用パタ
ーンの像を投影光学系を通してシヨツト領域ごと
に基板上の感光層に転写するに先立つて、基板保
持台を移動ステージによつて移動させることによ
り、シヨツト領域の内のいくつかの選択シヨツト
領域に関して、基板上の感光層へ投影光学系を通
して原板のアライメントマークの像を転写すると
共に、選択シヨツト領域ごとに基板上の感光層へ
転写された原板のアライメントマークの像を検出
光学系で検出して選択シヨツト領域ごとの位置情
報を計測し、計測された選択シヨツト領域ごとの
位置情報のいくつかを用いて演算により選択シヨ
ツト領域以外の基板のシヨツト領域も含むシヨツ
ト領域それぞれの位置を示す格子情報を求め、原
板の転写用パターンの像を投影光学系を通してシ
ヨツト領域ごとに基板上の感光層に転写する際に
は、該格子情報に基づいて基板保持台を移動ステ
ージによつて移動させている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention uses the above-mentioned exposure apparatus to transfer the image of the transfer pattern on the original plate to the photosensitive material on the substrate in each shot area through the projection optical system. Prior to transfer to the photosensitive layer, alignment marks on the original are projected onto the photosensitive layer on the substrate through a projection optical system for some selected shot areas by moving the substrate holder using a moving stage. At the same time as the image is transferred, the detection optical system detects the image of the alignment mark of the original plate transferred to the photosensitive layer on the substrate for each selected shot area, and the positional information for each selected shot area is measured. Using some of the positional information for each area, calculations are performed to obtain grid information indicating the position of each shot area, including shot areas on the substrate other than the selected shot area, and the image of the transfer pattern on the original plate is projected onto the shot area through a projection optical system. When each photosensitive layer is transferred to a photosensitive layer on a substrate, the substrate holding table is moved by a moving stage based on the grid information.
［作用］
この構成において、前述の選択シヨツト領域
は、少ないほどスループツトは上がるが逆にアラ
イメント精度が下がる傾向にあるため、アライメ
ント精度を損なわない範囲の数が選ばれる。そし
て、選択されたシヨツト領域（以下、シヨツト位
置と記載）についての前述の計測値に基づき、例
えば格子状に並んだ各シヨツト位置の各格子点の
位置を求めその位置にいわばグローバルに、位置
決めして露光が行なわれる。[Operation] In this configuration, the smaller the number of selected shot areas, the higher the throughput, but the more the alignment accuracy tends to decrease, so the number is selected within a range that does not impair alignment accuracy. Then, based on the aforementioned measurement values for the selected shot area (hereinafter referred to as shot position), for example, the position of each grid point of each shot position arranged in a grid is determined, and positioning is performed globally at that position. Exposure is performed.
これによれば、全シヨツト位置についての潜像
の形成および検出を行なう方法に対し、アライメ
ント精度を落とすことなくスループツトの向上が
図られる。 According to this method, throughput can be improved without degrading alignment accuracy compared to a method in which latent images are formed and detected at all shot positions.
［実施例］
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described using the drawings.
第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置を
示す構成図である。同図に示すように、システム
全体は定盤１上に組上げられる（構造体は不図
示）。定盤１上にはウエハステージ２があり、ウ
エハ保持板３およびそこに吸着保持されたウエハ
４を投影レンズ５の光軸に垂直な平面に沿つて移
動可能としている。ウエハステージ２は、その上
に設けた光学ミラー６によりレーザー干渉計の光
７を当てる既知の手法により、その位置座標を知
ることができ、かつ指定された量移動すべく制御
される。投影レンズ５の上方にはレチクル保持台
８に保持されたレチクル９があり、さらにその上
方の照明光学系Ａから光が照射された時レチクル
９に取り込まれたパターンが投影レンズ５を介し
てウエハ４表面に転写されるように構成保持され
ている。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the entire system is assembled on a surface plate 1 (the structure is not shown). A wafer stage 2 is disposed on the surface plate 1, and allows a wafer holding plate 3 and a wafer 4 held thereto to be moved along a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens 5. The wafer stage 2 is controlled so that its position coordinates can be known and moved by a specified amount by a known method in which light 7 from a laser interferometer is applied to the wafer stage 2 using an optical mirror 6 provided thereon. Above the projection lens 5 is a reticle 9 held on a reticle holder 8, and when light is irradiated from the illumination optical system A above the reticle 9, the pattern taken into the reticle 9 is transferred to the wafer through the projection lens 5. 4. The configuration is maintained so as to be transferred to the surface.
照明光学系Ａは、超高圧水銀灯１０から発する
光をレチクル９上に均等に照射すべく、第１〜第
３のコンデンサレンズ１１，１２，１３と光束を
曲げるべく第１，第２のミラー１４，１５で構成
されている。シヤツタ１６は露光の制御を行な
う。 The illumination optical system A includes first to third condenser lenses 11, 12, and 13 and first and second mirrors 14 to bend the light beam in order to uniformly irradiate the light emitted from the ultra-high pressure mercury lamp 10 onto the reticle 9. , 15. The shutter 16 controls exposure.
第２、第３のコンデンサレンズ１２，１３と第
２ミラー１５はまた、レチクルパターン面１７と
共役で結像関係を持つ面を図示Ｂの部分に作り出
すように設計しており、この部分にマスキングを
置くことにより、レチクル９の特定の部分だけ照
明できるようになつている。面Ｂには枠１８に保
持されたパターン露光用マスク１９と、アライメ
ントマーク露光用マスク２０を選択的に光束内に
挿入可能なようにシリンダー２１により切換駆動
する。 The second and third condenser lenses 12 and 13 and the second mirror 15 are also designed to create a surface that is conjugate with the reticle pattern surface 17 and has an imaging relationship in the part B shown in the figure, and this part is masked. By placing the reticle 9, only a specific part of the reticle 9 can be illuminated. On surface B, a pattern exposure mask 19 held by a frame 18 and an alignment mark exposure mask 20 are switched and driven by a cylinder 21 so that they can be selectively inserted into the light beam.
投影レンズ５とウエハ４の間にその一部を突込
んだ形でアライメント光学系Ｃが配置される。 An alignment optical system C is arranged with a part of it protruding between the projection lens 5 and the wafer 4.
ハロゲンランプ２２から出た光は、集光ミラー
２３、集光レンズ２４により集光され、ハーフプ
リズム２５、対物レンズ２６を経て可動ミラー２
７に至る。可動ミラー２７は、破線のように光軸
に対し45°の位置関係になつた時、対物レンズ２
６により集められた光はウエハ面を照射する。ウ
エハ面から反射した光は逆に可動ミラー２７、対
物レンズ２６を経てハーフプリズム２５で上方に
光軸を曲げ、リレーレンズ２８を経て撮像管２９
の面３０にウエハ像を結像する。 The light emitted from the halogen lamp 22 is condensed by a condensing mirror 23 and a condensing lens 24, and passes through a half prism 25 and an objective lens 26 to a movable mirror 22.
It reaches 7. When the movable mirror 27 reaches a positional relationship of 45° with respect to the optical axis as shown by the broken line, the objective lens 2
The light collected by 6 irradiates the wafer surface. The light reflected from the wafer surface passes through the movable mirror 27 and the objective lens 26, bends the optical axis upward at the half prism 25, passes through the relay lens 28, and then enters the image pickup tube 29.
A wafer image is formed on the surface 30 of the wafer.
グローバルアライメントにおいては、２次元的
な回転成分すなわちチツプローテーシヨンの補正
が問題となる。この場合、既に他の方法により
チツプローテーシヨンをあらかじめ補正している
場合と、グローバルアライメントの計測すなわ
ち潜像の検出時にチツプローテーシヨンも同時に
補正してしまう方法と、が考えられる。 In global alignment, correction of a two-dimensional rotational component, that is, tip rotation, is a problem. In this case, there are two possible methods: a case in which the tip placement is already corrected in advance using another method, and a method in which the tip placement is also corrected at the same time when global alignment is measured, that is, when a latent image is detected.
第４図は第１図のシステムにおけるアライメン
ト（グローバルアライメント）および露光の手順
の一例を示すフローチヤートである。その詳細は
以下の通りである。 FIG. 4 is a flowchart showing an example of alignment (global alignment) and exposure procedures in the system of FIG. 1. The details are as follows.
グローバルアライメントが開始されると、ま
ず、ステツプ110においては、不図示の制御部に
よりグローバルアライメントを行なうチツプが決
定される。このとき、計測するシヨツト数（チツ
プ数）が多ければそれだけ精度のよいアライメン
トが行なわれるが、その場合、当然スループツト
は低くなるので、両者の兼ね合いから妥当なシヨ
ツト数が選ばれる。 When global alignment is started, first, in step 110, a control section (not shown) determines a chip to be subjected to global alignment. At this time, the greater the number of shots (chip number) to be measured, the more accurate the alignment will be, but in that case, the throughput will naturally be lower, so an appropriate number of shots is selected from the balance of both.
次に、このようにして選ばれた最初のシヨツト
位置について、レチクルのアライメントマークと
ウエハのアライメントマークとを略アライメント
状態にし（ステツプ120）、そしてレチクルのアラ
イメントマークのみを投影レンズを通してウエハ
上に露光してレチクルのアライメントマークの潜
像を焼き付け（ステツプ130）、さらにこの潜像と
ウエハのレチクルマークとの位置誤差が検出光学
系（アライメント光学系）Ｃを介して不図示の制
御部により計測されそのときのステージ２の位置
とともに計測結果が記憶される（ステツプ140）。
次に、選ばれた全シヨツト位置について終了した
か否かが判定され（ステツプ150）、終了していな
いので、さらに次のシヨツト位置にステージが移
動され（ステツプ160）、次のシヨツト位置につい
てステツプ120〜140の操作が繰り返される。 Next, for the first shot position selected in this way, the alignment mark on the reticle and the alignment mark on the wafer are approximately aligned (step 120), and only the alignment mark on the reticle is exposed onto the wafer through the projection lens. A latent image of the alignment mark on the reticle is printed (step 130), and the positional error between this latent image and the reticle mark on the wafer is measured by a control unit (not shown) via a detection optical system (alignment optical system) C. The measurement results are stored together with the position of stage 2 at that time (step 140).
Next, it is determined whether or not all the selected shot positions have been completed (step 150), and since they have not been completed, the stage is further moved to the next shot position (step 160), and the stage is moved to the next shot position. 120-140 operations are repeated.
このようにして選ばれた全シヨツト位置につい
てステツプ120〜140操作が行なわれ誤差計測が終
了したとステツプ150において判定されたら、次
に、ステツプ170において、計測異常値が除去さ
れた残りの正常な計測値のみから基準格子（各チ
ツプのステージ位置）が計算され記憶される。こ
のとき、アライメントマーク検出系により得られ
る情報は、第２図に示したように、１つのチツプ
３３の左右２ケ所にウエハおよびレチクルのアラ
イメントマーク３１および３２があるような場
合、ΔXR，ΔYR，ΔXL，ΔYLの４つの誤差量とそ
の時のステージ位置（ｘ，ｙ）である。 When it is determined in step 150 that the operations in steps 120 to 140 have been completed for all the shot positions selected in this way and that the error measurement has been completed, next in step 170, the remaining normal values from which the abnormal measurement values have been removed are determined. A reference grid (stage position of each chip) is calculated and stored only from the measured values. At this time, the information obtained by the alignment mark detection system is ΔX R , ΔY when there are alignment marks 31 and 32 on the wafer and reticle on the left and right sides of one chip 33, as shown in FIG. These are the four error amounts R , ΔX L , and ΔY L and the stage position (x, y) at that time.
したがつて、上記の方法の場合はこれら４つ
の誤差量による中心換算値ΔX＝（ΔXR＋ΔXL）／
２，ΔY＝（ΔYR＋ΔYL）／２または左右どちらか
一方による誤差量（例えばΔXR，ΔYR）によりウ
エハ内の基準格子（各チツプのステージ位置）を
決定する。 Therefore, in the case of the above method, the center conversion value ΔX = (ΔX R + ΔX L )/
2. Determine the reference grid (stage position of each chip) within the wafer using ΔY=(ΔY R +ΔY L )/2 or the amount of error due to either the left or right side (for example, ΔX R , ΔY R ).
の方法の場合は、誤差計測終了後、まずマス
クとチツプの角度θを補正する。すなわち、計測
値より各チツプローテーシヨンはΔθ＝（ΔYR−
ΔYL）／２として計算され、異常計測値を削除し
たものより統計的に補正角度θを決定しこのθだ
けウエハステージまたはレチクルステージを回転
させる。この時のステージ回転中心位置もしくは
ステージを回転させた時のステージ位置（ｘ，
ｙ）を記憶させておくことにより、新しい座標系
での各チツプの正しい位置を計算することができ
る。その値をもとに基準格子を決定し、各シヨツ
トのステージ位置を記憶する。または、角度θ補
正後に再び潜像による誤差計測を行ない、の方
法により基準格子を決定してもよい。 In the case of the method described above, after the error measurement is completed, the angle θ between the mask and the chip is first corrected. In other words, from the measured value, each tip rotation is Δθ=(ΔY R −
A correction angle θ is determined statistically from the calculated value as ΔY L )/2 and abnormal measurement values are deleted, and the wafer stage or reticle stage is rotated by this θ. The stage rotation center position at this time or the stage position when the stage is rotated (x,
By storing y), the correct position of each chip in the new coordinate system can be calculated. A reference grid is determined based on the value, and the stage position of each shot is stored. Alternatively, after the angle θ is corrected, the error measurement using the latent image is performed again, and the reference grid may be determined by the following method.
また、のように予め別の手段でチツプローテ
ーシヨンが補正してある場合には、格子を作製
（計算）するためは、各チツプ毎に１つのＸ，Ｙ
の計測で十分な場合もある。その場合は第５図に
示すように潜像の形成を各チツプ毎に１ケ所で済
ませることもできる。但し、潜像を検知する光学
系が一方向しか検知できない場合には、各チツプ
毎に２ケ所潜像を形成させることもあり得る。 In addition, if the chip placement has been corrected in advance by another means, as in
In some cases, measurements of In that case, as shown in FIG. 5, the latent image can be formed at one location for each chip. However, if the optical system for detecting latent images is capable of detecting only one direction, latent images may be formed at two locations on each chip.
いずれにしても、このようにして基準格子が決
まつたら、これに基づき、ステツプ180において
全シヨツトを行ない、露光を終了する。 In any case, once the reference grid is determined in this way, all shots are performed based on this in step 180, and the exposure is completed.
第６図は本発明の他の実施例に係る露光装置を
示す構成図である。ここでは、潜像はレチクル９
の上にあるミラー４９以下の対物レンズ系を通し
て焼き付けられる。すなわち、５６はレチクル側
のAA（オートアライメント）マークであり、こ
れが対物レンズ５０を通過してきた露光光によつ
て照明されてウエハ４上に潜像を形成する。５４
は対物レンズ５の露光（正規な露光）に用いられ
るのと同一の波長の光を出すライトガイドであ
る。この光は露光用の光源から導くようにしても
良い。５５はシヤツタで、潜像を形成させる時開
いて光路に光を通す。５３は絞りで、レンズ５２
と５０とによりアライメントマーク５６と共役の
関係にあり、アライメントマーク５６周囲の不要
な部分に光が当たらないように光を制限する視野
絞りの役目をしている。 FIG. 6 is a configuration diagram showing an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention. Here, the latent image is reticle 9
The image is printed through the objective lens system below the mirror 49 located above. That is, 56 is an AA (auto alignment) mark on the reticle side, which is illuminated by the exposure light that has passed through the objective lens 50 to form a latent image on the wafer 4. 54
is a light guide that emits light of the same wavelength as that used for exposing the objective lens 5 (regular exposure). This light may be guided from an exposure light source. 55 is a shutter which opens when forming a latent image and allows light to pass through the optical path. 53 is the aperture, and the lens 52
and 50 are in a conjugate relationship with the alignment mark 56, and serve as a field diaphragm to limit the light so that it does not hit unnecessary parts around the alignment mark 56.
６０以下はオフアクシスの対物レンズ系であ
り、ウエハ４上のアライメントマークと潜像とを
検知する役目を持つ。同図の実施例ではオフアク
シス顕微鏡が投影レンズ５の光軸から大きく離れ
ているので、第７図のフローチヤートに示したよ
うに、
潜像の形成を所定のシヨツトで連続的に行な
つた後（ステツプ210〜270）、
形成された潜像とウエハ上のアライメントマ
ークをオフアクシス系で所定の順番で読み取り
（（ステツプ280〜310）、
この読取値に基づき前述の実施例と同様に基
準格子を計算し（ステツプ320）、
この基準格子に従つてステツプと露光を繰り
返す（ステツプ330〜360）
という手順でグローバルアライメントおよび露光
を行なうことにより、スループツトの向上が図ら
れる。 60 and below is an off-axis objective lens system, which has the role of detecting alignment marks and latent images on the wafer 4. In the embodiment shown in the figure, since the off-axis microscope is located far away from the optical axis of the projection lens 5, the latent image is formed continuously at predetermined shots as shown in the flowchart of FIG. After that (steps 210 to 270), the formed latent image and the alignment mark on the wafer are read in a predetermined order with an off-axis system (steps 280 to 310), and based on this read value, a standard is set as in the previous example. Throughput can be improved by performing global alignment and exposure by calculating a grid (step 320) and repeating steps and exposure according to this reference grid (steps 330 to 360).
［実施例の変形例］
なお本発明は上述実施例に限定されることなく
適宜変形して実施することができる。[Modifications of Embodiments] The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented with appropriate modifications.
例えば、スループツトをより高めるために、１
つの対物系で隣接チツプを同時に観察する方法が
ある。この場合、マスク側のアライメントマーク
は、第３図に示すように、隣接チツプのマーク
（例えばチツプＡのマークARとチツプＢのマーク
BL）が描かれているものを使用する。これによ
れば、２眼で隣接チツプを観察することにより、
１回の計測で２チツプ分のデータをとることがで
き、チツプローテーシヨンの各計測を早く行なう
ことができる。 For example, to increase throughput, 1
There is a method of observing adjacent chips simultaneously using two objective systems. In this case, the alignment marks on the mask side are the marks of adjacent chips (for example, the mark A R of chip A and the mark A R of chip B)
Use the one with B L ) drawn on it. According to this, by observing adjacent chips with two eyes,
Data for two chips can be obtained in one measurement, and each measurement of chip rotation can be performed quickly.
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、原板の
パターンの像を基板の感光層に投影する投影光学
系を介さずに基板上のマークを検出する検出光学
系を用いたステツプアンドリピートタイプの露光
装置において、原板のセツト誤差や、投影光学系
と検出光学系の位置関係の経時変化等に起因して
発生する位置検出誤差を最小限に抑えながら所謂
グローバルアライメントを行うことが可能となる
ので、このような露光装置のアライメント精度と
スループツトを向上させることが可能となる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a detection optical system is used that detects marks on a substrate without using a projection optical system that projects an image of a pattern on an original onto a photosensitive layer of a substrate. To perform so-called global alignment in a step-and-repeat type exposure apparatus while minimizing position detection errors caused by original plate setting errors and changes over time in the positional relationship between the projection optical system and the detection optical system. This makes it possible to improve the alignment accuracy and throughput of such an exposure apparatus.
第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置を
示す構成図、第２図は、第１図の装置において行
なわれるアライメントの説明図、第３図は、第１
または第６図の装置において隣接チツプのアライ
メントマークを同時に観察する場合のアライメン
トマークの例を示す模式図、第４図は、第１図の
装置におけるアライメント・露光動作のフローチ
ヤート、第５図は、第１図の装置においてＸ，Ｙ
方向のみのずれを計測する場合のアライメントマ
ークの例を示す模式図、第６図は、本発明の他の
実施例に係る露光装置を示す構成図、そして第７
図は、第６図の装置におけるアライメント・露光
動作のフローチヤートである。
２……ステージ、４……ウエハ、５……投影レ
ンズ、９……レチクル、１９……パターン露光用
マスク、２０……アライメントマーク露光用マス
ク、３１……ウエハ側アライメントマーク領域、
３２……レチクル側アライメントマーク領域、Ａ
……照明光学系、Ｃ……アライメント光学系、５
０……対物レンズ、５４……ライトガイド、５５
……シヤツタ、５６……アライメントマーク。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of alignment performed in the apparatus of FIG. 1, and FIG.
6 is a schematic diagram showing an example of alignment marks when alignment marks of adjacent chips are simultaneously observed in the apparatus shown in FIG. 6; FIG. 4 is a flowchart of alignment and exposure operations in the apparatus shown in FIG. , in the apparatus shown in Fig. 1, X, Y
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of an alignment mark when measuring a deviation only in the direction, FIG. 6 is a configuration diagram showing an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a flowchart of alignment/exposure operations in the apparatus of FIG. 6. 2... Stage, 4... Wafer, 5... Projection lens, 9... Reticle, 19... Mask for pattern exposure, 20... Mask for alignment mark exposure, 31... Wafer side alignment mark area,
32... Reticle side alignment mark area, A
...Illumination optical system, C...Alignment optical system, 5
0...Objective lens, 54...Light guide, 55
...Shutter, 56...Alignment mark.
Claims (1)
されている原板を保持する原板保持台と、感光層
が表面に設けられていると共に複数のシヨツト領
域を有する基板を保持する基板保持台と、前記原
板の転写用パターンの像を前記基板上の感光層に
転写するために前記原板の転写用パターンの像を
前記シヨツト領域の一つに投影する投影光学系
と、前記原板の転写用パターンの像を前記シヨツ
ト領域ごとに前記基板上の感光層に順に転写する
ために前記基板保持台を移動する移動ステージ
と、前記基板上の感光層に前記投影光学系を通し
て転写された前記原板のアライメントマークの像
を前記投影光学系を介することなく検出する検出
光学系を有する露光装置の位置合せ方法におい
て、 前記原板の転写用パターンの像を前記投影光学
系を通して前記シヨツト領域ごとに前記基板上の
感光層に転写するに先立つて、前記基板保持台を
前記移動ステージによつて移動させることによ
り、前記シヨツト領域の内のいくつかの選択シヨ
ツト領域に関して、前記基板上の感光層へ前記投
影光学系を通して前記原板のアライメントマーク
の像を転写すると共に、前記選択シヨツト領域ご
とに前記基板上の感光層へ転写された前記原板の
アライメントマークの像を前記検出光学系で検出
して前記選択シヨツト領域ごとの位置情報を計測
し、計測された前記選択シヨツト領域ごとの位置
情報のいくつかを用いて演算により前記選択シヨ
ツト領域以外の前記基板のシヨツト領域も含む前
記シヨツト領域それぞれの位置を示す格子情報を
求め、前記原板の転写用パターンの像を前記投影
光学系を通して前記シヨツト領域ごとに前記基板
上の感光層に転写する際には、前記格子情報に基
づいて前記基板保持台を前記移動ステージによつ
て移動させることを特徴とする露光装置の位置合
せ方法。 ２ 前記基板上の感光層への前記原板のアライメ
ントマークの像の転写と、前記基板上の感光層へ
転写された前記原板のアライメントマークの像の
前記検出光学系での検出は、前記選択シヨツト領
域ごとに交互に繰返されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の露光装置の位置合せ方
法。 ３ 前記基板上の感光層への前記原板のアライメ
ントマークの像の転写が前記選択シヨツト領域ご
とに全て終了した後、前記基板上の感光層へ転写
された前記原板のアライメントマークの像の前記
検出光学系での検出が実行されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の露光装置の位置合
せ方法。[Scope of Claims] 1. An original plate holder that holds an original plate on which alignment marks and transfer patterns are formed, and a substrate holder that holds a substrate that has a photosensitive layer on its surface and has a plurality of shot areas. a projection optical system for projecting an image of the transfer pattern of the original plate onto one of the shot areas in order to transfer the image of the transfer pattern of the original plate onto the photosensitive layer on the substrate; a moving stage that moves the substrate holder in order to sequentially transfer the image of the pattern to the photosensitive layer on the substrate for each shot area; In the alignment method of an exposure apparatus having a detection optical system that detects an image of an alignment mark without passing through the projection optical system, an image of a transfer pattern of the original plate is passed through the projection optical system onto the substrate for each shot area. Prior to transferring onto the photosensitive layer on the substrate, the projection optical system is transferred to the photosensitive layer on the substrate with respect to some selected shot areas among the shot areas by moving the substrate holder using the moving stage. The image of the alignment mark on the original plate is transferred through the system, and the image of the alignment mark on the original plate transferred to the photosensitive layer on the substrate is detected for each selected shot area by the detection optical system, and the image of the alignment mark on the original plate is detected for each selected shot area. Grid information indicating the position of each of the shot areas, including shot areas of the substrate other than the selected shot area, is calculated by measuring position information for each of the selected shot areas and using some of the measured position information for each of the selected shot areas. When transferring the image of the transfer pattern on the original plate to the photosensitive layer on the substrate for each shot area through the projection optical system, the substrate holding table is moved to the moving stage based on the grid information. A method for aligning an exposure device, which comprises moving the exposure device by twisting and moving the device. 2. The transfer of the image of the alignment mark on the original plate to the photosensitive layer on the substrate and the detection by the detection optical system of the image of the alignment mark on the original plate transferred to the photosensitive layer on the substrate are carried out by the selection shot. 2. A method for aligning an exposure apparatus according to claim 1, wherein the aligning method is repeated alternately for each region. 3. After the transfer of the image of the alignment mark on the original plate to the photosensitive layer on the substrate is completed for each of the selected shot areas, the detection of the image of the alignment mark on the original plate transferred to the photosensitive layer on the substrate. 2. A method for aligning an exposure apparatus according to claim 1, wherein detection is performed using an optical system.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62131077A JPS63299122A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Aligner |
| US07/742,535 US5140366A (en) | 1987-05-29 | 1991-08-08 | Exposure apparatus with a function for controlling alignment by use of latent images |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62131077A JPS63299122A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Aligner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299122A JPS63299122A (en) | 1988-12-06 |
| JPH0437574B2 true JPH0437574B2 (en) | 1992-06-19 |
Family
ID=15049448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62131077A Granted JPS63299122A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Aligner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63299122A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144429A (en) * | 1984-08-09 | 1986-03-04 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Alignment method |
| JPS61201427A (en) * | 1985-03-04 | 1986-09-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Detection of positional shift |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62131077A patent/JPS63299122A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144429A (en) * | 1984-08-09 | 1986-03-04 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Alignment method |
| JPS61201427A (en) * | 1985-03-04 | 1986-09-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Detection of positional shift |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63299122A (en) | 1988-12-06 |
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