JPH08316122A - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
- Publication number
- JPH08316122A JPH08316122A JP7119697A JP11969795A JPH08316122A JP H08316122 A JPH08316122 A JP H08316122A JP 7119697 A JP7119697 A JP 7119697A JP 11969795 A JP11969795 A JP 11969795A JP H08316122 A JPH08316122 A JP H08316122A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- wafer
- shot
- alignment
- area
- Prior art date
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- Withdrawn
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高いスループットを維持して、計測値の平均
化効果等を得るというEGA方式のアライメント方法の
特長を備えつつ、熱歪み等によって露光中にショット配
列の変化が生じても高いアライメント精度を維持する。 【構成】 ウエハWの露光面を3個の部分露光領域21
A〜21Cに分割する。第1の部分露光領域21Aにお
いて、内部のショット領域より選択された4個のサンプ
ルショットSA1〜SA4に付設されたウエハマークの
位置計測を行い、計測結果に基づいてEGA方式のアラ
イメントを行って露光を行う。第2の部分露光領域21
B、及び第3の部分露光領域21Cでもそれぞれ所定個
数のサンプルショットの位置計測を行い、計測結果に基
づいてEGA方式のアライメントを行って露光を行う。
化効果等を得るというEGA方式のアライメント方法の
特長を備えつつ、熱歪み等によって露光中にショット配
列の変化が生じても高いアライメント精度を維持する。 【構成】 ウエハWの露光面を3個の部分露光領域21
A〜21Cに分割する。第1の部分露光領域21Aにお
いて、内部のショット領域より選択された4個のサンプ
ルショットSA1〜SA4に付設されたウエハマークの
位置計測を行い、計測結果に基づいてEGA方式のアラ
イメントを行って露光を行う。第2の部分露光領域21
B、及び第3の部分露光領域21Cでもそれぞれ所定個
数のサンプルショットの位置計測を行い、計測結果に基
づいてEGA方式のアライメントを行って露光を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に使用される露光装置において、統計処理により算出し
た配列座標に基づいてウエハ等の基板上の各ショット領
域を順次露光位置に位置決めする位置合わせ方法に関す
る。
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に使用される露光装置において、統計処理により算出し
た配列座標に基づいてウエハ等の基板上の各ショット領
域を順次露光位置に位置決めする位置合わせ方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば半導体素子はウエハ上に多数層の
回路パターンを所定の位置関係で積み重ねて形成される
ので、2層目以降の回路パターンをウエハ上に投影露光
する際には、ウエハ上で既に回路パターンが形成されて
いる各ショット領域とレチクルのパターン像の投影位置
(露光位置)との位置合わせ、即ちウエハの露光位置へ
の位置合わせ(アライメント)を高精度に行う必要があ
る。
回路パターンを所定の位置関係で積み重ねて形成される
ので、2層目以降の回路パターンをウエハ上に投影露光
する際には、ウエハ上で既に回路パターンが形成されて
いる各ショット領域とレチクルのパターン像の投影位置
(露光位置)との位置合わせ、即ちウエハの露光位置へ
の位置合わせ(アライメント)を高精度に行う必要があ
る。
【0003】従来のステッパー等の露光装置におけるウ
エハの位置合わせ方法の内で、スループット(単位時間
当りのウエハの処理枚数)及び精度の両面で優れている
方法として所謂エンハンスト・グローバル・アライメン
ト(以下、「EGA」という)方式のアライメント方法
が知られている(例えば特開昭61−44429号公報
参照)。
エハの位置合わせ方法の内で、スループット(単位時間
当りのウエハの処理枚数)及び精度の両面で優れている
方法として所謂エンハンスト・グローバル・アライメン
ト(以下、「EGA」という)方式のアライメント方法
が知られている(例えば特開昭61−44429号公報
参照)。
【0004】図5は、従来のEGA方式のアライメント
方法を使用した露光シーケンスの一例を示し、先ずステ
ップ101において、ウエハの交換が行われた後、ステ
ップ102において、ウエハ・サーチアライメントが実
行されて、ウエハ上の座標系から露光装置のウエハステ
ージの座標系(ステージ座標系)に対する大まかな変換
係数が求められる。そして、この結果に基づいてステッ
プ103において、EGA方式でファインアライメント
が行われる。即ち、ウエハ上の全部のショット領域から
選択された所定個数のショット領域のステージ座標系で
の座標が計測され、この計測結果を統計処理することに
よりウエハ上の全部のショット領域のステージ座標系で
の配列座標が算出される。
方法を使用した露光シーケンスの一例を示し、先ずステ
ップ101において、ウエハの交換が行われた後、ステ
ップ102において、ウエハ・サーチアライメントが実
行されて、ウエハ上の座標系から露光装置のウエハステ
ージの座標系(ステージ座標系)に対する大まかな変換
係数が求められる。そして、この結果に基づいてステッ
プ103において、EGA方式でファインアライメント
が行われる。即ち、ウエハ上の全部のショット領域から
選択された所定個数のショット領域のステージ座標系で
の座標が計測され、この計測結果を統計処理することに
よりウエハ上の全部のショット領域のステージ座標系で
の配列座標が算出される。
【0005】その後、ステップ104において、ステッ
プ103で算出された配列座標に基づいて、ウエハ上の
各ショット領域が順次露光位置に位置決めされてレチク
ルのパターン像が露光される。そして、同一のロットの
ウエハに対してステップ101〜104の動作が繰り返
され、ステップ105でロット内のウエハが尽きたとき
に、ステップ106に移行して最後に露光されたウエハ
のアンロード(搬出)が行われる。
プ103で算出された配列座標に基づいて、ウエハ上の
各ショット領域が順次露光位置に位置決めされてレチク
ルのパターン像が露光される。そして、同一のロットの
ウエハに対してステップ101〜104の動作が繰り返
され、ステップ105でロット内のウエハが尽きたとき
に、ステップ106に移行して最後に露光されたウエハ
のアンロード(搬出)が行われる。
【0006】また、従来の位置合わせ方法として、図6
に示すような、ショット領域毎にアライメント計測と露
光とを繰り返すサイト・バイ・サイト方式、又はダイ・
バイ・ダイ方式のアライメント方法も使用されている。
図6において、図5のステップ103及び104に対応
する工程がステップ107〜109より構成されてい
る。そして、ステップ107において、ウエハ上の1つ
のショット領域の位置計測(ファイン・アライメント)
が実行され、その計測結果に基づいてステップ108に
おいて、そのショット領域の位置決め及び露光が行われ
る。そして、ステップ109でウエハ上の全部のショッ
ト領域への露光が終わるまで、各ショット領域毎にステ
ップ107,108が繰り返して実行される。
に示すような、ショット領域毎にアライメント計測と露
光とを繰り返すサイト・バイ・サイト方式、又はダイ・
バイ・ダイ方式のアライメント方法も使用されている。
図6において、図5のステップ103及び104に対応
する工程がステップ107〜109より構成されてい
る。そして、ステップ107において、ウエハ上の1つ
のショット領域の位置計測(ファイン・アライメント)
が実行され、その計測結果に基づいてステップ108に
おいて、そのショット領域の位置決め及び露光が行われ
る。そして、ステップ109でウエハ上の全部のショッ
ト領域への露光が終わるまで、各ショット領域毎にステ
ップ107,108が繰り返して実行される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
の内で、前者の位置合わせ方法では、ウエハのファイン
アライメント実行時と露光時とでショット配列が変化し
ないことが前提とされていた。しかしながら、最近では
この前提が満たされなくなる可能性が生じてきている。
その背景として、露光装置の処理能力向上のための像面
照度の増加が挙げられる。つまり、像面照度の増加によ
り、ウエハの露光面への単位時間当たりの入射エネルギ
が増加しているため、ウエハ上の露光対象のショット領
域からウエハホルダ、あるいは周辺のショット領域への
熱の放散が不十分な状態で、次のショット領域への露光
が行われていくことになる。この結果、露光開始時と露
光終了時とではウエハへの熱の蓄積状態が異なり、延い
ては、熱歪みによるショット配列のずれが露光開始時と
終了時とでは異なることになる。従って、従来のEGA
方式のアライメントのように、露光開始前のショット配
列に従って全部のショット領域への露光を行う方法で
は、次第にアライメント精度が悪化する恐れがあった。
の内で、前者の位置合わせ方法では、ウエハのファイン
アライメント実行時と露光時とでショット配列が変化し
ないことが前提とされていた。しかしながら、最近では
この前提が満たされなくなる可能性が生じてきている。
その背景として、露光装置の処理能力向上のための像面
照度の増加が挙げられる。つまり、像面照度の増加によ
り、ウエハの露光面への単位時間当たりの入射エネルギ
が増加しているため、ウエハ上の露光対象のショット領
域からウエハホルダ、あるいは周辺のショット領域への
熱の放散が不十分な状態で、次のショット領域への露光
が行われていくことになる。この結果、露光開始時と露
光終了時とではウエハへの熱の蓄積状態が異なり、延い
ては、熱歪みによるショット配列のずれが露光開始時と
終了時とでは異なることになる。従って、従来のEGA
方式のアライメントのように、露光開始前のショット配
列に従って全部のショット領域への露光を行う方法で
は、次第にアライメント精度が悪化する恐れがあった。
【0008】これに対して、従来の後者のサイト・バイ
・サイト方式、又はダイ・バイ・ダイ方式のアライメン
ト方法は、各ショット領域毎に位置計測、及び露光の動
作が繰り返されるため、熱歪みの状態が時間経過によっ
て変化する場合でもアライメント精度は低下しない。し
かしながら、この方式はEGA方式のアライメント方法
に比べて、(イ)スループットが劣る、(ロ)複数のシ
ョット領域の位置計測による平均化効果が得られない、
(ハ)ウエハの外周部に配置されてアライメントマーク
が欠けているショット領域に対しては、位置計測ができ
ないために露光ができない、といった不都合がある。
・サイト方式、又はダイ・バイ・ダイ方式のアライメン
ト方法は、各ショット領域毎に位置計測、及び露光の動
作が繰り返されるため、熱歪みの状態が時間経過によっ
て変化する場合でもアライメント精度は低下しない。し
かしながら、この方式はEGA方式のアライメント方法
に比べて、(イ)スループットが劣る、(ロ)複数のシ
ョット領域の位置計測による平均化効果が得られない、
(ハ)ウエハの外周部に配置されてアライメントマーク
が欠けているショット領域に対しては、位置計測ができ
ないために露光ができない、といった不都合がある。
【0009】本発明は斯かる点に鑑み、高スループッ
ト、計測値の平均化による高精度化、及び位置計測でき
ないショット領域に対する露光も可能であるというEG
A方式のアライメント方法の特長を備えつつ、高い像面
照度等に起因する熱歪み等によって露光中にショット配
列の変化が生じても高いアライメント精度が得られる位
置合わせ方法を提供することを目的とする。
ト、計測値の平均化による高精度化、及び位置計測でき
ないショット領域に対する露光も可能であるというEG
A方式のアライメント方法の特長を備えつつ、高い像面
照度等に起因する熱歪み等によって露光中にショット配
列の変化が生じても高いアライメント精度が得られる位
置合わせ方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による位置合わせ
方法は、例えば図1〜図3に示すように、マスクパター
ン(R)の情報を担う光束で基板(W)上の露光領域に
設定された複数個のショット領域(ES1〜ESM)を
順次露光する露光方法において、基板(W)上の露光領
域をそれぞれ複数個のショット領域を含む複数個の部分
露光領域(21A〜21C)に分割し、これら複数個の
部分露光領域の内の第1の部分露光領域(21A)中の
所定のショット領域(SA1〜SA4)の位置を計測し
(ステップ112)、この計測結果に基づいてこの第1
の部分露光領域内の各ショット領域の位置合わせを行っ
てその光束で露光した後(ステップ114)、それら複
数個の部分露光領域の内の第2の部分露光領域(21
B)中の所定のショット領域(SA5〜SA8)の位置
を計測し(ステップ115)、この計測結果に基づいて
この第2の部分露光領域内の各ショット領域の位置合わ
せを行ってその光束で露光する(ステップ116)もの
である。
方法は、例えば図1〜図3に示すように、マスクパター
ン(R)の情報を担う光束で基板(W)上の露光領域に
設定された複数個のショット領域(ES1〜ESM)を
順次露光する露光方法において、基板(W)上の露光領
域をそれぞれ複数個のショット領域を含む複数個の部分
露光領域(21A〜21C)に分割し、これら複数個の
部分露光領域の内の第1の部分露光領域(21A)中の
所定のショット領域(SA1〜SA4)の位置を計測し
(ステップ112)、この計測結果に基づいてこの第1
の部分露光領域内の各ショット領域の位置合わせを行っ
てその光束で露光した後(ステップ114)、それら複
数個の部分露光領域の内の第2の部分露光領域(21
B)中の所定のショット領域(SA5〜SA8)の位置
を計測し(ステップ115)、この計測結果に基づいて
この第2の部分露光領域内の各ショット領域の位置合わ
せを行ってその光束で露光する(ステップ116)もの
である。
【0011】この場合、基板(W)上の第1及び第2の
部分露光領域(21A,21B)内のそれぞれにおける
それら所定のショット領域(SA1〜SA8)を、位置
計測から露光終了までの基板(W)の移動経路が最短と
なるように選択することが望ましい。また、基板(W)
上のそれら複数個の部分露光領域は、一例として基板
(W)上の各ショット領域(ESi)の所定の辺に平行
な直線で基板(W)上の露光領域を所定幅に区切って形
成されるものである。
部分露光領域(21A,21B)内のそれぞれにおける
それら所定のショット領域(SA1〜SA8)を、位置
計測から露光終了までの基板(W)の移動経路が最短と
なるように選択することが望ましい。また、基板(W)
上のそれら複数個の部分露光領域は、一例として基板
(W)上の各ショット領域(ESi)の所定の辺に平行
な直線で基板(W)上の露光領域を所定幅に区切って形
成されるものである。
【0012】
【作用】斯かる本発明によれば、基板(W)上の複数の
部分露光領域毎にそれぞれ位置計測及び露光が行われ
る。即ち、それら複数の部分露光領域毎にそれぞれEG
A方式のような統計処理を用いた方式でのアライメント
及び露光が行われ、計測から露光終了までの時間が平均
的に短縮されている。従って、熱歪み等によって次第に
ショット配列が変化したような場合でも、位置合わせ誤
差(アライメント誤差)は小さく抑制される。また、各
部分露光領域内ではEGA方式のようなアライメント方
法が使用されるため、露光工程のスループットを高く維
持して平均化効果が得られ、且つ位置計測ができないシ
ョット領域に対しても位置合わせを行うことができる。
部分露光領域毎にそれぞれ位置計測及び露光が行われ
る。即ち、それら複数の部分露光領域毎にそれぞれEG
A方式のような統計処理を用いた方式でのアライメント
及び露光が行われ、計測から露光終了までの時間が平均
的に短縮されている。従って、熱歪み等によって次第に
ショット配列が変化したような場合でも、位置合わせ誤
差(アライメント誤差)は小さく抑制される。また、各
部分露光領域内ではEGA方式のようなアライメント方
法が使用されるため、露光工程のスループットを高く維
持して平均化効果が得られ、且つ位置計測ができないシ
ョット領域に対しても位置合わせを行うことができる。
【0013】この場合、基板(W)上の第1及び第2の
部分露光領域(21A,21B)内のそれぞれにおける
それら所定のショット領域(SA1〜SA8)を、位置
計測から露光終了までの基板(W)の移動経路が最短と
なるように選択することにより、露光工程のスループッ
トが更に向上する。
部分露光領域(21A,21B)内のそれぞれにおける
それら所定のショット領域(SA1〜SA8)を、位置
計測から露光終了までの基板(W)の移動経路が最短と
なるように選択することにより、露光工程のスループッ
トが更に向上する。
【0014】
【実施例】以下、本発明による位置合わせ方法の実施例
につき図1〜図3を参照して説明する。図2は、本実施
例の位置合わせ方法が使用される投影露光装置を示し、
この図2において、照明光学系1からの露光用の照明光
ILはレチクルRの下面(パターン形成面)のパターン
を均一な照度分布で照明し、そのパターンが投影光学系
3により縮小されて、フォトレジストが塗布されたウエ
ハW上の各ショット領域に投影される。ここでは、投影
光学系3の光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な
平面内で図2の紙面に平行にY軸を取り、図2の紙面に
垂直にX軸を取る。
につき図1〜図3を参照して説明する。図2は、本実施
例の位置合わせ方法が使用される投影露光装置を示し、
この図2において、照明光学系1からの露光用の照明光
ILはレチクルRの下面(パターン形成面)のパターン
を均一な照度分布で照明し、そのパターンが投影光学系
3により縮小されて、フォトレジストが塗布されたウエ
ハW上の各ショット領域に投影される。ここでは、投影
光学系3の光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な
平面内で図2の紙面に平行にY軸を取り、図2の紙面に
垂直にX軸を取る。
【0015】レチクルRは、このレチクルRをX方向、
Y方向に位置決めすると共に、所望の角度だけ回転して
固定するレチクルステージ2上に保持されている。ま
た、ウエハWはウエハホルダ5を介してウエハステージ
6上に保持され、ウエハステージ6は、X方向及びY方
向にウエハWの位置決めを行うXYステージ、Z方向に
ウエハWを移動させるZステージ、回転を行うθステー
ジ、並びにウエハWの傾斜角の補正を行うレベリングス
テージ等から構成されている。また、ウエハステージ6
の上面に基準マーク部材5が固定され、基準マーク部材
5の表面にアライメントの基準となる種々の基準マーク
が形成されている。
Y方向に位置決めすると共に、所望の角度だけ回転して
固定するレチクルステージ2上に保持されている。ま
た、ウエハWはウエハホルダ5を介してウエハステージ
6上に保持され、ウエハステージ6は、X方向及びY方
向にウエハWの位置決めを行うXYステージ、Z方向に
ウエハWを移動させるZステージ、回転を行うθステー
ジ、並びにウエハWの傾斜角の補正を行うレベリングス
テージ等から構成されている。また、ウエハステージ6
の上面に基準マーク部材5が固定され、基準マーク部材
5の表面にアライメントの基準となる種々の基準マーク
が形成されている。
【0016】更に、ウエハステージ6上に固定された2
軸の移動鏡7(図2ではY軸用のみが示されている)
と、対向するように配置された外部の2軸レーザ干渉計
8とによりウエハステージ6のX座標、及びY座標が常
時計測されている。このようにレーザ干渉計8により計
測される座標に基づいて定まる座標系を、ステージ座標
系(X,Y)、又は静止座標系と呼ぶ。レーザ干渉計8
により計測された座標は装置全体の動作を統轄制御する
主制御系9に供給され、この供給された座標に基づいて
主制御系9は、ウエハステージ駆動系10を介してウエ
ハステージ6の位置決め動作を制御する。
軸の移動鏡7(図2ではY軸用のみが示されている)
と、対向するように配置された外部の2軸レーザ干渉計
8とによりウエハステージ6のX座標、及びY座標が常
時計測されている。このようにレーザ干渉計8により計
測される座標に基づいて定まる座標系を、ステージ座標
系(X,Y)、又は静止座標系と呼ぶ。レーザ干渉計8
により計測された座標は装置全体の動作を統轄制御する
主制御系9に供給され、この供給された座標に基づいて
主制御系9は、ウエハステージ駆動系10を介してウエ
ハステージ6の位置決め動作を制御する。
【0017】また、図2の投影露光装置には、ウエハW
上の各ショット領域に付設されたウエハマークの座標を
検出するためのオフ・アクシス方式で且つ撮像方式のア
ライメントセンサ11、及びTTL(スルー・ザ・レン
ズ)方式、且つレーザ・ステップ・アライメント方式
(LSA方式)のアライメントセンサ15が設けられて
いる。なお、TTL方式のアライメントセンサとして
は、LSA方式の他に、撮像方式、又は所謂2光束干渉
方式等のアライメントセンサも使用できる。同様に、オ
フ・アクシス方式のアライメントセンサとしては、撮像
方式の他に、LSA方式等のアライメントセンサも使用
できる。
上の各ショット領域に付設されたウエハマークの座標を
検出するためのオフ・アクシス方式で且つ撮像方式のア
ライメントセンサ11、及びTTL(スルー・ザ・レン
ズ)方式、且つレーザ・ステップ・アライメント方式
(LSA方式)のアライメントセンサ15が設けられて
いる。なお、TTL方式のアライメントセンサとして
は、LSA方式の他に、撮像方式、又は所謂2光束干渉
方式等のアライメントセンサも使用できる。同様に、オ
フ・アクシス方式のアライメントセンサとしては、撮像
方式の他に、LSA方式等のアライメントセンサも使用
できる。
【0018】本例のアライメントセンサ11中にはX
軸、及びY軸用の撮像素子が組み込まれ、それら2個の
撮像素子から撮像信号処理系14に対して、それぞれウ
エハマークを撮像して得られた撮像信号が供給される。
撮像信号処理系14にはレーザ干渉計8で計測される座
標(X,Y)も供給されており、撮像信号処理系14
は、例えば検出対象のX軸用のウエハマークの像が所定
の指標マークに合致しているときのX座標(Y軸用のウ
エハマークの場合にはY座標)を検出して主制御系9に
供給する。これにより、主制御系9は、ウエハWの計測
対象のショット領域に付設されたウエハマークの座標
(X,Y)を認識できる。また、アライメントセンサ1
1の検出中心から投影光学系3の露光フィールドの中心
(露光中心)までの距離であるベースラインは、予め求
められて主制御系9内の記憶装置に記憶されている。
軸、及びY軸用の撮像素子が組み込まれ、それら2個の
撮像素子から撮像信号処理系14に対して、それぞれウ
エハマークを撮像して得られた撮像信号が供給される。
撮像信号処理系14にはレーザ干渉計8で計測される座
標(X,Y)も供給されており、撮像信号処理系14
は、例えば検出対象のX軸用のウエハマークの像が所定
の指標マークに合致しているときのX座標(Y軸用のウ
エハマークの場合にはY座標)を検出して主制御系9に
供給する。これにより、主制御系9は、ウエハWの計測
対象のショット領域に付設されたウエハマークの座標
(X,Y)を認識できる。また、アライメントセンサ1
1の検出中心から投影光学系3の露光フィールドの中心
(露光中心)までの距離であるベースラインは、予め求
められて主制御系9内の記憶装置に記憶されている。
【0019】一方、LSA方式のアライメントセンサ1
5から射出される位置検出用のレーザビームは、光路折
り曲げ用のミラー16を経て投影光学系3に入射し、投
影光学系3を通過したレーザビームは、図3(b)に示
すように、Y方向に長いスリット状の光スポット17と
してウエハW上に集光される。そこで、図2のウエハス
テージ6を駆動して、光スポット17に対してウエハW
上の検出対象のX軸用のウエハマークMXi をX方向に
横切るように移動させる。ウエハマークMXiは、それ
ぞれY方向に所定ピッチで配列されたドット列状のパタ
ーンをX方向に複数列連ねたものであり、ウエハマーク
MXi が光スポット17を横切るときに所定の方向に回
折光が射出されることから、ウエハマークMXi のX座
標が検出される。
5から射出される位置検出用のレーザビームは、光路折
り曲げ用のミラー16を経て投影光学系3に入射し、投
影光学系3を通過したレーザビームは、図3(b)に示
すように、Y方向に長いスリット状の光スポット17と
してウエハW上に集光される。そこで、図2のウエハス
テージ6を駆動して、光スポット17に対してウエハW
上の検出対象のX軸用のウエハマークMXi をX方向に
横切るように移動させる。ウエハマークMXiは、それ
ぞれY方向に所定ピッチで配列されたドット列状のパタ
ーンをX方向に複数列連ねたものであり、ウエハマーク
MXi が光スポット17を横切るときに所定の方向に回
折光が射出されることから、ウエハマークMXi のX座
標が検出される。
【0020】図2に戻り、ウエハW上の光スポット17
のウエハマークによる回折光は、投影光学系3及びミラ
ー16を経てアライメントセンサ15に戻り、アライメ
ントセンサ15からアライメント信号処理系18に対し
て、その回折光を光電変換して得られるアライメント信
号が供給される。アライメント信号処理系18にはレー
ザ干渉計8で計測される座標(X,Y)も供給されてお
り、アライメント信号処理系18は、光スポット17が
X軸用のウエハマークの中心位置にあるときのX座標を
検出して主制御系8に供給する。また、Y軸用のアライ
メントセンサ(不図示)も設けられており、そのアライ
メントセンサ、及びアライメント信号処理系18により
Y軸用のウエハマークに対応するY座標が検出され、こ
のY座標も主制御系8に供給されている。LSA方式の
アライメントセンサについても、検出中心と露光中心と
の距離(ベースライン)が主制御系9内の記憶装置に記
憶されている。
のウエハマークによる回折光は、投影光学系3及びミラ
ー16を経てアライメントセンサ15に戻り、アライメ
ントセンサ15からアライメント信号処理系18に対し
て、その回折光を光電変換して得られるアライメント信
号が供給される。アライメント信号処理系18にはレー
ザ干渉計8で計測される座標(X,Y)も供給されてお
り、アライメント信号処理系18は、光スポット17が
X軸用のウエハマークの中心位置にあるときのX座標を
検出して主制御系8に供給する。また、Y軸用のアライ
メントセンサ(不図示)も設けられており、そのアライ
メントセンサ、及びアライメント信号処理系18により
Y軸用のウエハマークに対応するY座標が検出され、こ
のY座標も主制御系8に供給されている。LSA方式の
アライメントセンサについても、検出中心と露光中心と
の距離(ベースライン)が主制御系9内の記憶装置に記
憶されている。
【0021】次に、本実施例でアライメント及び露光を
行う場合の動作につき図1のフローチャート、及び図3
を参照して説明する。先ず、図1のステップ111で図
2のウエハステージ6上のウエハの交換が行われる。そ
の結果、ウエハステージ6上にウエハWがロードされる
ものとする。この場合、ウエハWは例えば外形基準でウ
エハステージ6に対して大まかな位置合わせ(プリアラ
イメント)が行われる。
行う場合の動作につき図1のフローチャート、及び図3
を参照して説明する。先ず、図1のステップ111で図
2のウエハステージ6上のウエハの交換が行われる。そ
の結果、ウエハステージ6上にウエハWがロードされる
ものとする。この場合、ウエハWは例えば外形基準でウ
エハステージ6に対して大まかな位置合わせ(プリアラ
イメント)が行われる。
【0022】図3(a)は本例のウエハステージ6上の
ウエハWのショット配列を示し、この図3(a)におい
て、ウエハW上にほぼX方向及びY方向にそれぞれ所定
ピッチでM個(図3(a)ではM=31)のショット領
域ES1,ES2,…,ESMが配列されている。そし
て、各ショット領域ESi(i=1〜M)にはそれまで
の工程によりそれぞれチップパターンが形成され、且つ
X軸用のウエハマークMXi 、及びY軸用のウエハマー
クMYi が付設されている。図3(a)では簡略に表示
されているが、X軸用のウエハマークMXi は実際には
図3(b)に示すようにドット列状のパターンをほぼX
方向に並べたLSA方式のウエハマークであり、同様に
Y軸用のウエハマークMYi はX軸用のウエハマークM
Xi を90°回転したマークである。また、ウエハW上
には後述のウエハ・サーチアライメントを行うためのY
軸用の2個のサーチマーク22,23、及びX軸用の1
個のサーチマーク24が形成されている。図3(a)で
は簡略に表されているが、サーチマーク22,22及び
24も、それぞれLSA方式のアライメントセンサによ
り検出できるマークである。
ウエハWのショット配列を示し、この図3(a)におい
て、ウエハW上にほぼX方向及びY方向にそれぞれ所定
ピッチでM個(図3(a)ではM=31)のショット領
域ES1,ES2,…,ESMが配列されている。そし
て、各ショット領域ESi(i=1〜M)にはそれまで
の工程によりそれぞれチップパターンが形成され、且つ
X軸用のウエハマークMXi 、及びY軸用のウエハマー
クMYi が付設されている。図3(a)では簡略に表示
されているが、X軸用のウエハマークMXi は実際には
図3(b)に示すようにドット列状のパターンをほぼX
方向に並べたLSA方式のウエハマークであり、同様に
Y軸用のウエハマークMYi はX軸用のウエハマークM
Xi を90°回転したマークである。また、ウエハW上
には後述のウエハ・サーチアライメントを行うためのY
軸用の2個のサーチマーク22,23、及びX軸用の1
個のサーチマーク24が形成されている。図3(a)で
は簡略に表されているが、サーチマーク22,22及び
24も、それぞれLSA方式のアライメントセンサによ
り検出できるマークである。
【0023】この場合、ウエハW上に設定された座標系
を試料座標系(x,y)とすると、この試料座標系
(x,y)上で各ウエハマークMXi の中心のx座標x
i 及びy座標、並びにY軸用の各ウエハマークMYi の
x座標及びy座標yi が、設計座標として予め図2の主
制御系9内の記憶装置に記憶されている。同様に、サー
チマーク22,23及び24の中心のx座標及びy座標
も記憶されている。また、ウエハマークMXi の中心の
x座標、及びウエハマークMYi の中心のy座標と、シ
ョット領域ESiの中心の試料座標系でのx座標、及び
y座標とのオフセットもその記憶装置内に記憶されてい
る。
を試料座標系(x,y)とすると、この試料座標系
(x,y)上で各ウエハマークMXi の中心のx座標x
i 及びy座標、並びにY軸用の各ウエハマークMYi の
x座標及びy座標yi が、設計座標として予め図2の主
制御系9内の記憶装置に記憶されている。同様に、サー
チマーク22,23及び24の中心のx座標及びy座標
も記憶されている。また、ウエハマークMXi の中心の
x座標、及びウエハマークMYi の中心のy座標と、シ
ョット領域ESiの中心の試料座標系でのx座標、及び
y座標とのオフセットもその記憶装置内に記憶されてい
る。
【0024】このとき、6個の変換パラメータ(X方向
のスケーリング(線形伸縮)Rx、Y方向のスケーリン
グRy、ローテーションθ、直交度w、X方向のオフセ
ットOx、及びY方向のオフセットOy)を用い、ロー
テーションθ、及び直交度wが小さいとしたときの次の
近似変換式により試料座標系(x,y)からステージ座
標系(X,Y)への変換関係を定義する。
のスケーリング(線形伸縮)Rx、Y方向のスケーリン
グRy、ローテーションθ、直交度w、X方向のオフセ
ットOx、及びY方向のオフセットOy)を用い、ロー
テーションθ、及び直交度wが小さいとしたときの次の
近似変換式により試料座標系(x,y)からステージ座
標系(X,Y)への変換関係を定義する。
【0025】
【数1】
【0026】更に、スケーリングRx、及びRyの1か
らの変化量をそれぞれパラメータΓx、及びΓyとおく
と、Rx=1+Γx、Ry=1+Γyが成立する。そし
て、これらのパラメータΓx、及びΓyの絶対値が微小
であるとすると、(数1)は次式で近似できる。
らの変化量をそれぞれパラメータΓx、及びΓyとおく
と、Rx=1+Γx、Ry=1+Γyが成立する。そし
て、これらのパラメータΓx、及びΓyの絶対値が微小
であるとすると、(数1)は次式で近似できる。
【0027】
【数2】
【0028】(数1)又は(数2)の何れを使用しても
よいが、ここでは一例として(数2)を使用するものと
する。そして、それら6個の変換パラメータ(パラメー
タΓx,Γy、ローテーションθ、直交度w、オフセッ
トOx,Oy)の値を決定するために、ウエハW上のシ
ョット領域から選ばれた所定個数のサンプルショットの
ステージ座標系(X,Y)での配列座標を計測する。こ
の際に、本例ではウエハW上の全部のショット領域から
選択された所定個数のサンプルショットの配列座標を一
度に計測するのではなく、図3(a)に示すように、ウ
エハW上の露光領域を各ショット領域ESiの境界線に
沿ってほぼY方向に、各ショット領域ESiのY方向の
幅の2倍のピッチで区切ることにより、その露光領域を
3個の部分露光領域21A〜21Cに分割する。そし
て、第1の部分露光領域21A〜第3の部分露光領域2
1Cにおいて、それぞれ所定個数のサンプルショットに
付設されたウエハマークのステージ座標系(X,Y)で
の座標を計測して、EGA方式のアライメントを行う。
よいが、ここでは一例として(数2)を使用するものと
する。そして、それら6個の変換パラメータ(パラメー
タΓx,Γy、ローテーションθ、直交度w、オフセッ
トOx,Oy)の値を決定するために、ウエハW上のシ
ョット領域から選ばれた所定個数のサンプルショットの
ステージ座標系(X,Y)での配列座標を計測する。こ
の際に、本例ではウエハW上の全部のショット領域から
選択された所定個数のサンプルショットの配列座標を一
度に計測するのではなく、図3(a)に示すように、ウ
エハW上の露光領域を各ショット領域ESiの境界線に
沿ってほぼY方向に、各ショット領域ESiのY方向の
幅の2倍のピッチで区切ることにより、その露光領域を
3個の部分露光領域21A〜21Cに分割する。そし
て、第1の部分露光領域21A〜第3の部分露光領域2
1Cにおいて、それぞれ所定個数のサンプルショットに
付設されたウエハマークのステージ座標系(X,Y)で
の座標を計測して、EGA方式のアライメントを行う。
【0029】なお、計測されるサンプルショットに付設
されたウエハマークをX軸用のアライメントセンサ15
(又はY軸用のアライメントセンサ)の計測位置付近に
設定するためには、ステージ座標系(X,Y)での各ウ
エハマークの大まかな位置を求める必要がある。これに
関して、ウエハWは外形基準でウエハステージ6上に位
置決めされていると共に、試料座標系(x,y)の原点
とウエハWの外形との関係は予め分かっているため、主
制御系9では(数2)における例えばオフセットOx,
Oyの概算値Ox’,Oy’を求めておく。更に、より
高い精度で各パラメータの概算値を求めるために、ステ
ップ112に移行して、ウエハ・サーチアライメントが
実行される。
されたウエハマークをX軸用のアライメントセンサ15
(又はY軸用のアライメントセンサ)の計測位置付近に
設定するためには、ステージ座標系(X,Y)での各ウ
エハマークの大まかな位置を求める必要がある。これに
関して、ウエハWは外形基準でウエハステージ6上に位
置決めされていると共に、試料座標系(x,y)の原点
とウエハWの外形との関係は予め分かっているため、主
制御系9では(数2)における例えばオフセットOx,
Oyの概算値Ox’,Oy’を求めておく。更に、より
高い精度で各パラメータの概算値を求めるために、ステ
ップ112に移行して、ウエハ・サーチアライメントが
実行される。
【0030】このステップ112において、主制御系9
は、(数2)におけるオフセットOx,Oyを概算値O
x’,Oy’、他のパラメータを0として、試料座標系
の座標(x,y)として、図3(a)のサーチマーク2
2〜24の設計上の座標を代入することにより、サーチ
マーク22〜24のステージ座標系(X,Y)上での座
標の概算値を算出する。そして、この概算値に基づいて
主制御系9はウエハステージ6を駆動して、サーチマー
ク22〜24の一部が順次LIA方式のアライメントセ
ンサ15(又はY軸用のアライメントセンサ)の計測位
置を横切るようにする。この結果、アライメント信号処
理系18によりステージ座標系(X,Y)におけるサー
チマーク22,23のY座標、及びサーチマーク24の
X座標が検出され、検出結果が主制御系9に供給され
る。主制御系9では、供給された座標及びサーチマーク
22〜24の設計上の座標より(数2)におけるローテ
ーションθの概算値θ* 、及びオフセットOx,Oyの
より正確な概算値Ox*,Oy * を算出する。これによ
り、ウエハ・サーチアライメントが完了する。
は、(数2)におけるオフセットOx,Oyを概算値O
x’,Oy’、他のパラメータを0として、試料座標系
の座標(x,y)として、図3(a)のサーチマーク2
2〜24の設計上の座標を代入することにより、サーチ
マーク22〜24のステージ座標系(X,Y)上での座
標の概算値を算出する。そして、この概算値に基づいて
主制御系9はウエハステージ6を駆動して、サーチマー
ク22〜24の一部が順次LIA方式のアライメントセ
ンサ15(又はY軸用のアライメントセンサ)の計測位
置を横切るようにする。この結果、アライメント信号処
理系18によりステージ座標系(X,Y)におけるサー
チマーク22,23のY座標、及びサーチマーク24の
X座標が検出され、検出結果が主制御系9に供給され
る。主制御系9では、供給された座標及びサーチマーク
22〜24の設計上の座標より(数2)におけるローテ
ーションθの概算値θ* 、及びオフセットOx,Oyの
より正確な概算値Ox*,Oy * を算出する。これによ
り、ウエハ・サーチアライメントが完了する。
【0031】次にステップ113に移行して、図3
(a)に示すウエハW上の第1の部分露光領域21Aに
おいて、EGA方式でウエハのファイン・アライメント
を行う。即ち、主制御系9は、その部分露光領域21A
内のショット領域中でほぼ均等に分布する4個のショッ
ト領域をサンプルショットSA1〜SA4として選択す
る。そして、これら4個のサンプルショットSA1〜S
A4のそれぞれに付設されたX軸及びY軸のウエハマー
クの試料座標系(x,y)での設計上の配列座標を(数
2)の座標(x,y)として代入し、且つ(数2)のロ
ーテーションθを概算値θ* 、オフセットOx,Oyを
概算値Ox*,Oy* 、他のパラメータを0とおいて、各
ウエハマークの中心のステージ座標系(X,Y)での概
算座標値を算出する。
(a)に示すウエハW上の第1の部分露光領域21Aに
おいて、EGA方式でウエハのファイン・アライメント
を行う。即ち、主制御系9は、その部分露光領域21A
内のショット領域中でほぼ均等に分布する4個のショッ
ト領域をサンプルショットSA1〜SA4として選択す
る。そして、これら4個のサンプルショットSA1〜S
A4のそれぞれに付設されたX軸及びY軸のウエハマー
クの試料座標系(x,y)での設計上の配列座標を(数
2)の座標(x,y)として代入し、且つ(数2)のロ
ーテーションθを概算値θ* 、オフセットOx,Oyを
概算値Ox*,Oy* 、他のパラメータを0とおいて、各
ウエハマークの中心のステージ座標系(X,Y)での概
算座標値を算出する。
【0032】その後、主制御系9は、そのように算出さ
れた概算座標値に基づいてウエハステージ6を駆動し
て、サンプルショットSA1〜SA4のX軸及びY軸の
ウエハマークが順次図2のX軸用のアライメントセンサ
15及び不図示のY軸用のアライメントセンサの計測位
置を横切るようにする。この結果、アライメント信号処
理系18によりステージ座標系(X,Y)におけるサン
プルショットSA1〜SA4のX軸のウエハマークのX
座標XMi(i=1〜4)、及びサンプルショットSA1
〜SA4のY軸のウエハマークのY座標YMi(i=1〜
4)が検出され、検出結果が主制御系9に供給される。
図3(a)ではこのように位置検出が行われるウエハマ
ークに斜線を施してある。また、サンプルショットSA
1〜SA4の位置検出は点線の経路25に沿った順序で
行われる。
れた概算座標値に基づいてウエハステージ6を駆動し
て、サンプルショットSA1〜SA4のX軸及びY軸の
ウエハマークが順次図2のX軸用のアライメントセンサ
15及び不図示のY軸用のアライメントセンサの計測位
置を横切るようにする。この結果、アライメント信号処
理系18によりステージ座標系(X,Y)におけるサン
プルショットSA1〜SA4のX軸のウエハマークのX
座標XMi(i=1〜4)、及びサンプルショットSA1
〜SA4のY軸のウエハマークのY座標YMi(i=1〜
4)が検出され、検出結果が主制御系9に供給される。
図3(a)ではこのように位置検出が行われるウエハマ
ークに斜線を施してある。また、サンプルショットSA
1〜SA4の位置検出は点線の経路25に沿った順序で
行われる。
【0033】更に主制御系9では、各サンプルショット
SAi(i=1〜4)に付設されているX軸及びY軸のウ
エハマークの試料座標系(x,y)での設計上の配列座
標(xi,yi)を(数2)の座標(x,y)として代入す
ることにより、各X軸及びY軸のウエハマークのステー
ジ座標系(X,Y)での計算上の配列座標(Xi,Yi)を
6個の変換パラメータ(Γx,Γy,θ,w,Ox,O
y)の関数として表す。そして、4個のサンプルショッ
トSA1〜SA4についての、計算上の配列座標(Xi,
Yi)と計測された座標(XMi,YMi)との差分の自乗和
を次のように残留誤差成分とする。図3(a)の場合、
次式中の整数Nの値は4である。
SAi(i=1〜4)に付設されているX軸及びY軸のウ
エハマークの試料座標系(x,y)での設計上の配列座
標(xi,yi)を(数2)の座標(x,y)として代入す
ることにより、各X軸及びY軸のウエハマークのステー
ジ座標系(X,Y)での計算上の配列座標(Xi,Yi)を
6個の変換パラメータ(Γx,Γy,θ,w,Ox,O
y)の関数として表す。そして、4個のサンプルショッ
トSA1〜SA4についての、計算上の配列座標(Xi,
Yi)と計測された座標(XMi,YMi)との差分の自乗和
を次のように残留誤差成分とする。図3(a)の場合、
次式中の整数Nの値は4である。
【0034】
【数3】
【0035】そして、主制御系9は、(数3)で表され
ている残留誤差成分が最小になるように、(数2)にお
ける6個の変換パラメータの値を決定する。具体的に、
例えば(数3)の右辺を6個の変換パラメータで順次偏
微分して得られる式をそれぞれ0とおいて得られる連立
方程式を解くことにより、それら6個の変換パラメータ
の値が決定される。これが、EGA計算である。
ている残留誤差成分が最小になるように、(数2)にお
ける6個の変換パラメータの値を決定する。具体的に、
例えば(数3)の右辺を6個の変換パラメータで順次偏
微分して得られる式をそれぞれ0とおいて得られる連立
方程式を解くことにより、それら6個の変換パラメータ
の値が決定される。これが、EGA計算である。
【0036】その後、主制御系9は、図3(a)のウエ
ハW上の第1の部分露光領域21A内の全部のショット
領域に付設されたウエハマークの設計上の座標、及びシ
ョット領域の中心までのオフセットよりそれらショット
領域の中心の設計上の配列座標を求め、これらの中心の
設計上の配列座標、及び上述のEGA計算で決定された
6個の変換パラメータ(Γx,Γy,θ,w,Ox,O
y)を(数2)の右辺に代入することにより、それらシ
ョット領域の中心のステージ座標系(X,Y)での配列
座標を算出する。
ハW上の第1の部分露光領域21A内の全部のショット
領域に付設されたウエハマークの設計上の座標、及びシ
ョット領域の中心までのオフセットよりそれらショット
領域の中心の設計上の配列座標を求め、これらの中心の
設計上の配列座標、及び上述のEGA計算で決定された
6個の変換パラメータ(Γx,Γy,θ,w,Ox,O
y)を(数2)の右辺に代入することにより、それらシ
ョット領域の中心のステージ座標系(X,Y)での配列
座標を算出する。
【0037】次のステップ114において、主制御系9
は、ステップ113で計算された第1の部分露光領域2
1A内の全部のショット領域の中心の配列座標を、予め
求めてあるLIA方式のアライメントセンサ15のベー
スラインで補正した座標に基づいてウエハステージ9を
駆動することにより、第1の部分露光領域21A内の各
ショット領域に対して順次投影光学系3を介してレチク
ルRのパターン像を重ね合わせて露光する。この場合、
各ショット領域への露光は実線の経路26で示す順序で
行われる。
は、ステップ113で計算された第1の部分露光領域2
1A内の全部のショット領域の中心の配列座標を、予め
求めてあるLIA方式のアライメントセンサ15のベー
スラインで補正した座標に基づいてウエハステージ9を
駆動することにより、第1の部分露光領域21A内の各
ショット領域に対して順次投影光学系3を介してレチク
ルRのパターン像を重ね合わせて露光する。この場合、
各ショット領域への露光は実線の経路26で示す順序で
行われる。
【0038】次に、ステップ115において、ウエハW
上の第2の部分露光領域21Bにおいて、EGA方式で
ウエハのファイン・アライメントを行う。即ち、主制御
系9は、その部分露光領域21B内のショット領域中で
ほぼ均等に分布する4個のショット領域をサンプルショ
ットSA5〜SA8として選択する。そして、ステップ
113と同様にして、点線の経路27に沿った順序でそ
れらサンプルショットSA5〜SA8に付設されたウエ
ハマークのX座標及びY座標を検出し、検出結果に対し
てEGA計算を行って、部分露光領域21B内の全部の
ショット領域のステージ座標系(X,Y)での配列座標
を算出する。
上の第2の部分露光領域21Bにおいて、EGA方式で
ウエハのファイン・アライメントを行う。即ち、主制御
系9は、その部分露光領域21B内のショット領域中で
ほぼ均等に分布する4個のショット領域をサンプルショ
ットSA5〜SA8として選択する。そして、ステップ
113と同様にして、点線の経路27に沿った順序でそ
れらサンプルショットSA5〜SA8に付設されたウエ
ハマークのX座標及びY座標を検出し、検出結果に対し
てEGA計算を行って、部分露光領域21B内の全部の
ショット領域のステージ座標系(X,Y)での配列座標
を算出する。
【0039】その後、ステップ116において、ステッ
プ115で求められた配列座標に基づいて、実線の経路
28に沿った順序でステップ114と同様に、部分露光
領域21Bの全部にショット領域に、順次投影光学系3
を介してレチクルRのパターン像が重ね合わせて露光さ
れる。同様にして、ステップ117において、ウエハW
上の第3の部分露光領域21Cにおいて、EGA方式で
ウエハのファイン・アライメントが行われる。即ち、主
制御系9は、その部分露光領域21C内のショット領域
中でほぼ均等に分布する4個のショット領域をサンプル
ショットSA9〜SA12として選択する。そして、ス
テップ113と同様にして、点線の経路29に沿った順
序でそれらサンプルショットSA9〜SA12に付設さ
れたウエハマークのX座標及びY座標を検出し、検出結
果に対してEGA計算を行って、部分露光領域21C内
の全部のショット領域のステージ座標系(X,Y)での
配列座標を算出する。
プ115で求められた配列座標に基づいて、実線の経路
28に沿った順序でステップ114と同様に、部分露光
領域21Bの全部にショット領域に、順次投影光学系3
を介してレチクルRのパターン像が重ね合わせて露光さ
れる。同様にして、ステップ117において、ウエハW
上の第3の部分露光領域21Cにおいて、EGA方式で
ウエハのファイン・アライメントが行われる。即ち、主
制御系9は、その部分露光領域21C内のショット領域
中でほぼ均等に分布する4個のショット領域をサンプル
ショットSA9〜SA12として選択する。そして、ス
テップ113と同様にして、点線の経路29に沿った順
序でそれらサンプルショットSA9〜SA12に付設さ
れたウエハマークのX座標及びY座標を検出し、検出結
果に対してEGA計算を行って、部分露光領域21C内
の全部のショット領域のステージ座標系(X,Y)での
配列座標を算出する。
【0040】その後、ステップ119において、ステッ
プ117で求められた配列座標に基づいて、実線の経路
30に沿った順序でステップ114と同様に、部分露光
領域21Cの全部にショット領域に、順次投影光学系3
を介してレチクルRのパターン像が重ね合わせて露光さ
れる。以上でウエハW上の全部のショット領域に対する
重ね合わせ露光が終了する。この際に、ウエハW上の部
分露光領域21A〜21C内のサンプルショットSA1
〜SA12の配置は、各部分露光領域内での位置計測時
の経路25,27,29、及び露光時の経路26,2
8,30の和が最短となるように選択されている。
プ117で求められた配列座標に基づいて、実線の経路
30に沿った順序でステップ114と同様に、部分露光
領域21Cの全部にショット領域に、順次投影光学系3
を介してレチクルRのパターン像が重ね合わせて露光さ
れる。以上でウエハW上の全部のショット領域に対する
重ね合わせ露光が終了する。この際に、ウエハW上の部
分露光領域21A〜21C内のサンプルショットSA1
〜SA12の配置は、各部分露光領域内での位置計測時
の経路25,27,29、及び露光時の経路26,2
8,30の和が最短となるように選択されている。
【0041】ここで、ステップ119において、同一ロ
ットとして続けて露光処理するウエハが残っていれば、
ステップ111に移行してウエハ交換を行って、新しい
ウエハに対してステップ112〜118で示すようにサ
ーチアライメントから露光までの一連の処理を繰り返
す。こうして、ロットの最後のウエハまで露光が終わっ
た後に、ステップ119からステップ120に移行し
て、最後のウエハのアンロードが行われ、これにより露
光シーケンスが完了する。
ットとして続けて露光処理するウエハが残っていれば、
ステップ111に移行してウエハ交換を行って、新しい
ウエハに対してステップ112〜118で示すようにサ
ーチアライメントから露光までの一連の処理を繰り返
す。こうして、ロットの最後のウエハまで露光が終わっ
た後に、ステップ119からステップ120に移行し
て、最後のウエハのアンロードが行われ、これにより露
光シーケンスが完了する。
【0042】このように本実施例では、ウエハWの露光
面が3個の部分露光領域21A〜21Cに分割され、各
部分露光領域内でそれぞれEGA方式でのアライメント
が行われる。従って、仮に露光工程中に露光エネルギに
よる熱変形が生じて、ウエハW上のショット配列が変化
しても、各部分露光領域への露光前に新たに計測が行わ
れるため、ショット配列を正確に求めることができ、結
果として重ね合わせ精度が高く維持される。
面が3個の部分露光領域21A〜21Cに分割され、各
部分露光領域内でそれぞれEGA方式でのアライメント
が行われる。従って、仮に露光工程中に露光エネルギに
よる熱変形が生じて、ウエハW上のショット配列が変化
しても、各部分露光領域への露光前に新たに計測が行わ
れるため、ショット配列を正確に求めることができ、結
果として重ね合わせ精度が高く維持される。
【0043】また、サンプルショットの配列は全体の移
動経路が最短となるように選択されているため、露光工
程のスループットが高い利点もある。次に、上述実施例
ではウエハW上の露光領域を所定の方向に所定ピッチで
分割していたが、例えば図4に示すように、ウエハWの
中心に対して等角度で分割してもよい。
動経路が最短となるように選択されているため、露光工
程のスループットが高い利点もある。次に、上述実施例
ではウエハW上の露光領域を所定の方向に所定ピッチで
分割していたが、例えば図4に示すように、ウエハWの
中心に対して等角度で分割してもよい。
【0044】即ち、図4は、露光対象とするウエハWを
示し、この図4において、ほぼ円形のウエハWの露光面
に、ほぼX方向及びY方向に所定ピッチでM個の矩形の
ショット領域ES1,ES2,…,ESMが形成され、
各ショット領域ESiにそれぞれX軸のウエハマークM
Xi 及びY軸のウエハマークMYi が付設されている。
また、ウエハWの露光面は、その露光面の中心付近で且
つ隣接する4個のショット領域の共通の頂点に位置する
分割基準点31の回りに、90°間隔で4個の部分露光
領域32A〜32Dに分割され、部分露光領域32A〜
32Dの境界部は各ショット領域の境界部(ストリート
ライン領域)と一致している。
示し、この図4において、ほぼ円形のウエハWの露光面
に、ほぼX方向及びY方向に所定ピッチでM個の矩形の
ショット領域ES1,ES2,…,ESMが形成され、
各ショット領域ESiにそれぞれX軸のウエハマークM
Xi 及びY軸のウエハマークMYi が付設されている。
また、ウエハWの露光面は、その露光面の中心付近で且
つ隣接する4個のショット領域の共通の頂点に位置する
分割基準点31の回りに、90°間隔で4個の部分露光
領域32A〜32Dに分割され、部分露光領域32A〜
32Dの境界部は各ショット領域の境界部(ストリート
ライン領域)と一致している。
【0045】そして、図4(a)のウエハWに対してア
ライメント及び露光を行う際には、各部分露光領域32
A〜32D内でそれぞれEGA方式でアライメントが行
われる。即ち、第1の部分露光領域32Aから例えば3
個のショット領域をサンプルショットSA〜SA3とし
て選択し、これら3個のサンプルショットSA1〜SA
3のウエハマークの位置を計測し、この計測結果より
(数2)の6個の変換パラメータの値を求める。但し、
この場合には、計測される1次元のウエハマークの個数
が6個であるため、それら6個の変換パラメータの値は
一意的に定まる。従って、平均化効果を高めるために
は、更にサンプルショットの個数を増やすことが望まし
い。また、サンプルショットが例えばウエハWの周辺部
に位置して、ウエハマークが計測できない程に崩れてい
るような場合には、隣接するショット領域を新たなサン
プルショットとしてもよい。その後、得られた6個の変
換パラメータを用いて(数2)より第1の部分露光領域
32A内の全部のショット領域のステージ座標系(X,
Y)での配列座標を求め、この配列座標に基づいて位置
合わせ及び露光が行われる。
ライメント及び露光を行う際には、各部分露光領域32
A〜32D内でそれぞれEGA方式でアライメントが行
われる。即ち、第1の部分露光領域32Aから例えば3
個のショット領域をサンプルショットSA〜SA3とし
て選択し、これら3個のサンプルショットSA1〜SA
3のウエハマークの位置を計測し、この計測結果より
(数2)の6個の変換パラメータの値を求める。但し、
この場合には、計測される1次元のウエハマークの個数
が6個であるため、それら6個の変換パラメータの値は
一意的に定まる。従って、平均化効果を高めるために
は、更にサンプルショットの個数を増やすことが望まし
い。また、サンプルショットが例えばウエハWの周辺部
に位置して、ウエハマークが計測できない程に崩れてい
るような場合には、隣接するショット領域を新たなサン
プルショットとしてもよい。その後、得られた6個の変
換パラメータを用いて(数2)より第1の部分露光領域
32A内の全部のショット領域のステージ座標系(X,
Y)での配列座標を求め、この配列座標に基づいて位置
合わせ及び露光が行われる。
【0046】同様に、第2の部分露光領域32Bでは3
個のサンプルショットSA4〜SA6のウエハマークの
位置計測結果に基づいて、位置合わせ及び露光が行わ
れ、第3の部分露光領域32Cでは3個のサンプルショ
ットSA7〜SA9のウエハマークの位置計測結果に基
づいて、位置合わせ及び露光が行われ、第4の部分露光
領域32Dでは3個のサンプルショットSA10〜SA
12のウエハマークの位置計測結果に基づいて、位置合
わせ及び露光が行われる。従って、全体としての重ね合
わせ精度が向上している。また、この場合でも、各サン
プルショットSA1〜SA12の配列は、位置計測時及
び露光時でのウエハWの移動経路が最短となるように選
択されている。従って、露光工程のスループットは更に
高くなっている。
個のサンプルショットSA4〜SA6のウエハマークの
位置計測結果に基づいて、位置合わせ及び露光が行わ
れ、第3の部分露光領域32Cでは3個のサンプルショ
ットSA7〜SA9のウエハマークの位置計測結果に基
づいて、位置合わせ及び露光が行われ、第4の部分露光
領域32Dでは3個のサンプルショットSA10〜SA
12のウエハマークの位置計測結果に基づいて、位置合
わせ及び露光が行われる。従って、全体としての重ね合
わせ精度が向上している。また、この場合でも、各サン
プルショットSA1〜SA12の配列は、位置計測時及
び露光時でのウエハWの移動経路が最短となるように選
択されている。従って、露光工程のスループットは更に
高くなっている。
【0047】また、上述実施例では、各部分露光領域か
ら互いに同数のサンプルショットが選択されているが、
部分露光領域の大きさが異なるような場合、又は部分露
光領域によって線形歪みのばらつきの大きさが異なるよ
うな場合等には、部分露光領域によって選択するサンプ
ルショットの個数を変えてもよい。また、例えばウエハ
の露光面を同心円状の境界線で複数の部分露光領域に分
割してもよい。
ら互いに同数のサンプルショットが選択されているが、
部分露光領域の大きさが異なるような場合、又は部分露
光領域によって線形歪みのばらつきの大きさが異なるよ
うな場合等には、部分露光領域によって選択するサンプ
ルショットの個数を変えてもよい。また、例えばウエハ
の露光面を同心円状の境界線で複数の部分露光領域に分
割してもよい。
【0048】このように、本発明は上述実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、部分露光領域毎に所定
のショット領域の位置を計測し、この計測結果に基づい
た位置合わせ及び露光を行っているため、基板上のショ
ット配列の計測から露光までに要する時間が平均的に短
縮される。従って、露光光照射に起因する基板の熱歪み
によって、時間の経過によりショット配列が変化して
も、変化後の配列が新たに計測されるため、高いアライ
メント精度が得られる利点がある。
のショット領域の位置を計測し、この計測結果に基づい
た位置合わせ及び露光を行っているため、基板上のショ
ット配列の計測から露光までに要する時間が平均的に短
縮される。従って、露光光照射に起因する基板の熱歪み
によって、時間の経過によりショット配列が変化して
も、変化後の配列が新たに計測されるため、高いアライ
メント精度が得られる利点がある。
【0050】また、各部分露光領域内では所定のショッ
ト領域(複数のサンプルショット)の位置を統計処理し
て配列を求めているので、所謂サイト・バイ・サイト方
式、又はダイ・バイ・ダイ方式のアライメント方法に比
べて高いスループットが得られる。また、計測値の平均
化による誤差の影響の低減といった効果も期待できる。
更に、ショット配列を予め求めてから露光を行うので、
基板の外周部のアライメントマークの無い(崩れてい
る)ショット領域に対しても露光を行うことができる。
これは、1つのショット領域内に複数個の半導体チップ
を作り込むような場合、ショット領域としては一部が欠
けていても、チップとしては完全に基板上に露光されう
るチップを含むショット領域が存在するケースでは、基
板1枚からのチップ収量を向上することができるため有
効である。
ト領域(複数のサンプルショット)の位置を統計処理し
て配列を求めているので、所謂サイト・バイ・サイト方
式、又はダイ・バイ・ダイ方式のアライメント方法に比
べて高いスループットが得られる。また、計測値の平均
化による誤差の影響の低減といった効果も期待できる。
更に、ショット配列を予め求めてから露光を行うので、
基板の外周部のアライメントマークの無い(崩れてい
る)ショット領域に対しても露光を行うことができる。
これは、1つのショット領域内に複数個の半導体チップ
を作り込むような場合、ショット領域としては一部が欠
けていても、チップとしては完全に基板上に露光されう
るチップを含むショット領域が存在するケースでは、基
板1枚からのチップ収量を向上することができるため有
効である。
【0051】また、基板上の第1及び第2の部分露光領
域内のそれぞれにおける所定のショット領域を、位置計
測から露光終了までの基板の移動経路が最短となるよう
に選択する場合には、露光工程のスループットが更に改
善される利点がある。更に、その基板上の複数個の部分
露光領域が、その基板上の各ショット領域の所定の辺に
平行な直線でその基板上の露光領域を所定幅に区切って
形成される場合には、最も容易に基板上の露光領域を複
数個の部分露光領域に分割できる。
域内のそれぞれにおける所定のショット領域を、位置計
測から露光終了までの基板の移動経路が最短となるよう
に選択する場合には、露光工程のスループットが更に改
善される利点がある。更に、その基板上の複数個の部分
露光領域が、その基板上の各ショット領域の所定の辺に
平行な直線でその基板上の露光領域を所定幅に区切って
形成される場合には、最も容易に基板上の露光領域を複
数個の部分露光領域に分割できる。
【図1】本発明による露光方法の一実施例が適用された
ウエハ処理シーケンスを示すフローチャートである
ウエハ処理シーケンスを示すフローチャートである
【図2】本発明の実施例で使用される投影露光装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図3】(a)は実施例で露光されるウエハのショット
配列を示す平面図、(b)はLSA方式のウエハマーク
の検出原理の説明図である。
配列を示す平面図、(b)はLSA方式のウエハマーク
の検出原理の説明図である。
【図4】ウエハの露光面の分割方法の他の例を示す平面
図である。
図である。
【図5】従来のEGA方式のアライメント方法が適用さ
れたウエハ処理シーケンスを示すフローチャートであ
る。
れたウエハ処理シーケンスを示すフローチャートであ
る。
【図6】従来のサイト・バイ・サイト方式、又はダイ・
バイ・ダイ方式のアライメント方法が適用されたウエハ
処理シーケンスを示すフローチャートである。
バイ・ダイ方式のアライメント方法が適用されたウエハ
処理シーケンスを示すフローチャートである。
R レチクル 3 投影光学系 W ウエハ 6 ウエハステージ 9 主制御系 15 LSA方式のアライメントセンサ ES1,ES2,…,ESM,ESi ショット領域 SA1,SA2,…,SA12 サンプルショット MXi ,MYi ウエハマーク 21A,21B,21C 部分露光領域 22,23,24 サーチマーク 32A,32B,32C,32D 部分露光領域
Claims (3)
- 【請求項1】 マスクパターンの情報を担う光束で基板
上の露光領域に設定された複数個のショット領域を順次
露光する露光方法において、 前記基板上の露光領域をそれぞれ複数個のショット領域
を含む複数個の部分露光領域に分割し、該複数個の部分
露光領域の内の第1の部分露光領域中の所定のショット
領域の位置を計測し、該計測結果に基づいて該第1の部
分露光領域内の各ショット領域の位置合わせを行って前
記光束で露光した後、 前記複数個の部分露光領域の内の第2の部分露光領域中
の所定のショット領域の位置を計測し、該計測結果に基
づいて該第2の部分露光領域内の各ショット領域の位置
合わせを行って前記光束で露光することを特徴とする露
光方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の露光方法であって、 前記基板上の前記第1及び第2の部分露光領域内のそれ
ぞれにおける前記所定のショット領域を、位置計測から
露光終了までの前記基板の移動経路が最短となるように
選択することを特徴とする露光方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の露光方法であっ
て、 前記基板上の複数個の部分露光領域は、前記基板上の各
ショット領域の所定の辺に平行な直線で前記基板上の露
光領域を所定幅に区切って形成されることを特徴とする
露光方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7119697A JPH08316122A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7119697A JPH08316122A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 露光方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08316122A true JPH08316122A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14767838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7119697A Withdrawn JPH08316122A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 露光方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08316122A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001093817A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Canon Inc | 露光方法、デバイス製造方法および露光装置 |
KR100381881B1 (ko) * | 2000-02-21 | 2003-04-26 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 얼라인먼트 마크 세트 및 얼라인먼트 정밀도 계측 방법 |
KR100532760B1 (ko) * | 2003-12-31 | 2005-12-01 | 동부아남반도체 주식회사 | 스텝퍼에서 공정시간 단축을 위한 노광 시퀀스 설정 방법 |
JP2013054144A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Nikon Corp | 位置合わせ方法、露光方法、デバイス製造方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
JP2016170427A (ja) * | 2016-05-09 | 2016-09-23 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法、露光方法、デバイス製造方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
US11137696B2 (en) | 2019-05-28 | 2021-10-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Lithography apparatus and method of manufacturing article |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP7119697A patent/JPH08316122A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001093817A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Canon Inc | 露光方法、デバイス製造方法および露光装置 |
KR100381881B1 (ko) * | 2000-02-21 | 2003-04-26 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 얼라인먼트 마크 세트 및 얼라인먼트 정밀도 계측 방법 |
KR100532760B1 (ko) * | 2003-12-31 | 2005-12-01 | 동부아남반도체 주식회사 | 스텝퍼에서 공정시간 단축을 위한 노광 시퀀스 설정 방법 |
JP2013054144A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Nikon Corp | 位置合わせ方法、露光方法、デバイス製造方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
TWI668519B (zh) * | 2011-09-02 | 2019-08-11 | 日商尼康股份有限公司 | 曝光裝置、元件製造方法、及平板顯示器之製造方法 |
JP2016170427A (ja) * | 2016-05-09 | 2016-09-23 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法、露光方法、デバイス製造方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
US11137696B2 (en) | 2019-05-28 | 2021-10-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Lithography apparatus and method of manufacturing article |
US11681237B2 (en) | 2019-05-28 | 2023-06-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Lithography apparatus and method of manufacturing article |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |