JPH09306818A - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
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- JPH09306818A JPH09306818A JP8121940A JP12194096A JPH09306818A JP H09306818 A JPH09306818 A JP H09306818A JP 8121940 A JP8121940 A JP 8121940A JP 12194096 A JP12194096 A JP 12194096A JP H09306818 A JPH09306818 A JP H09306818A
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- Japan
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- pattern
- substrate
- shot
- shots
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/70475—Stitching, i.e. connecting image fields to produce a device field, the field occupied by a device such as a memory chip, processor chip, CCD, flat panel display
Landscapes
- 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)
Abstract
バイスの性能を低下させることのない画面合成方式のパ
ターン露光方法を提供する。 【解決手段】 1つのデバイス21を構成する複数のシ
ョットA,B,C,Dを1つの単位として、ショット位
置のシフト、回転及び倍率等のショット位置の補正を行
う。ショット位置の補正は、デバイスパターンを構成す
る複数のショットのつなぎ合わせ部での重ね合わせ精度
差が最小となるように行う。
Description
導体素子の製造における基板の露光方法に関し、特に基
板上で複数のショットをつなぎ合わせて1つのデバイス
パターンを形成する際の露光方法に関する。
子等のデバイスの製造工程には、レジストが塗布された
ガラスやウエハ等の感光基板(以下、単に基板という)
上にレチクルやマスク(以下、レチクルという)のパタ
ーンを投影露光する工程がある。この投影露光の方法と
して、レチクル上に形成されたパターンを基板の所定領
域に露光したのち、基板を一定距離だけステッピングさ
せて、再びレチクルのパターンを露光することを繰り返
す、いわゆるステップ・アンド・リピート方式のものが
ある。
LCDデバイスパターンは、ステップ・アンド・リピー
ト方式のLCD用露光装置で通常、画面合成法により形
成される。この画面合成法は、例えば図3に示すよう
に、1つのLCDデバイスのパターン10を4つのパタ
ーンA,B,C,Dに分解して露光するものである。各
パターンA,B,C,Dは、各々1枚のレチクルに対応
し、一般には、このようなパターンA,B,C,Dを合
成してなるLCDデバイスのパターンを基板(ガラスプ
レート)上に複数デバイスずつ露光する。図4は、1枚
の基板P上に6個のLCDのデバイスパターン41〜4
6を形成する例である。LCDの作製に当たっては、デ
バイス構造によって異なるが、TFT方式の場合だと、
プロセス処理を行いながら6〜7層の重ね合わせ露光を
行う。パターンの露光時には同時にアライメントマーク
ALM1,ALM2,…も露光され、次層の露光の際に
は、このアライメントマークALMn(n=1,2,
…)を検出して、次のショット位置が決められる。
4のようにパターンを露光しても、その後のプロセスに
より、基板Pが例えば図5に実線で示すように非線形に
伸縮して変形することがある(図5の左上部)。露光後
のプロセスで図5の実線のように非線形に変形したパタ
ーン51〜56に、破線で示すように次層のパターンを
重ね合わせて露光すると、変形部分のデバイスパターン
51で大きな重ね合わせずれが生じる。
ンを高精度に重ね合わせて露光する方法として、特開昭
61−44429号公報や特開昭62−84516号公
報に記載されているような、ショット配列の規則性を統
計的手法によって特定するエンハンスド・グローバル・
アライメント(EGA)方式がある。しかし、EGA方
式では、線形な伸縮を補正して重ね合わせ露光をするこ
とができても、非線形な変形部分では大きな重ね合わせ
ずれが発生するという問題がある。
な重ね合わせ露光を行うことができる方法として、各シ
ョット毎にショット位置を補正する方法が、例えば特開
昭62−291133号公報に記載されている。この方
法によれば、各ショット毎に高い重ね合わせ精度を保っ
て露光することが可能であり、LSIなど1ショットで
1個又は複数個のデバイスを構成する場合には有効であ
る。しかし、LCD等のように画面合成を伴う複数ショ
ットで1つのデバイスを構成する露光方法に対しては有
効な方法とは言えない。
つのパターンをつなぎ合わせて形成したLCDのデバイ
スパターンに、前記ショット毎にショット位置を補正す
る方法で重ね合わせ露光を行った例を示す。図6に実線
で示したデバイスパターンは非線形な変形を受けた前層
のパターンを表し、破線のパターンはその上に重ね合わ
せようとする露光パターンを表す。非線形な変形が生じ
ている図6の左上部のデバイスパターン61を見ると、
一つひとつのパターンA,B,C,D自体は前層のパタ
ーンに精度良く重ね合わせされている。しかし、パター
ンAとパターンBあるいはパターンAとパターンCな
ど、合成したパターンの境界部分の画面継ぎ誤差や、そ
の画面継ぎ部での上下層の重ね合わせ精度誤差が大きく
なっている。
面継ぎ誤差や画面継ぎ部の重ね合わせ誤差が大きいと、
その境界線上に形成されるトランジスタ等の素子の性能
が他の領域に形成された素子の性能と大きく異なったも
のとなる。その結果、完成品のLCDには、その境界線
の位置にコントラストの相違による線が現れる等の問題
が生じる。本発明は、基板に伸縮による非線形な変形が
あってもデバイスの性能を低下させることのない画面合
成方式のパターン露光方法を提供することを目的とす
る。
ショットから画面合成で構成される1つのデバイスを1
つの単位として、重ね合わせ露光のショット位置補正の
ためのパラメータを一体的に管理することによって前記
目的を達成する。このパラメータには、例えばショット
位置のオフセット、回転、倍率が挙げられる。ショット
位置の補正は、デバイスパターンを構成する複数のショ
ットのつなぎ合わせ部での重ね合わせ精度差が最小とな
るように行うのが好都合である。
毎ではなく1つのデバイスを構成する複数のショットを
単位として設定、管理することで、画面合成時の画面継
ぎ誤差、及び継ぎ部の重ね合わせ精度差を小さく抑える
ことができ、デバイス内に形成される素子の性能をデバ
イス全面にわたって均一化することができる。そのた
め、LCD画面上に望ましくない線が出現するなどの不
都合を防止することができる。
プレート)にLCD用のパターンを重ね合わせて露光す
る例を用いて本発明を詳細に説明する。図1は、LCD
のパターン露光に用いられるステップ・アンド・リピー
ト方式の露光装置の概略図である。照明光学系1によっ
て照明されたレチクルRのパターンは、投影レンズPL
によってXYステージ2上に載置された基板P上の所定
の領域に転写される。XYステージ2には移動鏡3が固
定されており、レーザ干渉計4で移動鏡3との間の距離
を計測することでXYステージ2の2次元位置座標がモ
ニタされる。主制御装置5は、レーザ干渉計4から出力
されたXYステージ2の現在位置と目標位置情報(ショ
ットアドレス値)に基づき、ステージ制御装置6を介し
てモーターMを駆動することでXYステージ2をサーボ
制御する。位置合わせを行うためのアライメント系とし
ては、レチクルRをアライメントするレチクルアライメ
ント系7、基板Pをアライメントする基板アライメント
系8がそれぞれ配置されている。また、レチクルRを交
換するレチクル交換機構9が装備されている。
に1つのLCDのデバイスパターンを4つのパターン
A,B,C,Dに分解し、画面合成法によりつなぎ合わ
せて基板P上に形成するものとする。各パターンA,
B,C,Dは、各々1枚のレチクルRに対応し、レチク
ル交換機構9で4枚のレチクルRを交換しながらXYス
テージ2をステップ的に移動することで、パターンA,
B,C,Dを基板P上の隣接領域に位置合わせして露光
する。基板上には、複数(この例では6個)のデバイス
パターンを形成する。デバイスパターンの周囲にはアラ
イメントマークALMn(n=1,2,3,…)が同時
に露光、現像されている。
基板Pを処理したところ、図2に実線で示すように非線
形な伸縮が発生し、左上部に歪みが発生したとする。基
板Pの変形によって、パターンA,B,C,Dが変形す
るとともに各アライメントマークALMn(n=1,
2,3…)の配列座標もずれる。アライメントマークの
配列座標は、XYステージ2を移動してアライメントマ
ークALMnを基板アライメント系のセンサ8によって
検出し、その時のレーザ干渉計4の出力から計測するこ
とができる。
測し、次層のショット位置を補正する方法について説明
する。ショット位置の補正パラメータ、例えばショット
のオフセット、回転、投影倍率等の導出は、複数ショッ
トの画面合成により構成される1つのデバイス単位で行
われる。すなわち、デバイス21,22,23,…,2
6毎に補正パラメータを求める。各デバイスでは、ショ
ットA,B,C,Dの画面継ぎの誤差、継ぎ部の重ね合
わせ精度差及び重ね合わせ誤差が最小となるように補正
パラメータを計算する。計算には一般に統計的手法が用
いられ、最小自乗近似により値の追い込みを行う。ま
た、最大誤差が最小になるように計算を行うこともあ
る。また、継ぎ部の重ね合わせ精度差と、デバイス全面
の重ね合わせ精度では、補正パラメータが異なった値を
とることもあるので、どちらを優先するか指定したり、
または双方に対して重み付けをして補正パラメータを求
めることもできる。画面合成においては、継ぎ部の重ね
合わせ精度差を優先した方が、LCDの継ぎ部分のTF
Tの性能の差が無くなり、高性能のLCDを得ることが
できる。
ラメータを計算する例について説明する。いま、注目す
るデバイスを21とする。デバイス21の周囲に設けら
れたアライメントマークALM1,ALM2,…の設計
上の配列座標を(Xn,Yn)(図2の場合、n=1,
2,…,8)とし、設計上の配列座標からのずれ(ΔX
n,ΔYn)について次の(数1)の線形モデルを仮定
する。
の実際の配列座標(計測値)の設計値からのずれを(Δ
xn,Δyn)としたとき、このモデルを当てはめたと
きの残差の二乗和Eは次の(数2)で表される。
b,c,d,e,fを求める。これらのパラメータは、
基板のX,Y方向のスケーリング量Rx,Ry、X,Y
方向の基板Pのオフセット量Ox,Oy、ショット領域
の配列座標系の残留回転誤差θ、及び配列座標系の傾き
量(直交度)ωと、次のように関係づけられる。
f,θ=c/d,ω=−(b/a+c/d)
スケーリング量Rx,Ry、X,Y方向の基板のオフセ
ット量Ox,Oy、ショット領域の配列座標系の残留回
転誤差θ、及び配列座標系の傾き量(直交度)ωに基づ
き、デバイス21を構成する4つのパターンA,B,
C,Dがその隣接部分で連続的につなぎ合わされるとい
う条件を満たすようにして各ショット座標や回転、投影
倍率等に補正を加える。他のデバイスパターン22〜2
6を構成するショットについても、そのデバイスの周囲
に設けられたアライメントマークの配列座標に基づき同
様の計算を行って補正パラメータを求め、そのパラメー
タに従ってショット位置に補正を加えることで、ショッ
トつなぎ合わせ部での重ね合わせ誤差を小さくして次層
のパターンを露光することができる。
て重ね合わせ露光したパターンである。図5では左上部
のデバイスパターン51の重ね合わせ精度が悪かった
が、図2では改善されている。また、図6では左上部の
デバイスパターン61に関し、ショット毎の重ね合わせ
精度はよいが、画面継ぎ精度が逆に悪くなるという問題
があったが、図2によると継ぎ精度の問題も解決されて
いる。
れたアライメントマークのみの配列座標に基づいて補正
パラメータを計算したが、より多くのアライメントマー
クの配列座標をもとに補正パラメータを計算することも
できる。例えば、m個のアライメントマークの配列座標
を用い、補正パラメータを求めようとするi番目のデバ
イスパターンの中心位置から各アライメントマークAL
Mn(n=1,2,…m)間の距離Linに応じて重み
付け係数Winを与えて、(数2)と同様に残差の二乗
和Eiを次の(数3)で評価し、Eiが最小になるよう
にパラメータa〜fを決定する。
yn−ΔYn)2} 重み付け係数Winは、例えば次式(数4)で表すこと
ができる。ただし、Sは重み付けの度合いを変更するた
めのパラメータである。
場合について述べたが、その他のディスプレイパターン
や複数ショットで構成されるデバイス、例えば撮像素
子、平面センサー、リニアセンサー、サーマルヘッド等
にも本発明の方法を適用することができる。また、半導
体集積回路でも複数ショットでデバイスを構成する場
合、またマルチチップモジュール等にも適用できる。
の位置情報に基づいて各パラメータを求めたが、実際に
重ね合わせ露光をした後に、重ね合わせのずれ量を読み
取るバーニアパターンを用いて重ね合わせの誤差量を読
み取ることもできる。また、実際のデバイスの被合わせ
層のパターンと露光済パターンとから直接重ね合わせの
誤差量を例えば画像処理を用いることにより読み取り、
各パラメータを求めることもできる。
メータを求めることにより、各パラメータの信頼性を高
めることができる。すなわち、テスト露光として実際に
露光して求めた各パラメータをアライメント時のオフセ
ットとして本露光装置に入力したのちに実際のプレート
を露光することにより高精度のデバイスを作製すること
ができる。
ットを画面合成して構成されるデバイスでも画面合成に
関する精度を損なうことなく重ね合わせ露光ができ、高
精度のデバイスを作製することができる。
レーザ干渉計、5…主制御装置、6…ステージ制御装
置、7…レチクルアライメント系、8…基板アライメン
ト系、9…レチクル交換機構、10…1つのデバイスパ
ターン、21〜26,41〜46,51〜56,61〜
66…デバイスパターン、ALMn…アライメントマー
ク、M…モーター、P…基板、PL…投影レンズ、R…
レチクル
Claims (5)
- 【請求項1】 複数のショットからなるデバイスパター
ンが複数形成された基板上に次層のショットを重ねて露
光する露光方法において、 1つのデバイスを構成する複数のショットを1つの単位
としてショット位置の補正を行うことを特徴とする露光
方法。 - 【請求項2】 前記ショット位置の補正は、前記デバイ
スパターンを構成する複数のショットのつなぎ合わせ部
での重ね合わせ精度差が最小となるように行うことを特
徴とする請求項1記載の露光方法。 - 【請求項3】 前記ショット位置の補正は、前記デバイ
スパターンを構成する複数のショットのつなぎ合わせ部
での重ね合わせ精度を重視して行うことを特徴とする請
求項1記載の露光方法。 - 【請求項4】 前記ショット位置の補正は、前記重ね合
わせ露光の重ね合わせ精度を重視して行うことを特徴と
する請求項1記載の露光方法。 - 【請求項5】 前記補正は、ショット位置のシフト、回
転及び倍率であることを特徴とする請求項1〜4のいず
れか1項記載の露光方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8121940A JPH09306818A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 露光方法 |
KR1019970018304A KR100471461B1 (ko) | 1996-05-16 | 1997-05-12 | 노광방법및노광장치 |
US08/856,029 US5973766A (en) | 1996-05-16 | 1997-05-14 | Exposure method and exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8121940A JPH09306818A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 露光方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09306818A true JPH09306818A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14823701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8121940A Pending JPH09306818A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 露光方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09306818A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007142328A (ja) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Renesas Technology Corp | 半導体装置の製造方法、マスクおよび半導体装置 |
US8139218B2 (en) | 2005-07-06 | 2012-03-20 | Asml Netherlands B.V. | Substrate distortion measurement |
JP2015534102A (ja) * | 2012-08-29 | 2015-11-26 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | 変形パターン認識手法、パターン転写方法、処理デバイスモニタリング方法、及びリソグラフィ装置 |
JP2017090817A (ja) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | キヤノン株式会社 | 露光装置、及び物品の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-16 JP JP8121940A patent/JPH09306818A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8139218B2 (en) | 2005-07-06 | 2012-03-20 | Asml Netherlands B.V. | Substrate distortion measurement |
US9645512B2 (en) | 2005-07-06 | 2017-05-09 | Asml Netherlands B.V. | Substrate distortion measurement |
JP2007142328A (ja) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Renesas Technology Corp | 半導体装置の製造方法、マスクおよび半導体装置 |
JP2015534102A (ja) * | 2012-08-29 | 2015-11-26 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | 変形パターン認識手法、パターン転写方法、処理デバイスモニタリング方法、及びリソグラフィ装置 |
US9753377B2 (en) | 2012-08-29 | 2017-09-05 | Asml Netherlands B.V. | Deformation pattern recognition method, pattern transferring method, processing device monitoring method, and lithographic apparatus |
JP2017090817A (ja) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | キヤノン株式会社 | 露光装置、及び物品の製造方法 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061225 |
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A02 | Decision of refusal |
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