JPH0443407B2 - - Google Patents

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JPH0443407B2
JPH0443407B2 JP59015800A JP1580084A JPH0443407B2 JP H0443407 B2 JPH0443407 B2 JP H0443407B2 JP 59015800 A JP59015800 A JP 59015800A JP 1580084 A JP1580084 A JP 1580084A JP H0443407 B2 JPH0443407 B2 JP H0443407B2
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JP59015800A
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JPS60160613A (ja
Inventor
Hideji Sugyama
Shuji Shoda
Eiichi Yasukura
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Hitachi Ltd
Hitachi Science Systems Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Measurement Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0443407B2 publication Critical patent/JPH0443407B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数枚の原画を順次被露光物上に転
写する投影露光方法に係り、特に半導体ウエハ上
に回路パターンを転写するのに好適な投影露光方
法に関する。
〔発明の背景〕
高集積半導体は、被露光物である半導体ウエハ
(以下ウエハと称する)上に複数枚の原画の模様
を順次重ねて転写することにより得られる。第1
図は、高集積半導体を製造するために使用される
投影露光装置の概要を示したものである。
第1図においてXYステージ10には、駆動モ
ータ12,14が取り付けてあり、上面にウエハ
16が固定できるようになつている。駆動モータ
12,14は、定められたピツチを持つてXYス
テージを図に示したX方向とY方向にいわゆるス
テツプアンドリピートして移動させる。そして、
XYステージ10の位置は、複数のプリズム18
を介してレーザ測長器20により検出され、
0.05μm程度の精度をもつて位置決め制御される。
ウエハ16の上方には、縮小レンズ22が配置
してあり、さらにその上方にパターン原版(レチ
クル)24を固定する原版載置台26が設けてあ
る。パターン原版24には、詳細を後述する照射
孔28,30が所定の位置に形成されている。ま
た、パターン原版24には、露光照明装置32か
らの光がコンデンサレンズ34を介して投射され
る。
前記したウエハ16上には、検出パターン36
が転写されており、この転写パターン36を一対
のパターン検出装置40,50により検出できる
ようになつている。各パターン検出装置40,5
0は、それぞれパターン検出器41,51、コリ
メータ42,52、ハーフミラー43,53、ミ
ラー44,54及び照明装置45,55を有して
いる。
ウエハ16は、第2図に示すように複数のチツ
プ60からなつており、各チツプ60には検出パ
ターン36が転写されている。
上記のごとく構成した投影露光装置によるパタ
ーンの転写は、従来次のごとくして行なわれてい
た。まず、ウエハ16上を配置したXYステージ
10を所定の位置に停止させ、原版載置台26上
に最初のパターン原版24を固定する。そして、
露光照明装置32からコンデンサレンズ34を介
してパターン原版24に光を集束して投射する。
パターン原版24を透過した光は、縮小レンズ2
2内に入り、ウエハ16上にパターン原版24に
描かれている模様を結像する。そして、ひとつの
チツプ60に模様が転写されると、次のチツプに
模様を転写するため、図示しない制御装置により
駆動モータ12,14が駆動され、XYステージ
を1ステツプだけ移動させる。このXYステージ
の移動量は、レーザ測長器20より検出され、
0.05μm程度の位置決め制度を持つて制御される。
このようにしてウエハ16に形成したすべてのチ
ツプ60に模様が転写されると、原版載置台26
上に次のパターン原版24が固定され、同様にし
てウエハ16上に模様を重ねて転写していく。こ
の時、すでに転写してあるウエハ16上の模様
と、次のパターン原版24に描かれた模様とを、
制度良く整合して重ね合せる必要がある。この模
様の重ね合せは、従来次のごとくして行なつてい
た。
まず、パターン検出装置40,50の照明装置
45,55からハーフミラー43,53に光を投
射する。光は、ハーフミラー43,53及びミラ
ー44,54により反射された後、パターン原版
24に形成した照射孔28,30を通つて縮小レ
ンズ22に導かれ、ウエハ16上に照射される。
この光は、さらにウエハ16により反射され、ウ
エハ16上の検出パターン36の像をパターン原
版24上に拡大して結像させる。この拡大した検
出パターン36の像は、ミラー44,54におい
て反射され、ハーフミラー43,53とコリメー
タ42,52を通つてパターン検出器41,51
に導かれる。そこで、ウエハ16上の測定点とし
て、予め定めてある一対のチツプ60a,60b
内の検出パターン36a,36bを同時にまたは
順次検出し、ウエハ16に転写してある前段の模
様の配列状態を求めていた。そして、これら検出
パターン36a,36bのパターン原版24上に
結像された位置と、パターン原版24に描かれて
いる検出マークの位置との相対誤差を検知し、こ
の相対誤差を制御装置にフイードバツクさせて
XYステージ10を相対誤差が無くなるように移
動させ、次の模様を転写していた。しかし、従来
のこの方法による時は、検出した検出パターン3
6a,36bの内のひとつまたは両者が共に誤検
出であつた場合、この誤検出を検知する方法がな
く、ウエハ16上の模様とパターン原版24に描
かれた模様との整合が充分図かれないままパター
ン原版24の模様が転写され、高集積半導体製造
工程における不良発生の大きな原因となつてい
た。
〔発明の目的〕
本発明は、すでに転写してある被露光物上の模
様と、次に転写する原画との整合を図ることがで
きる投影露光方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は複数枚の原画の模様が順次重ねられて
転写される被露光物上の3点の検出マークを検出
し、これら各検出マーク間の相対位置を求めて設
計値と比較し、相対位置の中に設計値一致しない
ものがあるときは順次検出マーク数の検出数を増
加させ、少なくとも2以上の検出マークが正しく
検出されていることを確認し、これら2以上の正
しく検知されている検出マークに基づいて被露光
物上にすでに転写してある前段の模様と、次に転
写すべき後段の原画の模様との整合を図ることに
より、前記目的を達成できるように構成したもの
である。
〔発明の実施例〕
本発明に係る投影露光方法の好ましい実施例
を、添付図面に従つて詳説する。
第3図は、本発明に係る投影露光方法における
実施例の検出すべき検出マークの位置を示したも
ので、第4図にその位置関係の詳細を示した。第
3図及び第4図において、ウエハ16に形成され
た多数のチツプ60の各々には、同一の模様が転
写されており、同一位置に検出マークが形成され
ている。検出される検出マークはチツプ60a,
60b,60c,60d内の検出マークT1,T2
T3,T4である。これら各検出マークの座標は、
T1(x1,y1),T2(x2,y2),T3(x3,y3),T4(x4
y4)とする。そして、チツプ60a,60bは、
それぞれn個のチツプが1列に並んだ両端に位置
し、チツプ60cはチツプ60a,60b間の中
央に、チツプ60dはチツプ60a,60c間の
中央にそれぞれ位置している。そして、各チツプ
の大きさは、X×Yとする。
このような条件においてチツプ60a,60b
間の中心間距離は、検出パターンT1,T2間の距
離に相当し、XYステージによる露光点の位置決
め、誤差が0であれば、 1 2=|y1−y2|=L=(n−1)Y が成立する。そして、検出パターンT1〜T3にお
いて、もしXYステージの位置決め誤差が0であ
り、正しい検出パターンを検出しているのであれ
ばx方向、y方向座標について各々次式か成り立
つ。
||y1−y2|/L=|y1−y3|/L/2|=0 …(1) ||x1−x2|/L=|x1−x3|/L/2|=0 …(2) しかし実際にはステージ位置決め誤差が約
0.05μm程度はあるため、3つの検出マークT1
T3が共に正検出である条件は下記の通りになる。
||y1−y2|/L=|y1−y3|/L/2|≦C …(3) ||x1−x2|/L=|x1−x3|/L/2|≦C …(4) ここに、Cは、上記の検出誤差とウエハ16の
伸縮を考慮した0.1μm程度の値となる。
次に、正しい検出マークを検出しているか否か
の判断方法を、第5図に従つて詳説する。
図示しない露光機の制御装置は、ステツプ101
において3つのチツプ60a,60b,60cの
各検出マークT1,T2,T3を検出する。そして、
ステツプ102において(3)式の計算を行ない、(3)式
が満たされている時はステツプ103に進む。そし
て、検出マークT1,T2のデータを基に各チツプ
の重ね合わせのための露光点のy座標を算出し、
ステツプ104に進み(4)式が成立するか否かを判断
する。(4)式が満足されている時は、ステツプ105
に進みy座標と同様にx座標を算出し、露光機は
重ね合せのための露光動作に移行する。
制御装置は、ステツプ102において(3)式が成立
しないことを発見した時は、ステツプ106に進み、
4チツプ目の60d中の検出パターンT4を検出
し、ステツプ107に進み、次の(5)〜(10)式の計算を
行なう。
||y1−y2|/L−|y1−y4|/(L/2)−2Y|≦
C…(5) ||y1−y2|/L−|y4−y2|/(L/2)+2Y|≦
C…(6) ||y1−y3|/L/2−|y1−y4|/(L/2)−2Y
|≦C…(7) ||y1−y3|/L/2−|y4−y3|/2Y|≦C …(8) | |y3−y2|/L/2−|y4−y2|/(L/2)−2Y
|≦C…(9) ||y3−y2|/L/2−|y4−y3|/2Y|≦C…(10) そして、4つの検出パターンT1〜T4の内、3
つが正しいものである時の条件は、上記(5)〜(10)式
を満足するものが2以上存在する必要がある。そ
こで、制御装置は、ステツプ107の計算結果によ
りステツプ108において(5)〜(10)式を満足するもの
が2以上あるか否かを判断し、満足するものが2
以上ある時には、ステツプ109において正しい3
つの検出マークのy座標に基づき自動的に各露光
点の座標を算出し、露光機が重ね合せのための露
光動作に移項する。もしステツプ108において(5)
〜(10)式を満足するものが2以上無いことが判明し
たときには、ステツプ110に進み、露光機は自動
検出動作を停止し、オペレータの目視検出に移項
する。
ステツプ109においてy座標の算出をした自動
制御装置は、前記したステツプ104に進み(4)式の
計算を行ない、(4)式が満足されない時はステツプ
111に進み、4チツプ目を検出した後、ステツプ
112に進み、ステツプ112においては次の(11)〜
(16)式の計算を行なう。
|x1−x2|/L−|x1−x4|/(L/2)−2Y≦C…
(11) |x1−x2|/L−|x4−x2|/(L/2)+2Y≦C…
(12) |x1−x3|/L/2−|x1−x4|/(L/2)−2Y≦
C…(13) |x1−x3|/L/2−|x4−x3|/2Y≦C …(14) |x3−x2|/L/2−|x4−x2|/(L/2)−2Y≦
C…(15) |x3−x2|/L/2−|x4−x3|/2Y|≦C…(16) その後、自動制御装置は、ステツプ113におい
て(11)〜16)式の内の2以上が満足されている
か否かを判断する。制御装置は、ステツプ113に
おいて(11)〜(16)式の内の2以上が満足され
ていると判断した時には、ステツプ114に進み、
y座標と同様に自動的にx座標の算出を行ない、
露光機が重ね合せのための露光動作に移項する。
反対に、ステツプ113において(11)〜(16)式
を満足するものが2以上無い時は、ステツプ115
に進み、露光機は自動検出動作を停止し、オペー
レータの目視検出に移項する。
なお、前記したごとく検出される各チツプ60
a,60b,60c,60dは、一直線上に配置
されている。従つて、x座標に関する条件式は、
y座標における条件式と同様に表現したが、実際
には各検出パターン間を結ぶ直線の基準線に対す
る傾きを求めている。
以上のようにウエハ16上の3個以上の検出マ
ークを検出し、各検出マーク間の相互位置を算出
して設計値と比較することにより、正しい位置の
検出マークに基づいて模様の重ね合せを行なうた
め、模様の整合がとれ、不良品の発生を防止する
ことができる。
前記実施例においては検出すべき各チツプが直
線上に配置されている場合について説明したが、
検出すべき各チツプは、直線上に配置されている
必要はない。また、前記実施例においては高集積
半導体のパターン転写について説明したが、高集
積半導体に限定されないことはもちろんである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、すでに転
写してある被露光物上の模様と、その模様の上に
転写する原画の模様との整合を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は投影露光装置の概略説明図、第2図は
従来のウエハ上に形成された模様の重ね合せのた
めに検出される検出パターンの位置を示す図、第
3図は本発明に係る投影露光方法における検出す
べき検出パターンの位置を示す図、第4図は第3
図の検出すべき検出パターンの位置関係を示す詳
細図、第5図は検出した検出パターンが正しいも
のであるか否かを判断する流れ図である。 10……XYステージ、12,14……駆動モ
ータ、16……ウエハ、20……レーザ測長器、
22……縮小レンズ、24……パターン原版、3
2……露光照明装置、34……コンデンサレン
ズ、36,36a,36b,T1〜T4……検出パ
ターン、40,50……パターン検出装置、4
1,51……パターン検出器、60,60a〜6
0d……チツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 表面上に複数枚の原画の模様が順次重ねられ
    て転写される被露光物を、2次元的に移動可能な
    ステージ上に配置し、前記被露光物上に転写した
    前段の模様中の検出マークを検出し、前記ステー
    ジを介して前記検出マークを基準位置に移動させ
    て前記被露光物上の前段の模様と後段の前記原画
    の模様とを重ね、投影装置により前記原画の模様
    を前記被露光物に転写する投影露光方法におい
    て、前記被露光物上に転写した前段の模様中の少
    なくとも3点以上の検出マークを検出し、これら
    検出した各検出マーク間の相対位置を求めて設計
    値と比較し、両者の差が予め定めた誤差範囲内に
    あるか否かを判定して前記検出した各検出マーク
    の検出が誤検出か否かをチエツクした後、前記被
    露光物上の前段の模様上に前記後段の原画の模様
    を重ねて転写することを特徴とする投影露光方
    法。 2 前記少なくとも3点以上の検出マークの検出
    は、最初に検出した3点の検出マークのうちに誤
    検出が含まれていると判断したときに新たな検出
    マークを検出し、これら4点間の相対位置を求め
    て前記設計値と比較することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の投影露光方法。
JP59015800A 1984-01-31 1984-01-31 投影露光方法 Granted JPS60160613A (ja)

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JP59015800A JPS60160613A (ja) 1984-01-31 1984-01-31 投影露光方法

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JPS60160613A JPS60160613A (ja) 1985-08-22
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Families Citing this family (6)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2610815B2 (ja) * 1985-09-19 1997-05-14 株式会社ニコン 露光方法
JP2661015B2 (ja) * 1986-06-11 1997-10-08 株式会社ニコン 位置合わせ方法
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JP2629659B2 (ja) * 1996-04-22 1997-07-09 株式会社ニコン 回路パターン形成方法

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