JPH0443408B2 - - Google Patents
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- JPH0443408B2 JPH0443408B2 JP59195271A JP19527184A JPH0443408B2 JP H0443408 B2 JPH0443408 B2 JP H0443408B2 JP 59195271 A JP59195271 A JP 59195271A JP 19527184 A JP19527184 A JP 19527184A JP H0443408 B2 JPH0443408 B2 JP H0443408B2
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- wafer
- shot
- exposed
- exposure
- stepper
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- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (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]
本発明はステツパ(Stepper;投影露光装置)
に係り、特に自動焦点合わせ(オートフオーカ
ス)機能を改善したステツパに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to a stepper (projection exposure apparatus).
In particular, the present invention relates to a stepper with an improved autofocus function.
従来、ICなど半導体装置を製造する際、フオ
トプロセスでは、フオトマスクを半導体ウエハー
(以下、ウエハーと呼ぶ)に密着して露光する露
光法が用いられていたが、半導体の目覚ましい発
展と共にウエハーが大型化し、また、光学技術も
進歩してきた関係から、5:1あるいは10:1に
縮小して、レチクリよりウエハー面に直接パター
ンを転写する縮小露光法が重用されるようになつ
てきた。 Traditionally, when manufacturing semiconductor devices such as ICs, an exposure method was used in the photo process in which a photomask was placed in close contact with a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), but with the remarkable development of semiconductors, wafers became larger. Also, as optical technology has progressed, reduction exposure methods have come to be used in which the pattern is reduced to 5:1 or 10:1 and transferred directly to the wafer surface rather than a reticle.
また、縮小投影のみならず、等倍露光にも投影
露光法が採用されており、それは、大型ウエハー
に対して大きなマスクを作成することが不要にな
り、又、密着露光による弊害(マスク傷の発生に
よる歩留・品質の低下など)をなくすることがで
きる利点があるからである。 In addition, the projection exposure method is used not only for reduction projection but also for 1x exposure, which eliminates the need to create large masks for large wafers and eliminates the negative effects of contact exposure (mask scratches). This is because it has the advantage of being able to eliminate problems such as deterioration in yield and quality due to such occurrence.
他方、リソグラフイ技術も光から電子線、X線
を用いた新しい方式が研究開発されているが、量
産的に未だ十分ではなく、依然として光方式がフ
オトプロセスの主流となつている。 On the other hand, new methods of lithography technology that use light, electron beams, and X-rays are being researched and developed, but they are not yet sufficient for mass production, and optical methods are still the mainstream of photoprocessing.
従つて、上記した投影露光法は、半導体製造に
は極めて重要で、その投影露光装置、即ち、ステ
ツパは微細パターンが高精度に、しかも歩留良く
得られることが要望されている。 Therefore, the projection exposure method described above is extremely important for semiconductor manufacturing, and the projection exposure apparatus, ie, the stepper, is required to be able to obtain fine patterns with high precision and high yield.
[従来の技術]
ところで、ステツパはその名の示すごとく、ウ
エハー面に同一パターンを繰り換えし焼付け(露
光)する露光装置であるから、通常、ウエハーを
載せたステージを1シヨツトずつ自動的に移動さ
せる駆動系、自動位置合せ(オートアライメン
ト)機能、自動焦点合せ(オートフオーカス)機
能を備えており、これらはすべて計算制御系によ
つて制御されている。[Prior Art] As the name suggests, a stepper is an exposure device that repeatedly prints (exposes) the same pattern on the wafer surface, so normally the stage on which the wafer is placed is automatically moved one shot at a time. It is equipped with a drive system, automatic alignment function, and automatic focus function, all of which are controlled by a computer control system.
第3図はステツパの概略図を示しており、1は
ウエハー、2はステージ、3は投影レンズ、4は
レチクル、5はコンデンサレンズ、6は光源で、
投影レンズ3の周囲にフオーカスセンサ7やアラ
イメントセンサ8が設けられている。又、9はス
テージ2を移動する駆動系、10は全体を制御し
ている計算制御系である。 FIG. 3 shows a schematic diagram of the stepper, in which 1 is a wafer, 2 is a stage, 3 is a projection lens, 4 is a reticle, 5 is a condenser lens, 6 is a light source,
A focus sensor 7 and an alignment sensor 8 are provided around the projection lens 3. Further, 9 is a drive system that moves the stage 2, and 10 is a calculation control system that controls the entire system.
かくして、ステージの移動、焦点合わせ、アラ
イメント、露光が自動的に順次に繰り返されて、
ウエハー面が1シヨツトずつ露光処理されるが、
ステージの移動並びにアライメントは、例えばレ
ーザ干渉計で検出制御されており、焦点合せはエ
アプローブや光ビームで計測され、自動的に制御
される。且つ、制御はすべて計算制御計によつて
極めて正確に行なわれ、1シヨツトずつ精度良く
アライメント処理される。 In this way, stage movement, focusing, alignment, and exposure are automatically repeated in sequence.
The wafer surface is exposed one shot at a time,
Movement and alignment of the stage are detected and controlled using, for example, a laser interferometer, and focusing is measured and automatically controlled using an air probe or a light beam. In addition, all controls are extremely accurately performed by a computer controller, and alignment processing is performed for each shot with high precision.
尚、ここに1シヨツトとは1回に照射する露光
部分を意味しており、1つのチツプ領域と同一面
積となる場合も多いが、必ずしも一致してはいな
い。 Note that one shot here means an exposed area that is irradiated at one time, and although the area is often the same as one chip area, it is not necessarily the same.
[発明が解決しようとする問題点]
このようなステツパにおいて、ウエハーから得
られるチツプの収率(歩留)は決して満足なもの
ではなく、それはオートフオーカス機能にも大き
な原因があるものである。[Problems to be solved by the invention] In such steppers, the yield of chips obtained from wafers is never satisfactory, and this is largely due to the autofocus function. .
即ち、自動焦点合せを行なうためのセンサ7は
投影レンズ3の周囲に設けられているから、シヨ
ツト領域が完全にウエハー面内にあつても、ウエ
ハーの最側端に達した場合には、センサ7の一部
あるいは全部が、ウエハーからはみ出して、検出
不能になることがある。 That is, since the sensor 7 for automatic focusing is provided around the projection lens 3, even if the shot area is completely within the wafer plane, when the most side edge of the wafer is reached, the sensor 7 Part or all of 7 may protrude from the wafer and become undetectable.
第4図はそれを説明するための図を示してお
り、同図aはウエハーの部分平面図、同図bはそ
のA,A′断面図である。図において、シヨツト
領域aでは3つのエアプローブ17はウエハー1
1面上にあるが、シヨツト領域bでは3つのエア
プローブ17x,17y,17zのうち、プロー
ブ17zがウエハー11上からはみ出している。 FIG. 4 shows diagrams for explaining this. FIG. 4A is a partial plan view of the wafer, and FIG. 4B is a cross-sectional view of A and A'. In the figure, three air probes 17 are connected to the wafer 1 in the shot area a.
However, among the three air probes 17x, 17y, and 17z, the probe 17z protrudes from above the wafer 11 in the shot area b.
そうすると、そのはみ出したエアプローブ17
zに表れるエア圧は著しく低下する。エア圧が一
定値より低下すると、計測不能になり、その場
合、そのシヨツト領域の露光を中止して、次のス
テツプに移動するようになつており、そうすれ
ば、そのシヨツト領域は未露光のまま放置され、
その領域にはチツプが作成されなくなる。従つ
て、ウエハー歩留の低下を来たすわけである。 Then, the protruding air probe 17
The air pressure appearing at z drops significantly. If the air pressure drops below a certain value, it becomes impossible to measure, and in that case, the exposure of that shot area is stopped and the process moves to the next step, so that the shot area remains unexposed. left alone,
Chips will no longer be created in that area. Therefore, the wafer yield is reduced.
このような問題は、最近、高集積化・高密度化
されて、チツプ面積が広くなつてきたために、そ
の影響が益々大きくなつてきており、例えば、直
径6インチのウエハー面に、15mm×10mm角の大き
さのチツプを作成する場合、露光が中止になるシ
ヨツト数に原因擦るチツプ歩留の低下は約10%に
も及んでいる。 These problems have become more and more significant as chip areas have become wider due to higher integration and density. When making square-sized chips, the chip yield decreases by about 10% due to the number of shots where exposure is stopped.
本発明はこのような問題点を解消させ、ウエハ
ー面から得られるチツプの歩留を向上させるため
のステツパを提案するものである。 The present invention proposes a stepper for solving these problems and improving the yield of chips obtained from the wafer surface.
[問題点を解決するための手段]
その目的は、自動焦点合せ機能を備え、1シヨ
ツトずつ移動して露光を繰り返えすステツパにお
いて、露光をしようとするシヨツト領域に自動焦
点合せをおこなつた際、複数のフオーカスセンサ
の一部もしくは全部が計測不能になつた場合に、
隣接する既露光シヨツト領域における、複数のフ
オーカスセンサの計測値から、前記露光しようと
するシヨツト領域の補正値を求めて、自動焦点合
せをおこなうようにしたステツパによつて達成で
きる。[Means for solving the problem] The purpose is to automatically focus on the shot area to be exposed in a stepper that is equipped with an automatic focusing function and can repeat exposure by moving one shot at a time. When some or all of the multiple focus sensors become unable to measure,
This can be achieved by using a stepper that performs automatic focusing by determining a correction value for the shot area to be exposed from the measurement values of a plurality of focus sensors in adjacent exposed shot areas.
[作用]
即ち、露光予定シヨツト領域でフオーカスセン
サが計測不能になつた場合、それはウエハーの最
外端にあるシヨツトであるから、その前に計測し
た近傍の既露光シヨツト計測値から、ウエハーの
傾き(傾斜度)を比例的に計算し、その補正値に
よつて自動焦点合せを行なうものである。[Operation] In other words, if the focus sensor becomes unable to measure in the shot area scheduled for exposure, since this is the shot at the outermost edge of the wafer, the measurement value of the wafer can be determined from the previously measured values of the nearby exposed shots. The inclination (degree of inclination) is calculated proportionally, and automatic focusing is performed using the corrected value.
そうすれば、ウエハー周囲に、未露光のまま残
るシヨツト領域がなくなつて、ウエハーのチツプ
歩留を向上することができる。 In this way, there will be no shot area left unexposed around the wafer, and the chip yield of the wafer can be improved.
[実施例]
以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説
明する。[Examples] Hereinafter, examples will be described in detail with reference to the drawings.
第1図はウエハーの平面図を例示しており、ウ
エハー21の面上の多数のシヨツト領域を図示し
ている。今、シヨツト領域k,1,mと順次に露
光処理してきた後、次いでシヨツト領域nを露光
するために、ステージ移動して、更にオートフオ
ーカス機能によつて、3つのエアプローブセンサ
で計測したとする。 FIG. 1 illustrates a top view of a wafer, illustrating a number of shot areas on the surface of wafer 21. FIG. After sequentially exposing shot areas k, 1, and m, the stage was moved to expose shot area n, and measurements were taken using three air probe sensors using the autofocus function. shall be.
そうすると、3つのエアプローブのうち、1つ
のプローブ17zがウエハー11上からはみ出し
て、エア圧が著しく低下し、計測不能となつたと
する。 Assume that one of the three air probes 17z protrudes from above the wafer 11, and the air pressure drops significantly, making measurement impossible.
その場合、既露光シヨツト領域k,1,mの計
測値から、そのシヨツト領域におけるウエハー面
の傾斜を計算制御系に記憶させておいて、その傾
斜から露光しようとするシヨツト領域nの傾斜を
比例的に計算する。 In that case, the slope of the wafer surface in that shot area is stored in the calculation control system from the measured values of the exposed shot areas k, 1, and m, and the slope of the shot area n to be exposed is proportionally calculated from that slope. Calculate accurately.
即ち、3つのエアプローブ17x,17y,1
7zによつて各シヨツト領域k,1,mで測つた
測定値から、そのシヨツト領域の傾斜度θk,θ1,
θmを求めて計算制御系に記憶させておく。第2
図はウエハーの部分断面図を示し、その傾斜度
θk,θ1,θmを図示している。 That is, three air probes 17x, 17y, 1
From the measured values measured in each shot region k, 1, m by 7z, the slope degree θk, θ1,
Determine θm and store it in the calculation control system. Second
The figure shows a partial cross-sectional view of the wafer, and its inclinations θk, θ1, and θm are illustrated.
そうすれば、この傾斜度から次のようにしてシ
ヨツト領域nの傾斜度θnが計算される。 Then, from this degree of inclination, the degree of inclination θn of the shot region n is calculated as follows.
θ1=θk+a1
θm=θ1+a2
θn=θm+a3
θm−θe/θe−θk=a2/a1=r
とすると、
θn=θm+r2a1
この値から、シヨツト領域nの焦点合せをおこ
なつて、露光処理する。尚、このように計算処理
した場合、次は隣接した部分にはステージを移動
させずに、他方向に移動する。それは、従来と同
様であり、本発明はエアプローブ(フオーカスセ
ンサ)が計測しようとして、計測不能になつた時
のみ、上記計算によつて焦点合せをおこなつて、
露光処理するものである。 θ1=θk+a 1 θm=θ1+a 2 θn=θm+a 3 θm−θe/θe−θk=a 2 /a 1 =r, then θn=θm+r 2 a 1From this value, focus the shot area n. , exposure processing. Note that when calculation processing is performed in this manner, next time the stage will not be moved to the adjacent portion, but will be moved in the other direction. This is the same as the conventional method, and the present invention performs focusing using the above calculation only when the air probe (focus sensor) tries to measure and becomes unable to measure.
It is exposed to light.
かようにすれば、ウエハー周囲に広い未露光領
域を残存させることがなくなつて、チツプ歩留を
上げることができる。 In this way, there is no need to leave a large unexposed area around the wafer, and the chip yield can be increased.
且つ、これらの計算はステツパに付属した計算
制御系10内でおこなわれ、そのため傾斜度を記
憶する専用メモリが制御系に設けられる。 Further, these calculations are performed within a calculation control system 10 attached to the stepper, and therefore a dedicated memory for storing the slope is provided in the control system.
[発明の効果]
以上の実施例の説明から明らかなように、本発
明にかかるステツパによれば、未露光シヨツト領
域をなくすることができて、ウエハーでのチツプ
歩留を著しく向上させることができる。[Effects of the Invention] As is clear from the description of the embodiments above, the stepper according to the present invention can eliminate unexposed shot areas and significantly improve the chip yield on wafers. can.
従つて、本発明にかかるステツパは、ICなど
半導体装置のコストダウンに大きく寄与するもの
である。 Therefore, the stepper according to the present invention greatly contributes to cost reduction of semiconductor devices such as ICs.
第1図は本発明を説明するためのウエハー平面
図、第2図はそのウエハーのA,A′断面図、第
3図はステツパの概要図、第4図aおよびbは従
来の問題点を説明するためのウエハーの部分平面
図とその断面図である。
図において、1,11,21はウエハー、2は
ステージ、3は投影レンズ、7はフオーカスセン
サ、8はアライメントセンサ、9はステージ駆動
系、10は計算制御系、17x,17y,17z
はエアプローブ、a,b,k,1,m,nはシヨ
ツト領域、θk,θ1,θm,θnはシヨツト領域の傾
斜度、を示している。
Fig. 1 is a plan view of a wafer for explaining the present invention, Fig. 2 is a sectional view of the wafer at A and A', Fig. 3 is a schematic diagram of a stepper, and Figs. 4 a and b illustrate conventional problems. FIG. 2 is a partial plan view and a cross-sectional view of a wafer for explanation. In the figure, 1, 11, 21 are wafers, 2 is a stage, 3 is a projection lens, 7 is a focus sensor, 8 is an alignment sensor, 9 is a stage drive system, 10 is a calculation control system, 17x, 17y, 17z
is an air probe, a, b, k, 1, m, and n are shot areas, and θk, θ1, θm, and θn are slopes of the shot areas.
Claims (1)
動して露光を繰り返えすステツパにおいて、露光
しようとするシヨツト領域に自動焦点合せをおこ
なつた際、複数のフオーカスセンサの一部もしく
は全部が計測不能になつた場合に、隣接する既露
光シヨツト領域における、複数のフオーカスセン
サの計測値から、前記露光しようとするシヨツト
領域の補正値を求めて、自動焦点合せをおこなう
ようにしたことを特徴とするステツパ。1 In a stepper that is equipped with an automatic focusing function and can repeat exposure by moving one shot at a time, when automatic focusing is performed on the shot area to be exposed, some or all of the multiple focus sensors take measurements. If the exposure becomes impossible, a correction value for the shot area to be exposed is determined from measurement values of a plurality of focus sensors in adjacent exposed shot areas, and automatic focusing is performed. Steppa to do.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195271A JPS6172253A (en) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | Stepper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195271A JPS6172253A (en) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | Stepper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172253A JPS6172253A (en) | 1986-04-14 |
| JPH0443408B2 true JPH0443408B2 (en) | 1992-07-16 |
Family
ID=16338377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59195271A Granted JPS6172253A (en) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | Stepper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6172253A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63228719A (en) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Reduction stepper |
| JPH0774089A (en) * | 1994-03-14 | 1995-03-17 | Nikon Corp | Projection exposure device |
| JP3610834B2 (en) * | 1999-08-17 | 2005-01-19 | 松下電器産業株式会社 | Surface position detection method |
| US20050134865A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-06-23 | Asml Netherlands B.V. | Method for determining a map, device manufacturing method, and lithographic apparatus |
-
1984
- 1984-09-17 JP JP59195271A patent/JPS6172253A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6172253A (en) | 1986-04-14 |
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