JPH09148217A - 位置合わせ方法 - Google Patents
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- JPH09148217A JPH09148217A JP7299820A JP29982095A JPH09148217A JP H09148217 A JPH09148217 A JP H09148217A JP 7299820 A JP7299820 A JP 7299820A JP 29982095 A JP29982095 A JP 29982095A JP H09148217 A JPH09148217 A JP H09148217A
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- 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
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- 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
-
- 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
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/975—Substrate or mask aligning feature
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
(57)【要約】
【課題】 レチクルパターン像の回転成分のオフセット
補正不良を解消し、スループットの高速化を図る。 【解決手段】 S101でウエハ上のショット領域に最
初のレチクルパターン像を露光し、S103でウエハ中
心に対して点対称の位置にあるチップの各ショット領域
中心にLSAマークを形成する。S105〜109でウ
エハのプリアライメント、回転補正、LSAマークの位
置計測を行なう。S111で設計値と実測値とから最小
自乗法で誤差パラメータを求め、S113〜117で新
しいチップ配列マップを作成し、それに従って2番目以
降のレチクルパターンを露光する。
補正不良を解消し、スループットの高速化を図る。 【解決手段】 S101でウエハ上のショット領域に最
初のレチクルパターン像を露光し、S103でウエハ中
心に対して点対称の位置にあるチップの各ショット領域
中心にLSAマークを形成する。S105〜109でウ
エハのプリアライメント、回転補正、LSAマークの位
置計測を行なう。S111で設計値と実測値とから最小
自乗法で誤差パラメータを求め、S113〜117で新
しいチップ配列マップを作成し、それに従って2番目以
降のレチクルパターンを露光する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置製
造プロセスにおいてウエハ上の各ショット領域に順次レ
チクルパターン像を露光装置で転写する際の位置合わせ
方法に関し、特に、アライメントマークを用いる位置合
わせ方法に関する。
造プロセスにおいてウエハ上の各ショット領域に順次レ
チクルパターン像を露光装置で転写する際の位置合わせ
方法に関し、特に、アライメントマークを用いる位置合
わせ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体記憶装置製造に用いら
れる露光装置として、ステッパと呼ばれる装置が知られ
ている。このステッパは、ウエハを投影レンズ下でステ
ップ移動させながら、レチクル上に形成されているパタ
ーン(レチクルパターン)を投影レンズで縮小して、1
枚のウエハ上の各ショット領域に順次露光していくもの
である。
れる露光装置として、ステッパと呼ばれる装置が知られ
ている。このステッパは、ウエハを投影レンズ下でステ
ップ移動させながら、レチクル上に形成されているパタ
ーン(レチクルパターン)を投影レンズで縮小して、1
枚のウエハ上の各ショット領域に順次露光していくもの
である。
【0003】このステッパには、アライメント精度を向
上させるために、従来からさまざまな工夫がなされてき
た。このアライメント精度を向上させる従来の方法の一
例が特開昭61−44429号公報に開示されている。
上させるために、従来からさまざまな工夫がなされてき
た。このアライメント精度を向上させる従来の方法の一
例が特開昭61−44429号公報に開示されている。
【0004】図5は、特開昭61−44429号公報に
開示されている従来の位置合わせ方法に用いられるエン
ハンスメント・グローバル・アライメント(EGA)法
の露光シーケンスを概略的に示すフローチャートであ
る。
開示されている従来の位置合わせ方法に用いられるエン
ハンスメント・グローバル・アライメント(EGA)法
の露光シーケンスを概略的に示すフローチャートであ
る。
【0005】図5を参照して、ステップS401(以
下、ステップと略す)で、最初のレチクルパターンを、
ウエハ上の各ショット領域上に露光し、最初のレチクル
パターンの投影像(レチクルパターン像)を転写する。
これがチップの第1層目となる。そして、S403で、
アライメントマーク(LSAマーク)を、転写された最
初のレチクルパターン像の全ショット領域のうち予め選
択された所定のショット領域の領域端に形成する。
下、ステップと略す)で、最初のレチクルパターンを、
ウエハ上の各ショット領域上に露光し、最初のレチクル
パターンの投影像(レチクルパターン像)を転写する。
これがチップの第1層目となる。そして、S403で、
アライメントマーク(LSAマーク)を、転写された最
初のレチクルパターン像の全ショット領域のうち予め選
択された所定のショット領域の領域端に形成する。
【0006】続いて、S405で、ウエハのオリエンテ
ーションフラット(ウエハの輪郭の直線部分)を用い
て、ウエハの原点設定(プリアライメント)を行なう。
すなわち、オリエンテーションフラットが、ウエハステ
ージ上で一定の方向に向くように粗く位置決めされ、ウ
エハホールド上に載置され、真空吸着される。その後、
S407で、各ショット領域に形成されたウエハグロー
バルアライメント(WGA)マーク(図示せず)を用い
て、ウエハの全体の位置合わせ(グローバルアライメン
ト)が行なわれる。これは、露光装置に設けられた座標
軸を基準にWGAマークを合わせることにより、ウエハ
の回転補正を行なうものである。これにより、ウエハ上
の複数のチップ(ショット領域)は、この直交する座標
に沿って、マトリックス状に配列された状態となる。
ーションフラット(ウエハの輪郭の直線部分)を用い
て、ウエハの原点設定(プリアライメント)を行なう。
すなわち、オリエンテーションフラットが、ウエハステ
ージ上で一定の方向に向くように粗く位置決めされ、ウ
エハホールド上に載置され、真空吸着される。その後、
S407で、各ショット領域に形成されたウエハグロー
バルアライメント(WGA)マーク(図示せず)を用い
て、ウエハの全体の位置合わせ(グローバルアライメン
ト)が行なわれる。これは、露光装置に設けられた座標
軸を基準にWGAマークを合わせることにより、ウエハ
の回転補正を行なうものである。これにより、ウエハ上
の複数のチップ(ショット領域)は、この直交する座標
に沿って、マトリックス状に配列された状態となる。
【0007】S409で、ウエハが載置されているウエ
ハステージを設計上のチップの配列を表わす配列座標
(チップ配列マップ)に基づいて移動させ、レーザステ
ップアライメント(LSA)光学系により誤差検出用と
して予め設定された複数のショット領域の各ショット領
域端に形成されたアライメントマーク(LSAマーク)
の位置を計測する。それと同時に、レーザ干渉計によっ
てウエハステージの位置を計測する。そして、これらの
計測値を基に、既に転写されたウエハ上の最初のレチク
ルパターン像とチップ配列マップとのずれ、すなわち、
これから転写される2番目以降のレチクルパターン像と
の位置の誤差(ずれ)を検出する。そして、検出された
上記各ショット領域における位置合わせの誤差(ずれ)
のウエハステージ上の位置座標(最初のレチクルパター
ン像の座標)からの偏差を求める。S411で、S40
9で求められた偏差の平均値を補正値(誤差パラメー
タ)として算出する。S413で、この誤差パラメータ
と設計上のチップの配列座標とから、各ショット領域
(最初のレチクルパターン像)の回転、直交、オフセッ
ト、およびスケーリング補正された新しいチップ配列マ
ップを作成する。そして、S415で、この補正された
新しいチップ配列マップに従って、ステップアンドリピ
ート方式によりウエハステージの移動を行ない、S41
7で、2番目(2層目)以降の各レチクルパターンを露
光する。
ハステージを設計上のチップの配列を表わす配列座標
(チップ配列マップ)に基づいて移動させ、レーザステ
ップアライメント(LSA)光学系により誤差検出用と
して予め設定された複数のショット領域の各ショット領
域端に形成されたアライメントマーク(LSAマーク)
の位置を計測する。それと同時に、レーザ干渉計によっ
てウエハステージの位置を計測する。そして、これらの
計測値を基に、既に転写されたウエハ上の最初のレチク
ルパターン像とチップ配列マップとのずれ、すなわち、
これから転写される2番目以降のレチクルパターン像と
の位置の誤差(ずれ)を検出する。そして、検出された
上記各ショット領域における位置合わせの誤差(ずれ)
のウエハステージ上の位置座標(最初のレチクルパター
ン像の座標)からの偏差を求める。S411で、S40
9で求められた偏差の平均値を補正値(誤差パラメー
タ)として算出する。S413で、この誤差パラメータ
と設計上のチップの配列座標とから、各ショット領域
(最初のレチクルパターン像)の回転、直交、オフセッ
ト、およびスケーリング補正された新しいチップ配列マ
ップを作成する。そして、S415で、この補正された
新しいチップ配列マップに従って、ステップアンドリピ
ート方式によりウエハステージの移動を行ない、S41
7で、2番目(2層目)以降の各レチクルパターンを露
光する。
【0008】以上のようにして、オフセット補正、回転
補正、直交度補正、スケーリング補正による6つの補正
値(誤差パラメータ)を用いて、より精度よく重ね合わ
されたパターン像を得ることが可能となる。
補正、直交度補正、スケーリング補正による6つの補正
値(誤差パラメータ)を用いて、より精度よく重ね合わ
されたパターン像を得ることが可能となる。
【0009】特開平6−349705号公報に開示され
ている位置合わせ方法は、上記4つの補正値(誤差パラ
メータ)に、レチクルパターン像自身の回転(チップロ
ーテーション)や線形伸縮(チップスケーリング)、さ
らにレンズのディストーション(歪曲収差)などによっ
て生じるチップの直交度の歪みによるパターン像内のず
れを補正するための6つの補正値を加えた、10の補正
値(誤差パラメータ)を用いる方法であって、ショット
領域の中心に対して点対称に形成された4つ(複数)の
LSAマークの位置を実際に計測して、その位置座標
と、設計上の配列座標位置とのずれを求め、EOA演算
により補正値(誤差パラメータ)を求めて、この結果に
基づいてパターン像の位置合わせを行なっている。
ている位置合わせ方法は、上記4つの補正値(誤差パラ
メータ)に、レチクルパターン像自身の回転(チップロ
ーテーション)や線形伸縮(チップスケーリング)、さ
らにレンズのディストーション(歪曲収差)などによっ
て生じるチップの直交度の歪みによるパターン像内のず
れを補正するための6つの補正値を加えた、10の補正
値(誤差パラメータ)を用いる方法であって、ショット
領域の中心に対して点対称に形成された4つ(複数)の
LSAマークの位置を実際に計測して、その位置座標
と、設計上の配列座標位置とのずれを求め、EOA演算
により補正値(誤差パラメータ)を求めて、この結果に
基づいてパターン像の位置合わせを行なっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−349705号公報の位置合わせ方法のように、各
ショット領域にLSAマークが複数あると、それらすべ
てのLSAマークの位置を計測するのに時間がかかって
しまい、スループットを低下させるという問題点があっ
た。
6−349705号公報の位置合わせ方法のように、各
ショット領域にLSAマークが複数あると、それらすべ
てのLSAマークの位置を計測するのに時間がかかって
しまい、スループットを低下させるという問題点があっ
た。
【0011】図6は、特開昭61−44429号公報の
従来の位置合わせ方法に用いられているショット領域の
中心にLSAマークAMを形成した場合の最初のレチク
ルパターン像の設計上の配列座標と実際に計測された位
置座標との誤差(ずれ)の検出の様子を示す図である。
従来の位置合わせ方法に用いられているショット領域の
中心にLSAマークAMを形成した場合の最初のレチク
ルパターン像の設計上の配列座標と実際に計測された位
置座標との誤差(ずれ)の検出の様子を示す図である。
【0012】図6(a)を参照して、アライメントマー
クAMは、最初のレチクルパターン像のショット領域5
01の端に形成されている。
クAMは、最初のレチクルパターン像のショット領域5
01の端に形成されている。
【0013】図6(b)を参照して、たとえば、最初の
レチクルパターン像503の実測位置座標が、本来の設
計上の位置座標より、x方向にaだけずれており、さら
に回転量θを含んでいるものとする。
レチクルパターン像503の実測位置座標が、本来の設
計上の位置座標より、x方向にaだけずれており、さら
に回転量θを含んでいるものとする。
【0014】ここで、最初のレチクルパターン像のショ
ット領域503上に形成されているLSAマークAMの
位置座標を計測すると、x方向にΔx=(a+dsin
θ)、y方向にΔy=(a+dtanθ)*sinθず
れていることがわかる。
ット領域503上に形成されているLSAマークAMの
位置座標を計測すると、x方向にΔx=(a+dsin
θ)、y方向にΔy=(a+dtanθ)*sinθず
れていることがわかる。
【0015】この最初のレチクルパターン像のショット
領域503の回転による回転誤差を、ウエハのオフセッ
ト補正により補正してしまった場合、第3,4象限T1
における最初のレチクルパターン像のショット領域に対
する2番目以降のレチクルパターン像のショット領域5
05のずれは小さくなるが、LSAマークAMが設けら
れた側とは反対の第1,2象限T2におけるそのずれ
は、第3,4象限T1におけるずれに比べて大きくな
る。
領域503の回転による回転誤差を、ウエハのオフセッ
ト補正により補正してしまった場合、第3,4象限T1
における最初のレチクルパターン像のショット領域に対
する2番目以降のレチクルパターン像のショット領域5
05のずれは小さくなるが、LSAマークAMが設けら
れた側とは反対の第1,2象限T2におけるそのずれ
は、第3,4象限T1におけるずれに比べて大きくな
る。
【0016】すなわち、第1,2象限T2における最初
のレチクルパターン像のショット領域のx方向のずれ
は、Δx=(acosθ−dsinθ)であるのに対
し、2番目以降のレチクルパターン像のショット領域の
x方向のオフセット補正値は(acosθ+dsin
θ)であって、その差(acosθ−dsinθ)−
(acosθ+dsinθ)=−2dsinθは、明ら
かに最初のレチクルパターン像の回転成分の補正不良に
よるものである。
のレチクルパターン像のショット領域のx方向のずれ
は、Δx=(acosθ−dsinθ)であるのに対
し、2番目以降のレチクルパターン像のショット領域の
x方向のオフセット補正値は(acosθ+dsin
θ)であって、その差(acosθ−dsinθ)−
(acosθ+dsinθ)=−2dsinθは、明ら
かに最初のレチクルパターン像の回転成分の補正不良に
よるものである。
【0017】図6(c)を参照して、たとえば、最初の
レチクルパターン像のショット領域が全体的に線形伸縮
し、特に第3,4象限T1の部分が−y方向にb伸びた
とする。ここで、最初のレチクルパターン像のショット
領域507上に形成されているLSAマークAMの位置
座標を計測すると、この例の場合LSAマークAMは第
3,4象限T1にあるため、y方向に−bずれているこ
とがわかる。
レチクルパターン像のショット領域が全体的に線形伸縮
し、特に第3,4象限T1の部分が−y方向にb伸びた
とする。ここで、最初のレチクルパターン像のショット
領域507上に形成されているLSAマークAMの位置
座標を計測すると、この例の場合LSAマークAMは第
3,4象限T1にあるため、y方向に−bずれているこ
とがわかる。
【0018】この最初のレチクルパターン像のショット
領域507の第3,4象限T1におけるパターンの伸び
を、ウエハのオフセット補正により補正してしまった場
合、第3,4象限T1における最初のレチクルパターン
像のショット領域507に対する2番目以降のレチクル
パターン像のショット領域509のずれは小さくなる
が、第1,2象限T2において最初のレチクルパターン
像のショット領域507に対する2番目以降のレチクル
パターン像のショット領域509のずれが新たに生じて
しまう。
領域507の第3,4象限T1におけるパターンの伸び
を、ウエハのオフセット補正により補正してしまった場
合、第3,4象限T1における最初のレチクルパターン
像のショット領域507に対する2番目以降のレチクル
パターン像のショット領域509のずれは小さくなる
が、第1,2象限T2において最初のレチクルパターン
像のショット領域507に対する2番目以降のレチクル
パターン像のショット領域509のずれが新たに生じて
しまう。
【0019】すなわち、第1,2象限T2における最初
のレチクルパターン像のショット領域509に対する2
番目以降のレチクルパターン像のショット領域509の
y方向の補正値−bはそのまま誤差となり、これは明ら
かにパターンのy方向の伸縮成分の補正不良によるもの
である。
のレチクルパターン像のショット領域509に対する2
番目以降のレチクルパターン像のショット領域509の
y方向の補正値−bはそのまま誤差となり、これは明ら
かにパターンのy方向の伸縮成分の補正不良によるもの
である。
【0020】このように、最初のレチクルパターン像に
回転成分や伸縮成分が含まれていた場合、ショット領域
の端に形成されたアライメントマークを基に2番目以降
のレチクルパターンを露光すると、アライメントマーク
が形成された領域と反対側の領域において、最初のレチ
クルパターン像のショット領域に対して2番目以降のレ
チクルパターン像のショット領域は大きなずれを生じ、
補正不良が起こるという問題点があった。
回転成分や伸縮成分が含まれていた場合、ショット領域
の端に形成されたアライメントマークを基に2番目以降
のレチクルパターンを露光すると、アライメントマーク
が形成された領域と反対側の領域において、最初のレチ
クルパターン像のショット領域に対して2番目以降のレ
チクルパターン像のショット領域は大きなずれを生じ、
補正不良が起こるという問題点があった。
【0021】本発明の位置合わせ方法は、以上のような
問題点を解決するためになされたものであり、最初のレ
チクルパターン像の回転や伸縮の補正時に発生するオフ
セット補正の補正不良を解消し、加えて、スループット
の高速化を図ることを目的とする。
問題点を解決するためになされたものであり、最初のレ
チクルパターン像の回転や伸縮の補正時に発生するオフ
セット補正の補正不良を解消し、加えて、スループット
の高速化を図ることを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る位置合わ
せ方法は、予め設定された配列座標に従って、ウエハ上
の複数のショット領域の各々に複数のレチクルパターン
を順次露光するときの位置合わせ方法であって、複数の
ショット領域の各々に、最初の第1のレチクルパターン
を露光することにより、複数のショット領域に第1のレ
チクルパターンの投影像を転写するステップと、複数の
ショット領域のうち、所定のショット領域の中心にアラ
イメントマークを形成するステップと、予め設定された
配列座標により表わされたショット領域の中心と重なる
べき点の位置と、形成されたアライメントマークの位置
との誤差を検出するステップと、検出された誤差を基
に、予め設定された配列座標を補正するステップとを設
けたものである。
せ方法は、予め設定された配列座標に従って、ウエハ上
の複数のショット領域の各々に複数のレチクルパターン
を順次露光するときの位置合わせ方法であって、複数の
ショット領域の各々に、最初の第1のレチクルパターン
を露光することにより、複数のショット領域に第1のレ
チクルパターンの投影像を転写するステップと、複数の
ショット領域のうち、所定のショット領域の中心にアラ
イメントマークを形成するステップと、予め設定された
配列座標により表わされたショット領域の中心と重なる
べき点の位置と、形成されたアライメントマークの位置
との誤差を検出するステップと、検出された誤差を基
に、予め設定された配列座標を補正するステップとを設
けたものである。
【0023】請求項2に係る位置合わせ方法は、請求項
1の位置合わせ方法において、上記所定のショット領域
は、ウエハの中心に対して互いに点対称に配置されてい
る。
1の位置合わせ方法において、上記所定のショット領域
は、ウエハの中心に対して互いに点対称に配置されてい
る。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
位置合わせ方法を図面を参照しながら説明する。
位置合わせ方法を図面を参照しながら説明する。
【0025】図1は、本発明の実施の形態による位置合
わせ方法の動作の一例を示すフローチャートである。
わせ方法の動作の一例を示すフローチャートである。
【0026】図1を参照して、S101で、ウエハ上の
各ショット領域に、最初のレチクルパターンを露光し、
投影像(レチクルパターン像)を形成する。次に、S1
03で、全ショット領域のうち、予め設定されたウエハ
の中心に対して点対称に配置された複数(たとえば10
個)のショット領域の各々の中心に、レーザステップア
ライメントマーク(LSAマーク)を形成する。
各ショット領域に、最初のレチクルパターンを露光し、
投影像(レチクルパターン像)を形成する。次に、S1
03で、全ショット領域のうち、予め設定されたウエハ
の中心に対して点対称に配置された複数(たとえば10
個)のショット領域の各々の中心に、レーザステップア
ライメントマーク(LSAマーク)を形成する。
【0027】図2は、図1のS103でLSAマークが
形成されたショット領域のウエハ上での配置の一例を示
す配置図である。
形成されたショット領域のウエハ上での配置の一例を示
す配置図である。
【0028】図2を参照して、LSAマークAMが形成
された各ショット領域sは、ウエハWの中心Oに対し点
対称の位置にある。
された各ショット領域sは、ウエハWの中心Oに対し点
対称の位置にある。
【0029】S105以降は、図5に示した従来の位置
合わせ方法と同様に、エンハンスメント・グローバル・
アライメント(EGA)方式の演算により、設計上のL
SAマークの設計上の配列座標と、実際に計測されたL
SAマークの位置座標との誤差(ずれ)を求め、最初の
レチクルパターン像のショット領域と2番目以降のレチ
クルパターン像のショット領域との位置合わせを行な
う。
合わせ方法と同様に、エンハンスメント・グローバル・
アライメント(EGA)方式の演算により、設計上のL
SAマークの設計上の配列座標と、実際に計測されたL
SAマークの位置座標との誤差(ずれ)を求め、最初の
レチクルパターン像のショット領域と2番目以降のレチ
クルパターン像のショット領域との位置合わせを行な
う。
【0030】すなわち、S105で、オリエンテーショ
ンフラットを用いてウエハのプリアライメントを行な
い、S107で、WGAマークを用いてウエハの回転補
正を行なう。そして、S109で、ウエハステージを設
計上のチップの配列座標(チップ配列マップ)に基づい
て移動させ、LSA光学系によりLSAマークの位置座
標を計測する。S111で、LSAマークの位置座標に
ついて、設計値(チップ配列マップ)に対する実際の計
測値のずれを求め、最小自乗法を用いてウエハの回転
(ウエハローテーション)、ウエハの線形伸縮(ウエハ
スケーリング)、ウエハの直交度、オフセット補正のた
めの誤差パラメータを決定する。
ンフラットを用いてウエハのプリアライメントを行な
い、S107で、WGAマークを用いてウエハの回転補
正を行なう。そして、S109で、ウエハステージを設
計上のチップの配列座標(チップ配列マップ)に基づい
て移動させ、LSA光学系によりLSAマークの位置座
標を計測する。S111で、LSAマークの位置座標に
ついて、設計値(チップ配列マップ)に対する実際の計
測値のずれを求め、最小自乗法を用いてウエハの回転
(ウエハローテーション)、ウエハの線形伸縮(ウエハ
スケーリング)、ウエハの直交度、オフセット補正のた
めの誤差パラメータを決定する。
【0031】S113で、S111で決定された誤差パ
ラメータを用いてチップ配列マップを補正し、新しいチ
ップ配列マップを作成する。S115で、S113で作
成された新しいチップ配列マップに従って、ステップア
ンドリピート方式によりウエハステージを移動し、S1
17で、2番目以降のレチクルパターンを各ショット領
域に露光し、最初のレチクルパターン像上に順次レチク
ルパターン像を重ねて形成する。
ラメータを用いてチップ配列マップを補正し、新しいチ
ップ配列マップを作成する。S115で、S113で作
成された新しいチップ配列マップに従って、ステップア
ンドリピート方式によりウエハステージを移動し、S1
17で、2番目以降のレチクルパターンを各ショット領
域に露光し、最初のレチクルパターン像上に順次レチク
ルパターン像を重ねて形成する。
【0032】図3は、本発明の実施の形態による位置合
わせ方法に用いられるショット領域の中心にLSAマー
クAMを形成した場合のレチクルパターン像の設計上の
配列座標と実際に計測された位置座標との誤差(ずれ)
の検出の様子を示す図である。
わせ方法に用いられるショット領域の中心にLSAマー
クAMを形成した場合のレチクルパターン像の設計上の
配列座標と実際に計測された位置座標との誤差(ずれ)
の検出の様子を示す図である。
【0033】図3(a)を参照して、アライメントマー
クAMは、最初のレチクルパターン像のショット領域2
01の中心に形成されている。
クAMは、最初のレチクルパターン像のショット領域2
01の中心に形成されている。
【0034】図3(b)を参照して、露光により得られ
た最初のレチクルパターン像のショット領域203の実
際に計測された位置座標が、その設計上の配列座標に対
して、ショット領域の中心Oを中心としてθだけ回転し
ていたとする。このとき、ショット領域の中心Oに形成
されたLSAマークAMの位置座標を、ショット領域の
中心Oを原点とすると、実際に計測された位置座標は
(x′,y′)=(0,0)、設計上の配列座標は
(x,y)=(0,0)で等しく、これらのずれをΔ
x,Δyで表わすと、Δx=x′−x=0,Δy=y′
−y=0である。
た最初のレチクルパターン像のショット領域203の実
際に計測された位置座標が、その設計上の配列座標に対
して、ショット領域の中心Oを中心としてθだけ回転し
ていたとする。このとき、ショット領域の中心Oに形成
されたLSAマークAMの位置座標を、ショット領域の
中心Oを原点とすると、実際に計測された位置座標は
(x′,y′)=(0,0)、設計上の配列座標は
(x,y)=(0,0)で等しく、これらのずれをΔ
x,Δyで表わすと、Δx=x′−x=0,Δy=y′
−y=0である。
【0035】したがって、最初のレチクルパターン像の
ショット領域203上に形成されたLSAマークAMの
実際の計測位置座標が設計上の配列座標とずれを生じて
いないため、最初のレチクルパターン像のショット領域
203は設計どおりにショットされたものとみなされ、
2番目以降のレチクルパターン像のショット領域205
は、その設計上の配列座標どおり、最初のレチクルパタ
ーン像のショット領域203上に順次重ねて露光され
る。
ショット領域203上に形成されたLSAマークAMの
実際の計測位置座標が設計上の配列座標とずれを生じて
いないため、最初のレチクルパターン像のショット領域
203は設計どおりにショットされたものとみなされ、
2番目以降のレチクルパターン像のショット領域205
は、その設計上の配列座標どおり、最初のレチクルパタ
ーン像のショット領域203上に順次重ねて露光され
る。
【0036】その結果、2番目以降のレチクルパターン
像と、回転成分を有する最初のレチクルパターン像との
ずれは、第3,4象限T1と第1,2象限T2とに平均
して分配され、図6(b)に示した従来例のように、補
正後にもかかわらず、ショット領域の片側にずれの影響
が偏って現われることがなくなる。すなわち、最初のレ
チクルパターン像自身の回転成分は、オフセット補正の
ための誤差パラメータに影響せず、従来のようなオフセ
ット補正による最初のレチクルパターン像自身の回転成
分の補正不良は解消される。
像と、回転成分を有する最初のレチクルパターン像との
ずれは、第3,4象限T1と第1,2象限T2とに平均
して分配され、図6(b)に示した従来例のように、補
正後にもかかわらず、ショット領域の片側にずれの影響
が偏って現われることがなくなる。すなわち、最初のレ
チクルパターン像自身の回転成分は、オフセット補正の
ための誤差パラメータに影響せず、従来のようなオフセ
ット補正による最初のレチクルパターン像自身の回転成
分の補正不良は解消される。
【0037】図3(c)を参照して、たとえば、最初の
レチクルパターン像が全体的に線形伸縮し、特に第3,
4象限T1の部分が−y方向にb伸びたとする。ここ
で、最初のレチクルパターン像のショット領域207の
中心部分は伸縮していないので、LSAマークAMの位
置座標を計測すると(x′,y′)=(0,0)で、設
計上の配列座標(x,y)=(0,0)に等しい。
レチクルパターン像が全体的に線形伸縮し、特に第3,
4象限T1の部分が−y方向にb伸びたとする。ここ
で、最初のレチクルパターン像のショット領域207の
中心部分は伸縮していないので、LSAマークAMの位
置座標を計測すると(x′,y′)=(0,0)で、設
計上の配列座標(x,y)=(0,0)に等しい。
【0038】したがって、最初のレチクルパターン像の
ショット領域207上に形成されたLSAマークの実際
の計測位置座標は設計上の配列座標とずれを生じていな
いため、最初のレチクルパターン像は設計どおりにショ
ットされたものとみなされ、2番目以降のレチクルパタ
ーン像は、その設計上の配列座標どおり最初のレチクル
パターン像上に順次重ねて露光される。
ショット領域207上に形成されたLSAマークの実際
の計測位置座標は設計上の配列座標とずれを生じていな
いため、最初のレチクルパターン像は設計どおりにショ
ットされたものとみなされ、2番目以降のレチクルパタ
ーン像は、その設計上の配列座標どおり最初のレチクル
パターン像上に順次重ねて露光される。
【0039】その結果、2番目以降のレチクルパターン
像と、伸縮成分を有する最初のレチクルパターン像との
ずれは、図6(c)に示した従来例のように、補正後に
もかかわらず、補正前よりずれの影響が大きくなること
がなくなる。すなわち、最初のレチクルパターン像自身
の伸縮成分は、オフセット補正のための誤差パラメータ
に影響せず、従来のようなオフセット補正による最初の
レチクルパターン像自身の伸縮成分の補正不良は解消さ
れる。
像と、伸縮成分を有する最初のレチクルパターン像との
ずれは、図6(c)に示した従来例のように、補正後に
もかかわらず、補正前よりずれの影響が大きくなること
がなくなる。すなわち、最初のレチクルパターン像自身
の伸縮成分は、オフセット補正のための誤差パラメータ
に影響せず、従来のようなオフセット補正による最初の
レチクルパターン像自身の伸縮成分の補正不良は解消さ
れる。
【0040】現在は、以前に比べ露光装置の性能が良く
なり、露光時のレチクルパターン像自身の回転や伸縮
は、たとえば、ウエハステージにヨーイング干渉計を搭
載し、レンズの倍率、レチクルの倍率、プロセスの倍率
をソフト補正することにより、数nmのごく僅かな誤差
に追い込むことが可能となった。また、ヨーイング干渉
計による以外にも、ウエハの伸縮からレチクルパターン
像(ショット領域)の伸縮を推定することも可能であ
る。
なり、露光時のレチクルパターン像自身の回転や伸縮
は、たとえば、ウエハステージにヨーイング干渉計を搭
載し、レンズの倍率、レチクルの倍率、プロセスの倍率
をソフト補正することにより、数nmのごく僅かな誤差
に追い込むことが可能となった。また、ヨーイング干渉
計による以外にも、ウエハの伸縮からレチクルパターン
像(ショット領域)の伸縮を推定することも可能であ
る。
【0041】図4は、本発明の実施の形態による位置合
わせ方法において使用されるウエハの伸縮の推定方法の
例を示す図である。
わせ方法において使用されるウエハの伸縮の推定方法の
例を示す図である。
【0042】図4を参照して、ウエハ上には、ウエハ中
心Oからx方向に4つのチップ(ショット領域)sが配
置されているとする。今、ウエハWが、たとえば、ウエ
ハ中心Oを基準にして、x方向にΔaの伸縮し、ウエハ
W′になったとする。1つのチップ(ショット領域)の
x方向における伸縮をΔbとすると、各チップ(ショッ
ト領域)s間の間隔は狭いので無視すれば、Δa≒4×
Δbという近似式を用いて、チップ(ショット領域)の
x方向における伸縮Δbが求められる。つまり、Δaは
ウエハのスケーリング量なので、エンハンスト・グロー
バル・アライメント(EGA)演算(詳細は、特開平6
−34970号参照)により既知であるから、Δbを求
めることができる。
心Oからx方向に4つのチップ(ショット領域)sが配
置されているとする。今、ウエハWが、たとえば、ウエ
ハ中心Oを基準にして、x方向にΔaの伸縮し、ウエハ
W′になったとする。1つのチップ(ショット領域)の
x方向における伸縮をΔbとすると、各チップ(ショッ
ト領域)s間の間隔は狭いので無視すれば、Δa≒4×
Δbという近似式を用いて、チップ(ショット領域)の
x方向における伸縮Δbが求められる。つまり、Δaは
ウエハのスケーリング量なので、エンハンスト・グロー
バル・アライメント(EGA)演算(詳細は、特開平6
−34970号参照)により既知であるから、Δbを求
めることができる。
【0043】さらに、レチクル干渉計(レチクル側に設
けられたレーザ干渉計)を用いることで、最初のレチク
ルパターン像の回転を解消することもできる。
けられたレーザ干渉計)を用いることで、最初のレチク
ルパターン像の回転を解消することもできる。
【0044】したがって、図3に示したレチクルパター
ン像の回転や伸縮は、実際は、以上のような露光装置の
機能により限りなく小さな値に抑えられているので、本
発明の位置合わせ方法のようにLSAマークをショット
領域の中心に形成すれば、LSI製造プロセスにおける
光リソグラフィ工程で使用するには十分な精度でパター
ンの位置合わせを行なうことができる。
ン像の回転や伸縮は、実際は、以上のような露光装置の
機能により限りなく小さな値に抑えられているので、本
発明の位置合わせ方法のようにLSAマークをショット
領域の中心に形成すれば、LSI製造プロセスにおける
光リソグラフィ工程で使用するには十分な精度でパター
ンの位置合わせを行なうことができる。
【0045】スループットについては、たとえば、特開
平6−349705号公報に開示された位置合わせ方法
のように、ショット領域にLSAマークが4つある場
合、スループットに要する時間は、LSAマーク1つの
ときのマーク位置計測時間が約50分かかるとすると、
その4倍(4個分)の50(分)×4(個)=200
(分)かかり、その他の動作時間、たとえば、ステージ
搬送や露光時間(パターンの枚数に依存する)に要する
約50分を加えると、約250分である。
平6−349705号公報に開示された位置合わせ方法
のように、ショット領域にLSAマークが4つある場
合、スループットに要する時間は、LSAマーク1つの
ときのマーク位置計測時間が約50分かかるとすると、
その4倍(4個分)の50(分)×4(個)=200
(分)かかり、その他の動作時間、たとえば、ステージ
搬送や露光時間(パターンの枚数に依存する)に要する
約50分を加えると、約250分である。
【0046】しかし、本発明のように、各ショット領域
の最初のレチクルパターン像上にLSAマークが1つし
かない場合は、スループットに要する時間は、マーク位
置計測時間約50分に、上記と同様のその他の動作時間
約50分を加えた約100分となって、スループットに
要する時間は短くなる。
の最初のレチクルパターン像上にLSAマークが1つし
かない場合は、スループットに要する時間は、マーク位
置計測時間約50分に、上記と同様のその他の動作時間
約50分を加えた約100分となって、スループットに
要する時間は短くなる。
【0047】以上のようにして、本発明の位置合わせ方
法は、レチクルパターン像の回転や伸縮により発生する
ずれのオフセット補正による補正不良を解消し、スルー
プットの高速化を図ることが可能である。
法は、レチクルパターン像の回転や伸縮により発生する
ずれのオフセット補正による補正不良を解消し、スルー
プットの高速化を図ることが可能である。
【図1】 本発明の実施の形態による位置合わせ方法の
動作の一例を示すフローチャートである。
動作の一例を示すフローチャートである。
【図2】 図1のS103でLSAマークが形成された
ショット領域のウエハ上での配置の一例を示す配置図で
ある。
ショット領域のウエハ上での配置の一例を示す配置図で
ある。
【図3】 本発明の実施の形態による位置合わせ方法に
用いられるショット領域の中心にLSAマークAMを形
成した場合の最初のレチクルパターン像の設計上の配列
座標と実際に計測された位置座標との誤差(ずれ)の検
出の様子を示す図である。
用いられるショット領域の中心にLSAマークAMを形
成した場合の最初のレチクルパターン像の設計上の配列
座標と実際に計測された位置座標との誤差(ずれ)の検
出の様子を示す図である。
【図4】 本発明の実施の形態による位置合わせ方法に
おいて、使用されるウエハの伸縮の推定方法の例を示す
図である。
おいて、使用されるウエハの伸縮の推定方法の例を示す
図である。
【図5】 従来の位置合わせ方法の動作の一例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図6】 従来の位置合わせ方法に用いられているショ
ット領域の端にLSAマークAMが形成された場合の最
初のレチクルパターン像の設計上の位置座標と実際に計
測された位置座標とのずれの検出の様子を示す図であ
る。
ット領域の端にLSAマークAMが形成された場合の最
初のレチクルパターン像の設計上の位置座標と実際に計
測された位置座標とのずれの検出の様子を示す図であ
る。
AM レーザステップアライメント(LSA)マーク、
θ 最初のレチクルパターン像の回転成分、201,2
03,207 最初のレチクルパターン像のショット領
域、205,209 2番目以降のレチクルパターン像
のショット領域。
θ 最初のレチクルパターン像の回転成分、201,2
03,207 最初のレチクルパターン像のショット領
域、205,209 2番目以降のレチクルパターン像
のショット領域。
Claims (2)
- 【請求項1】 予め設定された配列座標に従って、ウエ
ハ上の複数のショット領域の各々に複数のレチクルパタ
ーンを順次露光するときの位置合わせ方法であって、 前記複数のショット領域の各々に、最初の第1のレチク
ルパターンを露光することにより、前記複数のショット
領域に前記第1のレチクルパターンの投影像を転写する
ステップと、 前記複数のショット領域のうち、所定のショット領域の
中心にアライメントマークを形成するステップと、 前記予め設定された配列座標により表わされた前記ショ
ット領域の中心と重なるべき点の位置と、形成された前
記アライメントマークの位置との誤差を検出するステッ
プと、 検出された前記誤差を基に、前記予め設定された配列座
標を補正するステップと、を含む位置合わせ方法。 - 【請求項2】 前記所定のショット領域は、前記ウエハ
の中心に対して、互いに点対称に配置されている請求項
1に記載の位置合わせ方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7299820A JPH09148217A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 位置合わせ方法 |
| KR1019960053976A KR100194255B1 (ko) | 1995-11-17 | 1996-11-14 | 레티클 패턴 위치 맞춤 방법 |
| US08/746,952 US5792580A (en) | 1995-11-17 | 1996-11-18 | Method of aligning reticle pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7299820A JPH09148217A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 位置合わせ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148217A true JPH09148217A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17877322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7299820A Pending JPH09148217A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 位置合わせ方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5792580A (ja) |
| JP (1) | JPH09148217A (ja) |
| KR (1) | KR100194255B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100373714B1 (ko) * | 2001-05-08 | 2003-02-25 | 아남반도체 주식회사 | 스텝퍼의 얼라이먼트 방법 |
| KR100500939B1 (ko) * | 1997-12-27 | 2005-10-14 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레티클 위치에서의 자동 초점 조정/편평도 조정 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3350400B2 (ja) * | 1997-06-02 | 2002-11-25 | シャープ株式会社 | 投影露光装置 |
| JPH11102851A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Mitsubishi Electric Corp | アライメント補正方法及び半導体装置の製造方法 |
| US6407814B1 (en) * | 1997-09-26 | 2002-06-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for correcting alignment, method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device |
| JP3169068B2 (ja) * | 1997-12-04 | 2001-05-21 | 日本電気株式会社 | 電子線露光方法及び半導体ウエハ |
| US6043864A (en) * | 1999-03-08 | 2000-03-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Alignment method and apparatus using previous layer calculation data to solve critical alignment problems |
| US6269322B1 (en) * | 1999-03-11 | 2001-07-31 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for wafer alignment which mitigates effects of reticle rotation and magnification on overlay |
| JP3927353B2 (ja) * | 2000-06-15 | 2007-06-06 | 株式会社日立製作所 | 比較検査における画像の位置合せ方法、比較検査方法及び比較検査装置 |
| US6482713B2 (en) * | 2000-08-01 | 2002-11-19 | Texas Instruments Incorporated | Shot averaging for fine pattern alignment with minimal throughput loss |
| US20020128773A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-12 | Chowanic Andrea Bowes | Multiple navigation routes based on user preferences and real time parameters |
| GB0413827D0 (en) | 2004-06-21 | 2004-07-21 | Renishaw Plc | Scale reading apparatus |
| GB0428165D0 (en) * | 2004-12-23 | 2005-01-26 | Renishaw Plc | Position measurement |
| US7390681B1 (en) * | 2007-01-12 | 2008-06-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | Derived metric for monitoring die placement |
| US10127653B2 (en) * | 2014-07-22 | 2018-11-13 | Kla-Tencor Corp. | Determining coordinates for an area of interest on a specimen |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0669017B2 (ja) * | 1985-10-08 | 1994-08-31 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法 |
| JPS6144429A (ja) * | 1984-08-09 | 1986-03-04 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 位置合わせ方法、及び位置合せ装置 |
| JP3289264B2 (ja) * | 1993-06-08 | 2002-06-04 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP7299820A patent/JPH09148217A/ja active Pending
-
1996
- 1996-11-14 KR KR1019960053976A patent/KR100194255B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-18 US US08/746,952 patent/US5792580A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100500939B1 (ko) * | 1997-12-27 | 2005-10-14 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레티클 위치에서의 자동 초점 조정/편평도 조정 |
| KR100373714B1 (ko) * | 2001-05-08 | 2003-02-25 | 아남반도체 주식회사 | 스텝퍼의 얼라이먼트 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100194255B1 (ko) | 1999-06-15 |
| KR970028864A (ko) | 1997-06-24 |
| US5792580A (en) | 1998-08-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031104 |