JP3501276B2 - 半導体ウエハの位置合わせ方法 - Google Patents
半導体ウエハの位置合わせ方法Info
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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
- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ上に
規則的に整列した状態で設けられた各ショットに対して
回路パターンを露光する際に、ステップ・アンド・リピ
ート方式によって、各ショット領域を露光位置に順次位
置合わせする方法に関する。
規則的に整列した状態で設けられた各ショットに対して
回路パターンを露光する際に、ステップ・アンド・リピ
ート方式によって、各ショット領域を露光位置に順次位
置合わせする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置は、微細
化、高密度化が進んでおり、露光装置にて、フォトマス
クまたはレチクルに形成された回路パターンを、半導体
ウエハ上のショット領域に露光する際には、各ショット
領域を露光位置に高精度で位置決めすることが要望され
ている。
化、高密度化が進んでおり、露光装置にて、フォトマス
クまたはレチクルに形成された回路パターンを、半導体
ウエハ上のショット領域に露光する際には、各ショット
領域を露光位置に高精度で位置決めすることが要望され
ている。
【０００３】露光装置としては、半導体ウエハの各ショ
ット領域に回路パターンを露光する際に、ウエハステー
ジ上に固定された半導体ウエハを、各ショット領域毎に
露光位置に位置合わせするステップ・アンド・リピート
方式が多用されている。ステップ・アンド・リピート方
式の露光装置では、例えば、特開平６−２２４１０３号
公報に開示されているように、半導体ウエハをウエハス
テージに位置決めした状態で、各ショット領域が露光位
置に位置合わせされる。半導体ウエハは、半導体ウエハ
に設けられたアライメントマークに基づいて、ウエハス
テージに対して位置決めされる。この場合、アライメン
トマークの測定値がバラツキの中央付近となるように、
補正値が設定されて、半導体ウエハがウエハステージに
位置決めされている。
ット領域に回路パターンを露光する際に、ウエハステー
ジ上に固定された半導体ウエハを、各ショット領域毎に
露光位置に位置合わせするステップ・アンド・リピート
方式が多用されている。ステップ・アンド・リピート方
式の露光装置では、例えば、特開平６−２２４１０３号
公報に開示されているように、半導体ウエハをウエハス
テージに位置決めした状態で、各ショット領域が露光位
置に位置合わせされる。半導体ウエハは、半導体ウエハ
に設けられたアライメントマークに基づいて、ウエハス
テージに対して位置決めされる。この場合、アライメン
トマークの測定値がバラツキの中央付近となるように、
補正値が設定されて、半導体ウエハがウエハステージに
位置決めされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１０に示すように、
半導体ウエハのショット領域１１は、通常、等間隔をあ
けて規則的に整列されており、従って、ステップ・アン
ド・リピート方式の露光装置では、半導体ウエハが固定
されたウエハステージが、一定のステップピッチによっ
て、順次、移動されて、各ショット領域１１が、順次、
露光位置に位置合わせされる。しかしながら、図１１に
示すように、半導体ウエハ自体が反った状態になってい
たり、半導体ウエハとウエハステージとの間に異物が存
在することによって、半導体ウエハの表面が反ったよう
になっている場合には、一定のステップピッチによって
ウエハステージを移動させると、隣接するショット領域
１１の間隔が、半導体ウエハの外側になるにつれて小さ
くなるという問題がある。
半導体ウエハのショット領域１１は、通常、等間隔をあ
けて規則的に整列されており、従って、ステップ・アン
ド・リピート方式の露光装置では、半導体ウエハが固定
されたウエハステージが、一定のステップピッチによっ
て、順次、移動されて、各ショット領域１１が、順次、
露光位置に位置合わせされる。しかしながら、図１１に
示すように、半導体ウエハ自体が反った状態になってい
たり、半導体ウエハとウエハステージとの間に異物が存
在することによって、半導体ウエハの表面が反ったよう
になっている場合には、一定のステップピッチによって
ウエハステージを移動させると、隣接するショット領域
１１の間隔が、半導体ウエハの外側になるにつれて小さ
くなるという問題がある。
【０００５】また、反った状態になっている半導体ウエ
ハでは、検出されるアライメントマークの位置が、反っ
ていない半導体ウエハにおけるアライメントマークの位
置に対して、径方向および周方向にずれた状態になり、
各ショット領域１１におけるショットセンターを正確に
検出することができないという問題もある。
ハでは、検出されるアライメントマークの位置が、反っ
ていない半導体ウエハにおけるアライメントマークの位
置に対して、径方向および周方向にずれた状態になり、
各ショット領域１１におけるショットセンターを正確に
検出することができないという問題もある。
【０００６】このために、例えば、露光位置にステップ
された各ショット領域１１を、それぞれ、露光位置に対
して精細に位置合わせすることが行われている。しか
し、このように、各ショット領域１１毎に露光位置に対
して精細に位置合わせすることは、スループットが著し
く低下するという問題がある。
された各ショット領域１１を、それぞれ、露光位置に対
して精細に位置合わせすることが行われている。しか
し、このように、各ショット領域１１毎に露光位置に対
して精細に位置合わせすることは、スループットが著し
く低下するという問題がある。
【０００７】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、半導体ウエハが反った状態になっ
ていても、スループットを低下させることなく、各ショ
ット領域を露光位置に対して高精度で位置合わせするこ
とができる半導体ウエハの位置合わせ方法を提供するこ
とにある。
であり、その目的は、半導体ウエハが反った状態になっ
ていても、スループットを低下させることなく、各ショ
ット領域を露光位置に対して高精度で位置合わせするこ
とができる半導体ウエハの位置合わせ方法を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウエハの
位置合わせ方法は、規則的に整列した複数のショット領
域を有する半導体ウエハを、ウエハステージ上に固定し
て、ステップ・アンド・リピート方式によって、露光位
置に対して順次位置合わせする方法であって、各ショッ
ト領域を順次露光位置に移動させる際の各ステップピッ
チを、半導体ウエハの反り量に基づいてそれぞれ補正す
ることを特徴とする。
位置合わせ方法は、規則的に整列した複数のショット領
域を有する半導体ウエハを、ウエハステージ上に固定し
て、ステップ・アンド・リピート方式によって、露光位
置に対して順次位置合わせする方法であって、各ショッ
ト領域を順次露光位置に移動させる際の各ステップピッ
チを、半導体ウエハの反り量に基づいてそれぞれ補正す
ることを特徴とする。
【０００９】前記半導体ウエハの反り量は、各ショット
領域をウエハステージに位置決めするために半導体ウエ
ハ上の各ショット領域毎にそれぞれ設けられたアライメ
ントマークに基づいて計測される。
領域をウエハステージに位置決めするために半導体ウエ
ハ上の各ショット領域毎にそれぞれ設けられたアライメ
ントマークに基づいて計測される。
【００１０】前記半導体ウエハの反り量は、半導体ウエ
ハがウエハステージ上に位置決めされた後に計測され
る。
ハがウエハステージ上に位置決めされた後に計測され
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。
面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】本発明の半導体ウエハの位置合わせ方法
は、図１に示すように、最初の回路パターンが露光され
て形成された複数のショット領域１１を表面に有する半
導体ウエハ１０をウエハステージに位置決めして固定し
た状態で、露光位置に対して、各ショット領域１１を順
番に位置決めして、位置決めされたショット領域１１に
対して、レチクルに設けられた回路パターン像を露光す
るステップ・アンド・リピート方式の露光装置におい
て、半導体ウエハ１０の各ショット領域１１を露光位置
に位置合わせするために実施される。
は、図１に示すように、最初の回路パターンが露光され
て形成された複数のショット領域１１を表面に有する半
導体ウエハ１０をウエハステージに位置決めして固定し
た状態で、露光位置に対して、各ショット領域１１を順
番に位置決めして、位置決めされたショット領域１１に
対して、レチクルに設けられた回路パターン像を露光す
るステップ・アンド・リピート方式の露光装置におい
て、半導体ウエハ１０の各ショット領域１１を露光位置
に位置合わせするために実施される。
【００１３】半導体ウエハ１０に設けられた各ショット
領域１１は、半導体ウエハ１０のＸ軸方向およびＹ軸方
向に沿ってマトリクス状に規則的に整列されている。ま
た、半導体ウエハ１０には、半導体ウエハ１０全体の位
置合わせを行うためのグローバルアライメントマーク
と、各ショット領域１１をそれぞれ位置合わせするため
のアライメントマークが、各ショット領域１１のＸ軸方
向の境界部分におけるＹ軸方向の中央部と、各ショット
領域１１のＹ軸方向の境界部分におけるＸ軸方向の中央
部とに、それぞれ設けられている。
領域１１は、半導体ウエハ１０のＸ軸方向およびＹ軸方
向に沿ってマトリクス状に規則的に整列されている。ま
た、半導体ウエハ１０には、半導体ウエハ１０全体の位
置合わせを行うためのグローバルアライメントマーク
と、各ショット領域１１をそれぞれ位置合わせするため
のアライメントマークが、各ショット領域１１のＸ軸方
向の境界部分におけるＹ軸方向の中央部と、各ショット
領域１１のＹ軸方向の境界部分におけるＸ軸方向の中央
部とに、それぞれ設けられている。
【００１４】本発明の位置合わせ方法では、まず、プリ
アライメント装置によって、半導体ウエハ１０における
オリエンテーションフラット１０ａが、ウエハステージ
におけるｘ軸方向に沿った状態になるように、オフアク
シスで、粗く位置決め（プリアライメント）される。
アライメント装置によって、半導体ウエハ１０における
オリエンテーションフラット１０ａが、ウエハステージ
におけるｘ軸方向に沿った状態になるように、オフアク
シスで、粗く位置決め（プリアライメント）される。
【００１５】オリエンテーションフラット１０ａに基づ
いて半導体ウエハ１０がウエハステージ上にプリアライ
メントされると、半導体ウエハ１０は、露光装置におけ
るウエハステージに、オリエンテーションフラット１０
ａがウエハステージのｘ軸方向に沿ったプリアライメン
トされた状態でローディングされ、自動的に焦点が調整
（オートフォーカス）された後に、グローバルアライメ
ントマークに基づいて、半導体ウエハ１０が、ウエハス
テージ上に位置決めされる。半導体ウエハ１０は、その
中心がウエハステージの中心と一致した状態で、半導体
ウエハ１０のＸ−Ｙ方向がウエハステージのｘ−ｙ方向
とそれぞれ一致するように位置決めされる。
いて半導体ウエハ１０がウエハステージ上にプリアライ
メントされると、半導体ウエハ１０は、露光装置におけ
るウエハステージに、オリエンテーションフラット１０
ａがウエハステージのｘ軸方向に沿ったプリアライメン
トされた状態でローディングされ、自動的に焦点が調整
（オートフォーカス）された後に、グローバルアライメ
ントマークに基づいて、半導体ウエハ１０が、ウエハス
テージ上に位置決めされる。半導体ウエハ１０は、その
中心がウエハステージの中心と一致した状態で、半導体
ウエハ１０のＸ−Ｙ方向がウエハステージのｘ−ｙ方向
とそれぞれ一致するように位置決めされる。
【００１６】このような状態になると、半導体ウエハ１
０をファインアライメントするために、半導体ウエハ１
０のスケーリング補正値、半導体ウエハ１０における各
ショット領域１１の直交度補正値、半導体ウエハ１０の
ローテーション補正値、半導体ウエハ１０のＸ軸方向お
よびＹ軸方向のオフセット補正値、半導体ウエハ１０に
おける各ショット領域１１のスケーリング補正値、各シ
ョット領域１１のローテーション補正値が、それぞれ、
求められる。
０をファインアライメントするために、半導体ウエハ１
０のスケーリング補正値、半導体ウエハ１０における各
ショット領域１１の直交度補正値、半導体ウエハ１０の
ローテーション補正値、半導体ウエハ１０のＸ軸方向お
よびＹ軸方向のオフセット補正値、半導体ウエハ１０に
おける各ショット領域１１のスケーリング補正値、各シ
ョット領域１１のローテーション補正値が、それぞれ、
求められる。
【００１７】半導体ウエハ１０のスケーリング補正値と
は、半導体ウエハ１０の加工プロセスにおいて、半導体
ウエハ１０が全体的に伸縮していることによって、各シ
ョット領域１１が、設計上の配列に対して、半導体ウエ
ハ１０のＸ方向およびＹ方向にずれている場合に、その
ずれを補正するために求められ、例えば、図２に示すよ
うに、半導体ウエハ１０がＸ方向およびＹ方向に伸長し
て、各ショット領域１１の間隔が大きくなっている場合
には、各ショット領域１１の間隔に対応したステップピ
ッチになるように、スケーリング補正値が設定される。
は、半導体ウエハ１０の加工プロセスにおいて、半導体
ウエハ１０が全体的に伸縮していることによって、各シ
ョット領域１１が、設計上の配列に対して、半導体ウエ
ハ１０のＸ方向およびＹ方向にずれている場合に、その
ずれを補正するために求められ、例えば、図２に示すよ
うに、半導体ウエハ１０がＸ方向およびＹ方向に伸長し
て、各ショット領域１１の間隔が大きくなっている場合
には、各ショット領域１１の間隔に対応したステップピ
ッチになるように、スケーリング補正値が設定される。
【００１８】半導体ウエハ１０における各ショット領域
１１の直交度補正値は、例えば、図３に示すように、半
導体ウエハ１０のＹ軸に対して角度θだけずれたＹ’軸
に沿って、各ショット領域１１が配列されているため
に、そのずれを補正するために、角度θに基づいて求め
られる。
１１の直交度補正値は、例えば、図３に示すように、半
導体ウエハ１０のＹ軸に対して角度θだけずれたＹ’軸
に沿って、各ショット領域１１が配列されているため
に、そのずれを補正するために、角度θに基づいて求め
られる。
【００１９】半導体ウエハ１０のローテーション補正値
は、図４に示すように、半導体ウエハ１０のＸ−Ｙ座標
が、ウエハステージのｘ−ｙ座標に対して、それぞれ角
度θだけ回転している場合に、その回転を補正するため
に、角度θに基づいて求められる。
は、図４に示すように、半導体ウエハ１０のＸ−Ｙ座標
が、ウエハステージのｘ−ｙ座標に対して、それぞれ角
度θだけ回転している場合に、その回転を補正するため
に、角度θに基づいて求められる。
【００２０】半導体ウエハ１０におけるオフセット補正
値は、図５に示すように、半導体ウエハ１０のＸ軸およ
びＹ軸が、ウエハステージのｘ軸およびｙ軸に対して、
それぞれ、ｘ軸方向およびｙ軸方向にずれた状態になっ
ている場合に、それぞれのずれを補正するために、ウエ
ハステージに対する半導体ウエハ１０のｘ軸方向および
ｙ軸方向のずれ量に基づいて求められる。
値は、図５に示すように、半導体ウエハ１０のＸ軸およ
びＹ軸が、ウエハステージのｘ軸およびｙ軸に対して、
それぞれ、ｘ軸方向およびｙ軸方向にずれた状態になっ
ている場合に、それぞれのずれを補正するために、ウエ
ハステージに対する半導体ウエハ１０のｘ軸方向および
ｙ軸方向のずれ量に基づいて求められる。
【００２１】半導体ウエハ１０における各ショット領域
１１のスケーリング補正値は、ショット自体の伸縮量を
計測することによって演算され、例えば、図６に示すよ
うに、各ショット領域１１が、半導体ウエハ１０のＸ方
向およびＹ方向に伸長しているいる場合に、その伸長量
を補正するために、各ショット領域１１のＸ方向および
Ｙ方向の伸長量に基づいて求められる。同様に、各ショ
ット領域１１が収縮している場合には、その収縮量に基
づいて求められる。
１１のスケーリング補正値は、ショット自体の伸縮量を
計測することによって演算され、例えば、図６に示すよ
うに、各ショット領域１１が、半導体ウエハ１０のＸ方
向およびＹ方向に伸長しているいる場合に、その伸長量
を補正するために、各ショット領域１１のＸ方向および
Ｙ方向の伸長量に基づいて求められる。同様に、各ショ
ット領域１１が収縮している場合には、その収縮量に基
づいて求められる。
【００２２】各ショット領域１１のローテーション補正
値は、図７に示すように、半導体ウエハ１０に対する各
ショット領域１１が、それぞれ、角度θだけ回転した状
態になっている場合に、その回転を補正するために、各
ショット領域１１の回転角度θに基づいて求められる。
値は、図７に示すように、半導体ウエハ１０に対する各
ショット領域１１が、それぞれ、角度θだけ回転した状
態になっている場合に、その回転を補正するために、各
ショット領域１１の回転角度θに基づいて求められる。
【００２３】このようにして、各補正値が求められる
と、それぞれの補正値に基づいて、ウエハステージに対
して半導体ウエハ１０が補正され、補正された半導体ウ
エハ１０がウエハステージに対して固定される。
と、それぞれの補正値に基づいて、ウエハステージに対
して半導体ウエハ１０が補正され、補正された半導体ウ
エハ１０がウエハステージに対して固定される。
【００２４】このようにして、ウエハステージに半導体
ウエハ１０が位置決めされた状態で固定されると、半導
体ウエハ１０の反り補正値が演算される。半導体ウエハ
１０の反り補正値は、半導体ウエハ１０が反った状態に
なっている場合に、各ショット領域１１が露光位置に移
動される際のステップピッチを補正するために、その反
り量を計測して、計測された反り量に基づいて求められ
る。
ウエハ１０が位置決めされた状態で固定されると、半導
体ウエハ１０の反り補正値が演算される。半導体ウエハ
１０の反り補正値は、半導体ウエハ１０が反った状態に
なっている場合に、各ショット領域１１が露光位置に移
動される際のステップピッチを補正するために、その反
り量を計測して、計測された反り量に基づいて求められ
る。
【００２５】半導体ウエハ１０の反り量は、例えば、図
８に示すように、半導体ウエハ１０のＸ軸方向に沿って
演算される。図８において、半導体ウエハ１０の中心部
分に設けられた１つのショット領域１１に対して、Ｘ軸
方向に沿って４つのショット領域１１が設けられてい
る。そして、半導体ウエハ１０の中心部分のショット領
域１１に隣接したショット領域１１の境界部分にアライ
メントマークＭ1 が設けられており、Ｘ軸方向に隣接す
る各ショット領域１１との境界部分に、アライメントマ
ークＭ2 、Ｍ3 、Ｍ4 がそれぞれ設けられている。そし
て、半導体ウエハ１０の最外側に設けられたショット領
域１１の外側にアライメントマークＭ5 が設けられてい
る。従って、このアライメントマークＭ5 と、半導体ウ
エハ１０の中心部分のショット領域１１に隣接して設け
られたアライメントマークＭ0 との間に、５つのショッ
ト領域１１が設けられている。
８に示すように、半導体ウエハ１０のＸ軸方向に沿って
演算される。図８において、半導体ウエハ１０の中心部
分に設けられた１つのショット領域１１に対して、Ｘ軸
方向に沿って４つのショット領域１１が設けられてい
る。そして、半導体ウエハ１０の中心部分のショット領
域１１に隣接したショット領域１１の境界部分にアライ
メントマークＭ1 が設けられており、Ｘ軸方向に隣接す
る各ショット領域１１との境界部分に、アライメントマ
ークＭ2 、Ｍ3 、Ｍ4 がそれぞれ設けられている。そし
て、半導体ウエハ１０の最外側に設けられたショット領
域１１の外側にアライメントマークＭ5 が設けられてい
る。従って、このアライメントマークＭ5 と、半導体ウ
エハ１０の中心部分のショット領域１１に隣接して設け
られたアライメントマークＭ0 との間に、５つのショッ
ト領域１１が設けられている。
【００２６】これら６つのアライメントマークＭ0 〜Ｍ
5 における隣接するアライメントマークの間隔（ピッ
チ）ａは、それぞれ20000 μｍ、従って、５つのショッ
ト領域１１におけるＸ軸方向の両側に設けられた各アラ
イメントマークＭ0 〜Ｍ5 間の距離５ａは、100000μｍ
になっている。
5 における隣接するアライメントマークの間隔（ピッ
チ）ａは、それぞれ20000 μｍ、従って、５つのショッ
ト領域１１におけるＸ軸方向の両側に設けられた各アラ
イメントマークＭ0 〜Ｍ5 間の距離５ａは、100000μｍ
になっている。
【００２７】このような半導体ウエハ１０において、半
導体ウエハ１０の中心Ｏに対して、最も外側に位置する
アライメントマークＭ5 の反り量が計測される。そし
て、例えば、図９に示すように、半導体ウエハ中心Ｏに
対するアライメントマークＭ5の反り量が150 μｍと計
測されると、この反り量が、各アライメントマークＭ1
〜Ｍ4 に対して、反りの傾斜角度を考慮して比例配分さ
れ、例えば、半導体ウエハ１０の中心Ｏに対するアライ
メントマークＭ1 での反り量を10μｍ、アライメントマ
ークＭ1 に対するアライメントマークＭ2 での反り量を
20μｍ、アライメントマークＭ2 に対するアライメント
マークＭ3 での反り量を30μｍ、アライメントマークＭ
3 に対するアライメントマークＭ4 での反り量を40μ
ｍ、アライメントマークＭ4 に対するアライメントマー
クＭ5 での反り量を50μｍと、それぞれされる。
導体ウエハ１０の中心Ｏに対して、最も外側に位置する
アライメントマークＭ5 の反り量が計測される。そし
て、例えば、図９に示すように、半導体ウエハ中心Ｏに
対するアライメントマークＭ5の反り量が150 μｍと計
測されると、この反り量が、各アライメントマークＭ1
〜Ｍ4 に対して、反りの傾斜角度を考慮して比例配分さ
れ、例えば、半導体ウエハ１０の中心Ｏに対するアライ
メントマークＭ1 での反り量を10μｍ、アライメントマ
ークＭ1 に対するアライメントマークＭ2 での反り量を
20μｍ、アライメントマークＭ2 に対するアライメント
マークＭ3 での反り量を30μｍ、アライメントマークＭ
3 に対するアライメントマークＭ4 での反り量を40μ
ｍ、アライメントマークＭ4 に対するアライメントマー
クＭ5 での反り量を50μｍと、それぞれされる。
【００２８】このようにして、各アライメントマークＭ
1 〜Ｍ5 における反り量が求められると、三角関数によ
って、隣接するアライメントマーク間のＸ軸方向に沿っ
た距離ａ1 〜ａ5 が演算される。すなわち、半導体ウエ
ハ１０の表面における隣接するアライメントマーク間の
距離（ピッチ＝20000 μｍ）を斜辺、隣接するアライメ
ントマーク間の反り量の差を高さとした直角三角形にお
ける底辺の長さが、隣接するアライメントマーク間のＸ
軸方向に沿った距離として、ピタゴラスの定理によって
演算される。
1 〜Ｍ5 における反り量が求められると、三角関数によ
って、隣接するアライメントマーク間のＸ軸方向に沿っ
た距離ａ1 〜ａ5 が演算される。すなわち、半導体ウエ
ハ１０の表面における隣接するアライメントマーク間の
距離（ピッチ＝20000 μｍ）を斜辺、隣接するアライメ
ントマーク間の反り量の差を高さとした直角三角形にお
ける底辺の長さが、隣接するアライメントマーク間のＸ
軸方向に沿った距離として、ピタゴラスの定理によって
演算される。
【００２９】この場合、アライメントマークＭ0 とアラ
イメントマークＭ1 とのＸ軸方向に沿った距離ａ1 は、
半導体ウエハ１０の中心に近接したアライメントマーク
Ｍ1の反り量10μｍが、半導体ウエハ１０の中心Ｏに対
して求められていることから、半導体ウエハ１０の中心
ＯからアライメントマークＭ1 のＸ軸方向に沿った距離
を２倍することによって求められる。
イメントマークＭ1 とのＸ軸方向に沿った距離ａ1 は、
半導体ウエハ１０の中心に近接したアライメントマーク
Ｍ1の反り量10μｍが、半導体ウエハ１０の中心Ｏに対
して求められていることから、半導体ウエハ１０の中心
ＯからアライメントマークＭ1 のＸ軸方向に沿った距離
を２倍することによって求められる。
【００３０】このようにして、距離ａ1 として19999.99
00μｍ、距離ａ2 として19999.9900μｍ、距離ａ3 とし
て19999.9775μｍ、距離ａ4 として19999.9600μｍ、距
離ａ 5 として19999.9375μｍが、それぞれ求められる。
00μｍ、距離ａ2 として19999.9900μｍ、距離ａ3 とし
て19999.9775μｍ、距離ａ4 として19999.9600μｍ、距
離ａ 5 として19999.9375μｍが、それぞれ求められる。
【００３１】隣接するアライメントマーク間のＸ軸方向
に沿ったそれぞれの距離ａ1 〜ａ5が求められると、隣
接するアライメントマーク間のＸ軸方向に沿った距離ａ
1 〜ａ5 の中心であるショットセンター（半導体ウエハ
１０の中心Ｏから順番に、Ｓ 1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 とす
る）と半導体ウエハ１０の中心Ｏとの距離が演算され
る。それぞれの演算結果は、19999.9900μｍ、39999.97
38μｍ、59999.9425μｍ、79999.8913μｍである。そし
て、半導体ウエハ１０の中心Ｏから各ショットセンター
Ｓ1 〜Ｓ4 までの距離に基づいて、隣接するショットセ
ンター間の距離が、各ショット領域１１を露光位置に移
動させる際のステップピッチとして、演算される。
に沿ったそれぞれの距離ａ1 〜ａ5が求められると、隣
接するアライメントマーク間のＸ軸方向に沿った距離ａ
1 〜ａ5 の中心であるショットセンター（半導体ウエハ
１０の中心Ｏから順番に、Ｓ 1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 とす
る）と半導体ウエハ１０の中心Ｏとの距離が演算され
る。それぞれの演算結果は、19999.9900μｍ、39999.97
38μｍ、59999.9425μｍ、79999.8913μｍである。そし
て、半導体ウエハ１０の中心Ｏから各ショットセンター
Ｓ1 〜Ｓ4 までの距離に基づいて、隣接するショットセ
ンター間の距離が、各ショット領域１１を露光位置に移
動させる際のステップピッチとして、演算される。
【００３２】このようにして、隣接するショット領域１
１のショットセンター間の距離がステップピッチとして
それぞれ求められると、それぞれのステップピッチだ
け、ウエハ１０が固定されたウエハステージが順番に移
動され、各ショット領域１１が露光位置に対して位置合
わせされる。
１のショットセンター間の距離がステップピッチとして
それぞれ求められると、それぞれのステップピッチだ
け、ウエハ１０が固定されたウエハステージが順番に移
動され、各ショット領域１１が露光位置に対して位置合
わせされる。
【００３３】この場合、各ショット領域１１において、
半導体ウエハ１０の反り量に基づく補正がされずに設定
されたショットセンターと、半導体ウエハ１０の反り量
に基づいて補正がされたショットセンターとが比較さ
れ、両者に差が生じている場合には、半導体ウエハ１０
の反り量に基づいて補正がされたショットセンターに基
づいて得られたステップピッチだけ、ウエハステージが
それぞれ移動されて、露光位置に対して位置合わせされ
る。従って、各ショット領域１１が露光位置にステップ
される際のステップピッチが、各ショット領域毎に変更
される。
半導体ウエハ１０の反り量に基づく補正がされずに設定
されたショットセンターと、半導体ウエハ１０の反り量
に基づいて補正がされたショットセンターとが比較さ
れ、両者に差が生じている場合には、半導体ウエハ１０
の反り量に基づいて補正がされたショットセンターに基
づいて得られたステップピッチだけ、ウエハステージが
それぞれ移動されて、露光位置に対して位置合わせされ
る。従って、各ショット領域１１が露光位置にステップ
される際のステップピッチが、各ショット領域毎に変更
される。
【００３４】比較のために、半導体ウエハ１０の反り量
に基づく補正をしない場合における半導体ウエハ１０の
中心Ｏから各ショットセンターＳ1 〜Ｓ4 までの距離を
計測したところ、図９に示すように、それぞれ、19999.
9378μｍ、39999.8756μｍ、59999.8134μｍ、79999.75
13μｍであり、半導体ウエハ１０の反り量に基づく補正
をした場合との差は、それぞれ、0.0522μｍ、0.0982μ
ｍ、0.1291μｍ、0.1400μｍであった。そして、露光位
置に位置合わせされた各ショットセンターと光軸との実
際の誤差をそれぞれ測定したところ、反り量に基づく補
正をした場合には、各ショットセンターＳ1 〜Ｓ4 にお
ける実際の誤差は、それぞれ、0.002 μｍ、0.012 μ
ｍ、0.112 μｍ、0.013 μｍであり、反り量に基づく補
正をしない場合には、各ショットセンターＳ1 〜Ｓ4 に
おける実際の誤差は、それぞれ、0.049 μｍ、0.103 μ
ｍ、0.112 μｍ、0.136 μｍであった。このように、半
導体ウエハ１０の反り量に基づく補正をした場合には、
各ショットセンターにおける実際の誤差を、半導体ウエ
ハ１０の反り量に基づく補正をしない場合に比べて、最
大で１０分の１程度にすることができる。
に基づく補正をしない場合における半導体ウエハ１０の
中心Ｏから各ショットセンターＳ1 〜Ｓ4 までの距離を
計測したところ、図９に示すように、それぞれ、19999.
9378μｍ、39999.8756μｍ、59999.8134μｍ、79999.75
13μｍであり、半導体ウエハ１０の反り量に基づく補正
をした場合との差は、それぞれ、0.0522μｍ、0.0982μ
ｍ、0.1291μｍ、0.1400μｍであった。そして、露光位
置に位置合わせされた各ショットセンターと光軸との実
際の誤差をそれぞれ測定したところ、反り量に基づく補
正をした場合には、各ショットセンターＳ1 〜Ｓ4 にお
ける実際の誤差は、それぞれ、0.002 μｍ、0.012 μ
ｍ、0.112 μｍ、0.013 μｍであり、反り量に基づく補
正をしない場合には、各ショットセンターＳ1 〜Ｓ4 に
おける実際の誤差は、それぞれ、0.049 μｍ、0.103 μ
ｍ、0.112 μｍ、0.136 μｍであった。このように、半
導体ウエハ１０の反り量に基づく補正をした場合には、
各ショットセンターにおける実際の誤差を、半導体ウエ
ハ１０の反り量に基づく補正をしない場合に比べて、最
大で１０分の１程度にすることができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の半導体ウエハの位置合わせ方法
は、このように、各ショット領域を露光位置に位置合わ
せする際のステップピッチを、半導体ウエハの反り量に
基づいて補正するようになっているために、露光位置に
対して各ショット領域を、スループットを低下させるこ
となく、しかも、高精度で、それぞれ位置合わせするこ
とができる。
は、このように、各ショット領域を露光位置に位置合わ
せする際のステップピッチを、半導体ウエハの反り量に
基づいて補正するようになっているために、露光位置に
対して各ショット領域を、スループットを低下させるこ
となく、しかも、高精度で、それぞれ位置合わせするこ
とができる。
【図１】本発明の半導体ウエハの位置合わせ方法に使用
される半導体ウエハとショット領域の説明図である。
される半導体ウエハとショット領域の説明図である。
【図２】半導体ウエハのスケーリング補正値の説明図で
ある。
ある。
【図３】半導体ウエハにおけるショット領域の直交度補
正値の説明図である。
正値の説明図である。
【図４】半導体ウエハのローテーション補正値の説明図
である。
である。
【図５】半導体ウエハのオフセット補正値の説明図であ
る。
る。
【図６】半導体ウエハにおけるショット領域のスケーリ
ング補正値の説明図である。
ング補正値の説明図である。
【図７】半導体ウエハにおける各ショット領域のローテ
ーション補正値の説明図である。
ーション補正値の説明図である。
【図８】半導体ウエハのショット領域の説明図である。
【図９】半導体ウエハにおける反り量の演算方法の説明
図である。
図である。
【図１０】反りがない状態の半導体ウエハにおける各シ
ョット領域の説明図である。
ョット領域の説明図である。
【図１１】反った状態の半導体ウエハにおける各ショッ
ト領域の説明図である。
ト領域の説明図である。
１０ 半導体ウエハ
１０ａ オリエンテーションフラット
１１ ショット領域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 規則的に整列した複数のショット領域を
有する半導体ウエハを、 ウエハステージ上に固定して、ステップ・アンド・リピ
ート方式によって、露光位置に対して順次位置合わせす
る方法であって、各ショット領域をウエハステージに位置決めするために
半導体ウエハ上の各ショット領域毎にそれぞれ設けられ
たアライメントマークに基づいて半導体ウエハの反り量
を計測し、 各ショット領域を順次露光位置に移動させる際の各ステ
ップピッチを、半導体ウエハの反り量に基づいてそれぞ
れ補正することを特徴とする半導体ウエハの位置合わせ
方法。 - 【請求項２】 前記半導体ウエハの反り量は、半導体ウ
エハがウエハステージ上に位置決めされた後に計測され
る請求項１に記載の半導体ウエハの位置合わせ方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35877298A JP3501276B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 半導体ウエハの位置合わせ方法 |
| TW088122020A TW436956B (en) | 1998-12-17 | 1999-12-15 | Method of positioning semiconductor wafer |
| KR10-1999-0057995A KR100368032B1 (ko) | 1998-12-17 | 1999-12-15 | 반도체 웨이퍼의 위치맞춤방법 |
| US09/465,014 US6433352B1 (en) | 1998-12-17 | 1999-12-16 | Method of positioning semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35877298A JP3501276B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 半導体ウエハの位置合わせ方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3501276B2 true JP3501276B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=18461034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35877298A Expired - Fee Related JP3501276B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 半導体ウエハの位置合わせ方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3501276B2 (ja) |
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| US6568098B1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-05-27 | Microtool, Inc. | Alignment wafer |
| US8045788B2 (en) * | 2003-07-14 | 2011-10-25 | August Technology Corp. | Product setup sharing for multiple inspection systems |
| US7288779B2 (en) * | 2003-12-17 | 2007-10-30 | Asml Netherlands B.V. | Method for position determination, method for overlay optimization, and lithographic projection apparatus |
| JP4794882B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-10-19 | キヤノン株式会社 | 走査型露光装置、走査型露光方法 |
| US8236579B2 (en) * | 2007-03-14 | 2012-08-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Methods and systems for lithography alignment |
| JP2009206143A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Seiko Instruments Inc | アライメント方法 |
| US9052604B2 (en) * | 2008-11-06 | 2015-06-09 | Micron Technology, Inc. | Photolithography systems and associated alignment correction methods |
| US8843860B2 (en) | 2009-08-07 | 2014-09-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Frame cell for shot layout flexibility |
| US8239788B2 (en) * | 2009-08-07 | 2012-08-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Frame cell for shot layout flexibility |
| US8582963B2 (en) * | 2011-06-03 | 2013-11-12 | Applied Materials, Inc. | Detection of substrate warping during rapid thermal processing |
| JP5821490B2 (ja) * | 2011-10-04 | 2015-11-24 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR20180094152A (ko) * | 2011-11-14 | 2018-08-22 | 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 | 기판의 형상 변화 측정 방법 |
| CN106154763B (zh) * | 2015-04-20 | 2018-03-23 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 晶圆聚焦补偿的曝光方法与装置 |
| KR102429940B1 (ko) * | 2016-07-12 | 2022-08-08 | 가부시키가이샤 니콘 | 적층 기판 제조 방법, 적층 기판 제조 장치, 적층 기판 제조 시스템, 및 기판 처리 장치 |
| US10115687B2 (en) * | 2017-02-03 | 2018-10-30 | Applied Materials, Inc. | Method of pattern placement correction |
| US11177146B2 (en) | 2019-10-31 | 2021-11-16 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for processing a substrate |
| CN114038776B (zh) * | 2022-01-11 | 2022-06-03 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 解决因晶圆翘曲形变导致对准偏差的方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5502311A (en) * | 1992-01-17 | 1996-03-26 | Nikon Corporation | Method of and apparatus for detecting plane position |
| JP3219217B2 (ja) | 1993-01-22 | 2001-10-15 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法及び装置、並びに露光方法及び装置 |
| US5525808A (en) * | 1992-01-23 | 1996-06-11 | Nikon Corporaton | Alignment method and alignment apparatus with a statistic calculation using a plurality of weighted coordinate positions |
| JP3291818B2 (ja) * | 1993-03-16 | 2002-06-17 | 株式会社ニコン | 投影露光装置、及び該装置を用いる半導体集積回路製造方法 |
| JPH07219243A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-18 | Nikon Corp | 露光装置の評価方法 |
| US5793473A (en) * | 1994-06-09 | 1998-08-11 | Nikon Corporation | Projection optical apparatus for projecting a mask pattern onto the surface of a target projection object and projection exposure apparatus using the same |
| JP3487368B2 (ja) * | 1994-09-30 | 2004-01-19 | 株式会社ニコン | 走査型露光装置 |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP35877298A patent/JP3501276B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-12-15 KR KR10-1999-0057995A patent/KR100368032B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-12-15 TW TW088122020A patent/TW436956B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-12-16 US US09/465,014 patent/US6433352B1/en not_active Expired - Fee Related
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