JP3530692B2 - 走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法Info
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- G03F7/70216—Mask projection systems
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
それを用いたデバイス製造方法に関し、IC,LSI,
CCD,磁気ヘッド,液晶パネル等のデバイスを製造す
る為のリソグラフィー工程において、第1物体としての
レチクル(マスク)と第2物体としてのウエハとの位置
合わせを行った後に双方を同期して走査することによっ
てレチクル面上のパターンをウエハ面上に順次走査投影
露光して高集積度のデバイスを製造する際に好適なもの
である。
心をなす投影露光装置としてマスクのパターン像を屈折
光学系により感光基板上に形成し、感光基板をステップ
アンドリピート方式で露光する縮小投影露光装置(ステ
ッパー)や高解像力が得られ、且つ画面サイズを拡大で
きるステップアンドスキャン方式の走査型露光装置(露
光装置)等が種々と提案されている。
パターンをスリット状光束により照明し、該スリット状
光束により照明されたパターンを投影系(投影光学系)
を介し、スキャン動作によりウエハ上に露光転写してい
る。
ハとの相対的な位置合わせを行った後にレチクル面上の
パターンをウエハ面上に投影しており、このときの位置
合わせ精度は投影パターン像の高集積比を図るときの重
要な要素になっている。
パ)の要部概略図である。同図において、露光パターン
の形成されたレチクル1はレーザー干渉計13X,13
Yと駆動制御手段103によってX方向,Y方向に駆動
制御されるレチクルステージ(第1可動ステージ)12
に載置されている。レチクルステージ12はZ方向の位
置を投影光学系2に対して一定に保った状態でX方向,
Y方向に駆動する。感光基板であるウエハ3はレーザー
干渉計33X,33Yと駆動制御手段103によって載
置されている。
び傾きが投影光学系2に対して駆動制御可能となってい
る。このレチクル1とウエハ3は投影光学系2を介して
光学的に共役な位置に置かれており、不図示の照明系か
らX方向に長いスリット上の露光光束14がレチクル1
上に形成されている。このレチクル1上の露光光束14
は投影光学系2の投影倍率に比した大きさのスリット状
の露光光束14aをウエハ3上に形成するものである。
光束14及び14aに対してレチクルステージ12とウ
エハステージ32の双方を光学倍率に応じた速度比でY
方向に動かし、スリット状の露光光束14及び14aが
レチクル1上のパターン転写領域15とウエハ3上のパ
ターン転写領域15aを走査することによって投影露光
を行っている。11A,11Bはレチクルアライメント
マーク、31A,31Bはウエハアライメントマークで
ある。
においてレチクルとウエハとの位置合わせはレチクルス
テージとウエハステージを静止させてからレチクル上ア
ライメントマークとウエハ上アライメントマークを検出
して行っていた。このため、実際にステージが駆動して
いる時のスキャン露光位置とは位置合わせ精度が異なっ
てしまうという欠点があった。
のパターンを投影光学系で第2物体としてのウエハ面上
に走査投影露光する際、適切に設定した予めアライメン
トマークを形成した基準基板や走査露光機構によって走
査方向に複数のマークを形成した第2物体等を利用する
ことにより第1物体と第2物体との位置合わせを高精度
に行い、高集積度の半導体デバイスを容易に製造するこ
とができる走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの
製造方法の提供を目的とする。
は、 (1-1).照明系からの照明光束で第1可動ステージに載置
した第1物体面上のパターンを照明し、該第1物体面上
のパターンを投影光学系により第2可動ステージに載置
した第2物体面上に該第1可動ステージと第2可動ステ
ージを該投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同
期させて相対的に走査させながら走査投影露光する走査
露光機構を有する走査型露光装置において、該走査露光
機構は走査投影露光前に予め走査方向に複数の基準マー
クを形成した基準基板に該第1物体面上に設けた位置合
わせマークを潜像マークとして形成し、該基準基板上の
基準マークと潜像マークとの位置情報を検出して双方の
ずれ量を計測し、該ずれ量を補正して該第1物体面上の
パターンを該第2物体面上に走査投影露光していること
を特徴としている。
は、投影露光位置,走査方向の走査倍率,第1物体と第
2物体の走査方向の速度むら,第1物体と第2物体の走
査方向に直交方向の位置ずれ変化,第1物体に対する第
2物体の回転角,のうちの少なくとも1つであること。
量の補正項目は、2つの走査方向で別々の補正値を持つ
こと。
上の基準マークと潜像マークととの位置情報の検出を非
露光光を用いた顕微鏡で行っていること。
量の補正手段は、前記第1物体又は第2物体の露光位置
を移動させること,該第1物体と第2物体の走査速度比
を前記投影光学系の投影倍率に基づいて変えること,該
第1物体と第2物体の走査速度比を走査露光中に変える
こと,該第1物体と第2物体の走査方向に直交方向の位
置を走査露光中に変えること,該第1物体又は第2物体
をその面内において走査露光中に回転させること,のう
ち少なくとも1つであること。等を特徴としている。
テージに載置した第1物体面上のパターンを照明し、該
第1物体面上のパターンを投影光学系により第2可動ス
テージに載置した第2物体面上に該第1可動ステージと
第2可動ステージを該投影光学系の投影倍率に対応させ
た速度比で同期させて相対的に走査させながら走査投影
露光する走査露光機構を有する走査型露光装置におい
て、該走査露光機構は走査投影露光前に該第1物体上の
複数のマークを該第2物体面上に走査投影露光し、該第
2物体面上に形成した複数の潜像マークの相対位置情報
を検出して相互のずれ量を計測し、該ずれ量を補正して
該第1物体面上のパターンを第2物体面上に走査投影露
光していることを特徴としている。
テージに載置した第1物体面上のパターンを照明し、該
第1物体面上のパターンを投影光学系により第2可動ス
テージに載置した第2物体面上に該第1可動ステージと
第2可動ステージを該投影光学系の投影倍率に対応させ
た速度比で同期させて相対的に走査させながら走査投影
露光する走査露光機構を有する走査型露光装置におい
て、該走査露光機構は走査投影露光前に予め走査方向に
複数のマークを形成した基準基板にフォトクロミックを
塗布し、該基準基板上に該第1物体面上に設けた位置合
わせマークをフォトクロマークとして形成し、該基準マ
ークとフォトクロマークとの位置情報を検出して双方の
ずれ量を計測し、該ずれ量を補正して該第1物体面上の
パターンを第2物体面上に走査投影露光していることを
特徴としている。
テージに載置した第1物体面上のパターンを照明し、該
第1物体面上のパターンを投影光学系により第2可動ス
テージに載置した第2物体面上に該第1可動ステージと
第2可動ステージを該投影光学系の投影倍率に対応させ
た速度比で同期させて相対的に走査させながら走査投影
露光する走査露光機構を有する走査型露光装置におい
て、該走査露光装置は走査投影露光前に第1物体面上の
複数のマークをフォトクロミックが塗布された第2物体
面上に走査投影露光し、該第2物体面に形成した複数の
フォトクロマークの相対位置情報を検出して相互のずれ
量を計測し、該ずれ量を補正して該第1物体面上のパタ
ーンを第2物体面上に走査投影露光していることを特徴
としている。
物体面上に投影露光する露光装置と、照明系からの照明
光束で第1可動ステージに載置した第1物体面上のパタ
ーンを照明し、該第1物体面上のパターンを投影光学系
により第2可動ステージに載置した第2物体面上に該第
1可動ステージと第2可動ステージを該投影光学系の投
影倍率に対応させた速度比で同期させて相対的に走査さ
せながら走査投影露光する走査露光機構を有する走査型
露光装置とを有し、該露光装置を用いて該第1物体面上
の複数のマークに基づく第1潜像マークを第2物体面に
形成して基準基板を作成し、該走査型露光装置を用いて
第1物体面上の複数のマークを該基準基板の第1潜像マ
ークに対して位置合わせを行った後、該基準基板に該複
数のマークに基づく第2潜像を形成し、該第1潜像と第
2潜像との位置情報を検出して双方の相対的なずれ量を
計測し、該ずれ量を補正して走査投影露光していること
を特徴としている。
系により第2物体面上に投影露光する露光装置と、照明
系からの照明光束で第1可動ステージに載置した第1物
体面上のパターンを照明し、該第1物体面上のパターン
を投影光学系により第2可動ステージに載置した第2物
体面上に該第1可動ステージと第2可動ステージを該投
影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させて相
対的に走査させながら走査投影露光する走査露光機構を
有する走査型露光装置とを有し、該露光装置を用いて該
第1物体面上の複数のマークをフォトクロミックを塗布
した第2物体面に第1フォトクロマークとして形成して
基準基板を作成し、該走査型露光装置を用いて第1物体
面上の複数のマークを該基準基板の第1フォトクロマー
クに対して位置合わせを行った後、該基準基板に該複数
のマークに基づく第2フォトクロマークを形成し、該第
1フォトクロマークと第2フォトクロマークとの位置情
報を検出して双方の相対的なずれ量を計測し、該ずれ量
を補正して走査投影露光していることを特徴としてい
る。
用いてレチクル面上のパターンをウエハ面上に投影露光
する工程を介してデバイスを製造していることを特徴と
している。
テムを用いてレチクル面上のパターンをウエハ面上に投
影露光する工程を介してデバイスを製造していることを
特徴としている。
(ステッパ)の実施形態1の要部概略図である。本実施
形態では第1物体としてのレチクル1と第2物体として
のウエハ3とを投影光学系2の結像倍率に応じて同期を
とりながら所定の速度比でY方向に走査(スキャン)さ
せながら投影露光を行っている。
レチクル1はレーザー干渉計13X,13Yと駆動制御
手段103によってX方向,Y方向に駆動制御されるレ
チクルステージ(第1可動ステージ)12に載置されて
いる。レチクルステージ12はZ方向の位置を投影光学
系2に対して一定に保った状態でX方向,Y方向に駆動
する。感光基板であるウエハ3はレーザー干渉計33
X,33Yと駆動制御手段103によってXY方向に駆
動制御されるウエハステージ(第2可動ステージ)32
に載置されている。更にウエハステージ32はZ方向の
位置及び傾きが投影光学系2に対して駆動制御可能とな
っている。
を介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の
照明系からX方向に長いスリット上の露光光束14がレ
チクル1上に形成されている。このレチクル1上の露光
光束14は投影光学系2の投影倍率に比した大きさのス
リット状の露光光束14aをウエハ3上に形成するもの
である。
光光束14及び14aに対してレチクルステージ12と
ウエハステージ32の双方を光学倍率に応じた速度比で
Y方向に動かし、スリット状の露光光束14及び14a
がレチクル1上のパターンで転写領域15とウエハ3上
のパターン転写領域15aを走査することによって投影
露光を行っている。11A,11Bはレチクルアライメ
ントマーク、31A,31Bはウエハアライメントマー
クである。
合わせ方法としては、予めアライメントマークが形成さ
れている基準ウエハ(基準基板)を用いることを特徴と
している。そして基準基板にレジストを塗布し、そのア
ライメントマーク近傍にレチクル上のマークを潜像マー
クとして実素子パターン露光と同様にスキャンしながら
焼きつけている。
た時に発生するレジストの屈折率変化を元に検出するマ
ークである。そして、その後ウエハを現像せずに位置合
わせ用顕微鏡によって両マークを検出し、そのずれ量を
求めている。これよりレチクルステージとウエハステー
ジが駆動している時の、即ち実素子パターン露光時と全
く同じ状態で重ね合わせ補正をしている。
ウエハに実素子パターン露光と同様なスリットスキャン
露光によって複数の潜像マークを形成し、その潜像マー
ク相互の位置を計測している。そして本来転写すべき位
置からのずれ量をスキャン方向の各位置で計測し、これ
を補正してレチクル上のパターンを正確にウエハ上に重
ね合わせている。
重ね合わせ精度を向上させる方策として、第1の露光装
置でウエハに潜像マークを作成し、このウエハを第2の
露光装置でスリットスキャン露光する。そして、第1の
露光装置で作成した潜像マークと第2の露光装置で作成
した潜像マークとの位置ずれ量を計測し、そのずれ量を
第2の露光装置での実素子パターン露光時に補正してい
る。
装置の間の重ね合わせ精度を向上させている。又潜像マ
ークの代わりにフォトクロマークを用いている。フォト
クロミックは、元々透明なものだが光を当てる不透明に
なる性質がある。従って以上述べたような解決手段にお
いて、レジストの代わりにフォトクロを使用して同様な
重ね合わせ補正を行っている。
る。まず図1の実施形態においてレチクル1とウエハ3
との位置合わせ方法の具体例について説明する。
エハ3とを位置合わせする時の走査むら補正シーケンス
のフローチャートである。第1ステップとしては基準ウ
エハの作成を行う。このときの作成方法としては2種類
あり、 [a1].EB等で直接ガラス基板上にCrパターンを
形成する。
像又はSi段差等のパターンを形成する。
らの方法を用いても良い。
において4,301〜326は各ショット(パターン転
写領域)を示している。基準ウエハ3のショットレイア
ウトは実素子ウエハと同一であることが望ましいが、そ
うでなくとも良い。
向については、図3において矢印として示しているが、
実素子パターンと同一である必要はない。これは後で述
べるように、基準マークの絶対位置を計測するので、ス
キャン方向別のくせを見てはいないからである。必要な
パターンは基準位置となるマーク(基準マークと呼ぶ)
だけである。
ショット4中のの基準マークの説明図である。図中、
《lai,rai》がウエハ3上の基準マークであり、スリ
ット14の長手方向(X方向)に2箇所とスキャン全域
に渡って複数箇所に配置されている。
準マーク《lai,rai》の位置検出を行う。検出方法と
しては2種類あり、 [b1].別置きの絶対座標測定器による。
5A,5又は6によって干渉計33X,33Yを利用
し、測定。
方法を用いても良い。今、基準マークの設計座標を(X
lai,Ylai,Xrai,Yrai)、検出座標を(X
lai’,Ylai’,Xrai’,Yrai’)とすると、 Xlai’=Xlai+ΔXlai Ylai’=Ylai+ΔYlai Xrai’=Xrai+ΔXrai Yrai’=Yrai+ΔYrai となる。ここに、ΔXlai,ΔYlai,ΔXrai,ΔY
raiは基準マークの検出座標の設計座標からのずれを意
味する。
ジストを塗布し、潜像マークを形成する。潜像マーク露
光のための位置合わせシーケンスは後述する第5ステッ
プの実素子パターン露光と同様のグローバルアライメン
トによっている。例えばスキャン始まりのウエハ3上の
基準マーク《la1,ra1》とレチクル1上のマーク11
A,11Bを顕微鏡5A,5Bによりレチクルステージ
12とウエハステージ32が静止した状態で計測し位置
ずれ量を求め、位置合わせを行い第1ステップで既に形
成してある基準マーク《lai,rai》近傍にレチクルと
ウエハを走査させながらレチクル上のマーク11A,1
1Bを顕微鏡5A,5Bを使って転写する。
に形成されたレチクルマーク11A,11Bに基づく潜
像マークである。顕微鏡5A,5Bは露光波長を使用し
ており、不図示の視野絞りとシャッターによって潜像マ
ーク近傍付近の露光が可能となっている。又、その時の
露光量は潜像マークの露光に必要十分な量に予め決定さ
れている。さらにこの時の露光光は、潜像マーク領域だ
けの露光が可能な不図示の露光用照明系を用いたもので
も良い。
基準ウエハ3上の基準マーク《lai,rai》と、潜像マ
ーク《lbi,rbi》の位置を検出する。
使うことで、計測値を即座に補正して実素子パターンの
露光ができ、スループット向上が期待できる。特に露光
光源にエキシマレーザーが使われている場合、多用され
る化学増巾型レジストでは露光後の像劣化が早いのです
ぐに計測する必要があり、本方式が有用である。
でレジストを感光しない波長域が選択されている。又、
HeNeレーザー等の単色光であっても良い。検出原理
は画像認識、レーザービームによる散乱光検出等の任意
の方法で良い。
ークの検出座標(Xlai”,Ylai”,Xrai”,Yr
ai”)及び潜像マークの検出座標(Xlbi”,Y
lbi”,Xrbi”,Yrbi”)を求めている。
る潜像マークの検出座標のずれ、 ΔXli ”= Xlbi”−Xlai” =(Xlbi+ΔXlbi)−(Xlai+ΔXlai), ΔYli ”= Ylbi”−Ylai” =(Ylbi+ΔYlbi)−(Ylai+ΔYlai), ΔXri ”= Xrbi”−Xrai” =(Xrbi+ΔXrbi)−(Xrai+ΔXrai), ΔYri ”= Yrbi”−Yrai” =(Yrbi+ΔYrbi)−(Yrai+ΔYrai), を元に、検出された潜像マークの設計座標からのずれ量
ΔXlbi,ΔYlbi,ΔXrbi ,ΔYrbiを求めてい
る。
セットを算出し、実素子パターンの本露光時に、ウエハ
ステージ又はレチクルステージの走査速度及び走査方
向、並びに前記原板又は前記基板の回転角に反映させ、
図1に示す駆動制御手段103によって補正している。
る。これを予めスキャン露光前にレチクルの位置又はウ
エハの位置を−ΔX,−ΔYだけずらし、その状態でス
キャン露光する。
(Δβy ) 計測されるスキャン方向の倍率オフセットは、
ジ、又はウエハステージの移動速度をスキャン方向の倍
率オフセットΔβy 分変えることによって補正する。即
ち、倍率補正前のレチクルステージとウエハステージの
スキャン露光時のスキャン方向の速さをそれぞれ
V12 ,V32、又、投影光学系の縮小倍率をmとする
と、 V12=−mV32 なる関係がある。倍率補正後のレチクルステージとウエ
ハステージのスキャン露光時のスキャン方向の速さ
V12’,V32’は、 V12=−mV32’/Δβy なる関係で、レチクルステージ一方又はウエハステージ
一方又は両方のステージのスキャン露光時のスキャン方
向の速さを補正すれば良い。
ット 計測されるスキャン方向の速度むらオフセットは、(c
2)と同様に各位置iに対して、
ジ、又はウエハステージの移動速度を各位置iに対し
て、スキャン方向の倍率オフセットΔβyi分変えること
によって補正する。
ージとウエハステージのスキャン露光時のスキャン方向
の位置iにおける速さV12i ’,V32i ’が、 V12i ’=−mV32i ’/Δβyi を満足するようにすれば良い。位置iと位置i+1の間
の速度は適宜補間して速度を変化させれば良い。
ヨーイング成分オフセット変化ΔXi 計測される走査中のスキャンと直交方向のヨーイング成
分オフセット変化は、各位置iに対して、 ΔXi =(ΔXlbi+1+ΔXrbi+1)−(ΔXlbi+Δ
Xrbi) と表される。これを補正するには、各位置iに対して、
レチクルステージ又はウエハステージの位置が、−ΔX
i となるよう、Y方向にスキャンしながらX方向にも移
動すれば良い。位置iと位置i+1の間は適宜補間す
る。
化ΔROTi 計測される走査中のチップローテーション変化ΔROT
i は、各位置iに対して、
チクルステージ又はウエハステージの回転角が−ΔRO
Ti となるよう、Y方向にスキャンしながら回転角も変
化させれば良い。位置iと位置i+1の間は適宜補間す
る。
ば、スキャン全域の重ね合わせを良くすることができ
る。
エハにより定期的に求めて、実素子パターン露光時に反
映させてスキャン全域に渡って良い重ね合わせ状態を保
っている。
び基準マークと潜像マークの検出について例をあげる
と、 [d1].1つのショットに限定して、例えばFig.
3の基準ウエハ3の中心近傍のショット313で潜像マ
ークを露光検出し、その時の補正値を全ショットに反映
する方法。
て、例えば基準ウエハ中心近傍の2ショット313,3
14に対して潜像マークを露光検出し、スキャン方向で
別々の補正値を持つ方法。
各数ショットで潜像マークを露光検出し、各スキャン方
向で補正値の平均を算出し、スキャン方向で別々の補正
値を持つ方法。
検出し、各スキャン方向で補正値の平均を算出し、スキ
ャン方向で別々の補正値を持つ方法。
検出し、補正値の平均を算出し、全ショット同一の補正
値を持つ方法。という様々な方法がある。
法以外でも良い。例えばウエハステージがローラガイド
ステージの場合、図6のようにスキャンの軌跡41がヨ
ーガイドの湾曲によって、ウエハ3上の各行で等しくな
る場合が考えられる。よってグローバルアライメントで
のショット選択は例えば、各行で1又は2ショットずつ
計測し、各行の平均値を各行個別に反映させてヨー補正
をすれば良い。各行でスキャンの軌跡が同じになる現象
は、スキャン方向と平行なXバーミラー33Xの平面形
状によっても起こると考えられる。
は、ウエハステージ32のY方向の位置に依存してY方
向の干渉読み値が影響を受ける場合がある。これはY方
向のバーミラー33Yとウエハステージ32の間の空気
の温度変化によって空気の屈折率が変わり、ステージの
Y座標位置に誤差を与え、引いてはスキャン速度が一定
でなくなるためである。
方向の5点での位置ずれ量を矢印42の大きさで表した
もので、各行での挙動が一致する。グローバルアライメ
ントでのショット選択は前記と同様な方法で良い。
で基準ウエハを作成し、第2のスリットスキャン型露光
装置でそのウエハにレジストを塗布し、潜像マークを作
成する。この場合、第1の装置における基準ウエハの作
成プロセスはレジスト段差、Si段差等で良い。そして
基準マークに対する潜像マークの位置ずれ量を計測すれ
ば、第1の露光装置を基準とした第2のスリットスキャ
ン型露光装置のスキャンむらが測定できる。このスキャ
ンむらを第2のスリットスキャン型露光装置における実
素子パターン露光時に反映させれば第1の露光装置と第
2のスリットスキャン型露光装置の間の重ね合わせ精度
を向上することができる。
る。実施形態1では基準ウエハを用いたが、本実施形態
では基準ウエハを使用せず、直接レジストを塗布したウ
エハにスリットスキャン型露光装置で潜像マークを露光
し、その位置をその装置のウエハステージ干渉計基準で
検出しスキャンに関係したオフセットを求め、実素子パ
ターン露光時に反映させている。
す。まず、レジストが塗布されたウエハにスキャン露光
によって潜像マークを露光する。スキャンの方向は2種
類あるので、それに合わせて最低限2方向焼きつけるの
が良い。又は、実施形態1のように実素子パターンと同
様なレイアウトで焼き付けても良い。
又は6によってウエハステージだけを駆動して各マーク
位置で静止させ、位置検出を行いスキャン方向の倍率速
度むら、走査中のスキャンと直交方向のヨーイング成分
のオフセット変化、走査中のチップローテーション変化
を求める。次にこれらのオフセットを元に、補正して実
素子パターンの露光を行っている。
る。本実施形態は装置間のキャリブレーションを行うこ
とを特徴としている。即ち、第1の露光装置で潜像マー
クが形成された基準ウエハを作成し、第2のスリットス
キャン型露光装置でその基準ウエハ上に更に潜像マーク
を露光し、両マーク間の位置を測定することで、第1の
装置を基準とした第2のスリットスキャン型露光装置の
スキャンむらを測定している。
ケンスを示す。まず始めに第1の露光装置でウエハに潜
像マークを形成し、基準ウエハを作成する。基準ウエハ
上には図4の基準マーク《lai,rai》が形成されてい
る。
この基準ウエハに対して実施形態1と同様な位置合わせ
を行い、潜像マークを更に露光する。そして両潜像マー
クの位置検出を別の座標測定機又は第1又は第2の装置
で検出する。検出方法は、実施形態1と同様な方法で良
い。これによってスキャン方向の倍率、速度むら、走査
中のスキャンと直交方向のヨーイング成分のオフセット
変化、走査中のチップローテーション変化を求めてい
る。
キャン型露光装置での実素子パターン露光時に反映さ
せ、これによって第1の露光装置と第2のスリットスキ
ャン型露光装置の間の重ね合わせ精度を向上させてい
る。
る。本実施形態は先の実施形態1における潜像マークの
代わりにフォトクロマークを使用していることを特徴と
している。
補正シーケンスを示す。本実施形態が実施形態1と異な
るのは、レジストの代わりにフォトクロを用いること
と、その結果潜像マークでなくフォトクロマークになる
ことであり、その他は基本的に同じである。
用いて説明する。図11は本実施形態の要部概略図であ
る。同図において図1で示した要素と同一要素には同符
号を付している。
マークを使った基準ウエハ3の代わりにウエハステージ
32に設けたフォトクロウエハ34を使用していること
を特徴としている。
補正シーケンスの説明図である。本実施形態ではまず、
ウエハステージ32上に載置されたフォトクロウエハ3
4に、レチクルステージ12とウエハステージ32を駆
動させながらアライメントマーク《lai,rai》を位置
合わせ用顕微鏡5A,5B又は露光光を使って潜像マー
クの時と同様に露光する。
せ用顕微鏡5A,5B又は6によって検出し、スキャン
方向の倍率、速度むら、スキャン直交方向のヨーイング
成分の変化、レチクルに対するウエハの回転角の変化を
算出し、実素子パターンの露光時に反映させている。こ
れによって良好な重ね合わせ精度を達成している。
子パターンの露光と同様に、二方向とし別々のオフセッ
トを持たせても良い。
3は本実施形態におけるスキャンむら補正シーケンスの
説明図である。本実施形態は実施形態3におけるレジス
トによる潜像マークの代わりにフォトクロマークを使用
している点が異なっているだけでその他の構成は基本的
に同じである。
イスの製造方法の実施例を説明する。
の半導体チップ、或は液晶パネルやCCD等)の製造の
フローを示す。
スの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4
(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
れ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシ
ング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程を含む。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷(ステップ7)される。
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打
込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
を現像する。ステップ18(エッチング)では現像した
レジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジ
スト剥離)ではエッチングがすんで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造するこ
とができる。
定することにより、第1物体としてのレチクル面上のパ
ターンを投影光学系で第2物体としてのウエハ面上に走
査投影露光する際、適切に設定した予めアライメントマ
ークを形成した基準基板や走査露光機構によって走査方
向に複数のマークを形成した第2物体等を利用すること
により第1物体と第2物体との位置合わせを高精度に行
い、高集積度の半導体デバイスを容易に製造することが
できる走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造
方法を達成することができる。
シーケンス説明図
ライメントマーク説明図
ライメントマークと潜像マーク説明図
ドの湾曲によって影響を受ける場合のスキャン方向説明
図
響を受ける場合のスキャン速度変化説明図
シーケンス説明図
シーケンス説明図
正シーケンス説明図
正シーケンス説明図
正シーケンス説明図
ト
ト
トマーク又は潜像マーク又はフォトクロマーク rb1〜rb5,lb1〜lb5 潜像マーク又はフォトクロ
マーク
Claims (12)
- 【請求項1】 照明系からの照明光束で第1可動ステー
ジに載置した第1物体面上のパターンを照明し、該第1
物体面上のパターンを投影光学系により第2可動ステー
ジに載置した第2物体面上に該第1可動ステージと第2
可動ステージを該投影光学系の投影倍率に対応させた速
度比で同期させて相対的に走査させながら走査投影露光
する走査露光機構を有する走査型露光装置において、該
走査露光機構は走査投影露光前に予め走査方向に複数の
基準マークを形成した基準基板に該第1物体面上に設け
た位置合わせマークを潜像マークとして形成し、該基準
基板上の基準マークと潜像マークとの位置情報を検出し
て双方のずれ量を計測し、該ずれ量を補正して該第1物
体面上のパターンを該第2物体面上に走査投影露光して
いることを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項2】 前記走査露光機構による前記ずれ量の補
正項目は、 投影露光位置,走査方向の走査倍率,第1物体と第2物
体の走査方向の速度むら,第1物体と第2物体の走査方
向に直交方向の位置ずれ変化,第1物体に対する第2物
体の回転角,のうちの少なくとも1つであることを特徴
とする請求項1の走査型露光装置。 - 【請求項3】 前記走査露光機構による前記ずれ量の補
正項目は、2つの走査方向で別々の補正値を持つことを
特徴とする請求項1の走査型露光装置。 - 【請求項4】 前記走査露光機構は前記基準基板上の基
準マークと潜像マークととの位置情報の検出を非露光光
を用いた顕微鏡で行っていることを特徴とする請求項1
の走査型露光装置。 - 【請求項5】 前記走査露光機構による前記ずれ量の補
正手段は、 前記第1物体又は第2物体の露光位置を移動させるこ
と,該第1物体と第2物体の走査速度比を前記投影光学
系の投影倍率に基づいて変えること,該第1物体と第2
物体の走査速度比を走査露光中に変えること,該第1物
体と第2物体の走査方向に直交方向の位置を走査露光中
に変えること,該第1物体又は第2物体をその面内にお
いて走査露光中に回転させること,のうち少なくとも1
つであることを特徴とする請求項1の走査型露光装置。 - 【請求項6】 照明系からの照明光束で第1可動ステー
ジに載置した第1物体面上のパターンを照明し、該第1
物体面上のパターンを投影光学系により第2可動ステー
ジに載置した第2物体面上に該第1可動ステージと第2
可動ステージを該投影光学系の投影倍率に対応させた速
度比で同期させて相対的に走査させながら走査投影露光
する走査露光機構を有する走査型露光装置において、該
走査露光機構は走査投影露光前に該第1物体上の複数の
マークを該第2物体面上に走査投影露光し、該第2物体
面上に形成した複数の潜像マークの相対位置情報を検出
して相互のずれ量を計測し、該ずれ量を補正して該第1
物体面上のパターンを第2物体面上に走査投影露光して
いることを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項7】 第1物体面上のパターンを投影光学系に
より第2物体面上に投影露光する露光装置と、照明系か
らの照明光束で第1可動ステージに載置した第1物体面
上のパターンを照明し、該第1物体面上のパターンを投
影光学系により第2可動ステージに載置した第2物体面
上に該第1可動ステージと第2可動ステージを該投影光
学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させて相対的
に走査させながら走査投影露光する走査露光機構を有す
る走査型露光装置とを有し、該露光装置を用いて該第1
物体面上の複数のマークに基づく第1潜像マークを第2
物体面に形成して基準基板を作成し、該走査型露光装置
を用いて第1物体面上の複数のマークを該基準基板の第
1潜像マークに対して位置合わせを行った後、該基準基
板に該複数のマークに基づく第2潜像を形成し、該第1
潜像と第2潜像との位置情報を検出して双方の相対的な
ずれ量を計測し、該ずれ量を補正して走査投影露光して
いることを特徴とする投影露光システム。 - 【請求項8】 照明系からの照明光束で第1可動ステー
ジに載置した第1物体面上のパターンを照明し、該第1
物体面上のパターンを投影光学系により第2可動ステー
ジに載置した第2物体面上に該第1可動ステージと第2
可動ステージを該投影光学系の投影倍率に対応させた速
度比で同期させて相対的に走査させながら走査投影露光
する走査露光機構を有する走査型露光装置において、該
走査露光機構は走査投影露光前に予め走査方向に複数の
マークを形成した基準基板にフォトクロミックを塗布
し、該基準基板上に該第1物体面上に設けた位置合わせ
マークをフォトクロマークとして形成し、該基準マーク
とフォトクロマークとの位置情報を検出して双方のずれ
量を計測し、該ずれ量を補正して該第1物体面上のパタ
ーンを第2物体面上に走査投影露光していることを特徴
とする走査型露光装置。 - 【請求項9】 照明系からの照明光束で第1可動ステー
ジに載置した第1物体面上のパターンを照明し、該第1
物体面上のパターンを投影光学系により第2可動ステー
ジに載置した第2物体面上に該第1可動ステージと第2
可動ステージを該投影光学系の投影倍率に対応させた速
度比で同期させて相対的に走査させながら走査投影露光
する走査露光機構を有する走査型露光装置において、該
走査露光装置は走査投影露光前に第1物体面上の複数の
マークをフォトクロミックが塗布された第2物体面上に
走査投影露光し、該第2物体面に形成した複数のフォト
クロマークの相対位置情報を検出して相互のずれ量を計
測し、該ずれ量を補正して該第1物体面上のパターンを
第2物体面上に走査投影露光していることを特徴とする
走査型露光装置。 - 【請求項10】 第1物体面上のパターンを投影光学系
により第2物体面上に投影露光する露光装置と、照明系
からの照明光束で第1可動ステージに載置した第1物体
面上のパターンを照明し、該第1物体面上のパターンを
投影光学系により第2可動ステージに載置した第2物体
面上に該第1可動ステージと第2可動ステージを該投影
光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させて相対
的に走査させながら走査投影露光する走査露光機構を有
する走査型露光装置とを有し、該露光装置を用いて該第
1物体面上の複数のマークをフォトクロミックを塗布し
た第2物体面に第1フォトクロマークとして形成して基
準基板を作成し、該走査型露光装置を用いて第1物体面
上の複数のマークを該基準基板の第1フォトクロマーク
に対して位置合わせを行った後、該基準基板に該複数の
マークに基づく第2フォトクロマークを形成し、該第1
フォトクロマークと第2フォトクロマークとの位置情報
を検出して双方の相対的なずれ量を計測し、該ずれ量を
補正して走査投影露光していることを特徴とする投影露
光システム。 - 【請求項11】 請求項1〜6,8,9のいずれか1項
記載の走査型露光装置を用いてレチクル面上のパターン
をウエハ面上に投影露光する工程を介してデバイスを製
造していることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項12】 請求項7又は10の投影露光システム
を用いてレチクル面上のパターンをウエハ面上に投影露
光する工程を介してデバイスを製造していることを特徴
とするデバイスの製造方法。
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JP31002496A JP3530692B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
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JPH10144598A JPH10144598A (ja) | 1998-05-29 |
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Family
ID=18000248
Family Applications (1)
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JP31002496A Expired - Fee Related JP3530692B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
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