JP3637680B2

JP3637680B2 - 露光装置

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Publication number: JP3637680B2
Application number: JP10621796A
Authority: JP
Inventors: 宗毅杉本; 康明田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2016-04-02
Also published as: JPH09275066A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光装置に関し、例えば半導体チツプの回路パターンに応じてレチクル上に形成されたパターン（以下、これをレチクルパターンと呼ぶ）をウエハ上に投影露光する露光装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の露光装置として、ウエハ上に設けられたレジスト膜の所定領域をレチクルのレチクルパターンに応じて露光した後、当該ウエハを一定距離だけステツピングさせ、再びウエハ上のレジスト膜をレチクルのレチクルパターンに応じて露光することを繰り返す、いわゆるステツプアンドリピート方式が適用されたものがある。
【０００３】
ところで、近年、半導体チツプの高密度化に伴い、このような露光装置（ステツパ）を用いてレチクルのレチクルパターンをウエハ上に投影露光する場合、ウエハ上にすでに形成された複数の回路パターンとレチクルのレチクルパターンのパターン像とを重ね合わせるように、当該ウエハ上のレジスト膜をレチクルのレチクルパターンに応じて露光するようになされている。この場合、この露光装置においては、ウエハ上の回路パターンの所定位置に形成されたアライメントマークの位置を、露光毎に所定のセンサ（以下、これをアライメントセンサと呼ぶ）を用いて検出し、当該検出結果に基づいて回路パターンとレチクルパターンのパターン像との位置ずれ量が例えば 0.1〔μm 〕以内となるようにウエハ（すなわち、ウエハ上の回路パターン）を位置合わせして露光（以下、これを重ね合わせ露光と呼ぶ）するようになされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成の露光装置においては、１回目の露光時、ウエハのステツピングにより当該ウエハの位置がずれた状態で露光することがある。また、ウエハは重ね合わせ露光が繰り返されるうち、露光の前後のウエハ上へのレジストの塗布工程やレチクルパターンに応じて露光されたレジスト膜の現像工程（以下、これらを処理工程と呼ぶ）等において形状が変形することがある。このため、ウエハ上に形成された回路パターンの位置が設計値に対して大きくずれることがある。
【０００５】
従つて、この露光装置においては、アライメントセンサのアライメントマークの検出範囲が狭いと、上述したような位置ずれが生じたウエハの回路パターンのアライメントマークが検出範囲以外に位置する等して、このアライメントセンサではアライメントマークを検出し難くなり、作業者による位置ずれ補正（以下、これをマニユアルアシストと呼ぶ）が必要になる。また、この露光装置においては、マニユアルアシストした際のアシスト量をウエハ上の回路パターンと重ね合わせて形成された回路パターンの重ね合わせ精度の良否の判定に用い、露光終了と供に消去していた。従つて、このように回路パターンの位置がずれたウエハにおいては、重ね合わせ露光毎に、作業者によるマニユアルアシストが必要となり、露光工程が煩雑になる問題があつた。
【０００６】
ところで、ウエハ上に形成された回路パターン上に重ね合わせ露光する場合、各重ね合わせ露光毎に異なる露光装置を用いるようになされている。また、これら各露光装置においては、レチクルパターンのパターン像をウエハ上に投影させる投影レンズが当該投影させたパターン像を歪ませる等（以下、これをデイストーシヨンと呼ぶ）の特性を有し、投影レンズによつて生じるデイストーシヨンは個々の投影レンズによつて異なる。従つて、重ね合わせ露光毎に露光装置を替えて露光する場合、重ね合わせ露光された各回路パターンの重ね合わせ精度を規格内に維持し難くなる問題があつた。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、露光工程を簡易にし得る露光装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、ウェハの所定領域に形成されたウェハ識別情報を読み取る読取り手段と、読取り手段によって得たウェハ識別情報と、位置検出されるべきサンプル回路パターンの実測座標値と設計座標値との間の位置ずれ量とを対応させて記憶する情報記憶手段と、露光時、読取り手段によってウェハから得たウェハ識別情報を基に対応する位置ずれ量を情報記憶手段から読み出し、サンプル回路パターンの設計座標値を位置ずれ量に基づいて補正するとともに、その補正後の設計座標値とサンプル回路パターンの実測座標値とに基づいてウェハ上の各回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出する演算手段とを設けるようにし、当該露光装置が第１の露光に使用された場合には、読取り手段によってウェハから得たウェハ識別情報と、サンプル回路パターンの位置ずれ量とを対応させて情報記憶手段に記憶し、当該露光装置が第１の露光の後になされる第２の露光に使用される場合には、演算手段によって補正されたサンプル回路パターンの設計座標値に基づいてウェハを位置合わせした後に該サンプル回路パターンの実測座標値を検出し、該検出された実測座標値に基づいて該演算手段によって算出される補正係数に基づいて前記ウェハを位置合わせして露光するようにした。
【０００９】
第１の露光後には、読取り手段によつてウエハから得たウエハ識別情報と、回路パターンの位置ずれ量とを対応させて情報記憶手段に記憶し、第２の露光時には、演算手段によつて得たウエハに応じた補正係数に基づいてウエハを位置合わせして露光するようにしたことにより、ウエハの変形が大きい場合でも露光工程中の作業者によるマニユアルアシストを除くことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【００１１】
図１において、１は全体として実施例による露光装置を示し、図示しない照明光学系から発射された露光光をレチクルホルダ２に保持されたレチクルＲに照射すると供に、当該露光光がレチクルＲのレチクルパターン（図示せず）を通過することにより得られるレチクルパターンのパターン像を投影レンズ３を介してステージ４に載置されたウエハＷ上のレジスト膜（図示せず）上に結像させる。これによりこの露光装置１は、ウエハＷ上に形成されたレジスト膜をレチクルパターンに応じて露光し得るようになされている。
【００１２】
この場合、この露光装置１には、重ね合わせ露光毎に用いられる複数の露光装置と共有されたホストコンピユータ５が設けられている。このホストコンピユータ５には、重ね合わせ露光に用いられるウエハＷ毎にウエハ情報が当該ウエハを識別するウエハ識別情報と供に記憶されている。なお、このウエハ情報は、ウエハＷ上に形成された複数の回路パターンのうち、例えば任意に選定された５つの回路パターン（以下、これらをサンプル回路パターンと呼ぶ）の実装座標値と回路パターンの設計座標値との位置ずれ量や露光条件等でなる。
【００１３】
ここで、この露光装置１においては、図示しない所定の搬送装置によつて回路パターンが複数積層形成されたウエハＷが搬送され、ステージ４上に載置されると、内部に制御回路（図示せず）を有する演算回路６がステージ４に設けられた図示しない第１及び第２のモータにそれぞれ制御信号Ｓ１を送出し、これら第１及び第２のモータを駆動制御して当該ステージ４をＸ方向及びＹ方向に移動させることによりウエハＷを基準位置に位置合わせする。
【００１４】
また、ウエハＷの周側面ＷＡと対向する所定位置に設けられたバーコードリーダ等でなる第１の読取り装置７は、当該ウエハＷの周側面ＷＡの所定位置に設けられたバーコード等でなるウエハ識別情報（図示せず）を、ウエハＷがステージ４に載置される直前又は載置された後に読み取る。この第１の読取り装置７は、読み取つたウエハ識別情報に基づくウエハ識別信号Ｓ２を演算装置６に送出する。
【００１５】
演算装置６は、入力されたウエハ識別信号Ｓ２に基づいてウエハ情報を検索する検索信号Ｓ３をホストコンピユータ５に送出する。
ホストコンピユータ５は、入力された検索信号Ｓ３に基づいて複数のウエハ情報のうち、露光装置１のステージ４上に載置されたウエハＷのウエハ識別情報に対応するウエハ情報を検索する。
【００１６】
ここで、まずホストコンピユータ５に、ウエハ識別情報に対応するウエハ情報が記憶されていない場合、このホストコンピユータ５は、演算回路６にエラー信号Ｓ４を送出する。
この場合、この露光装置１においては、投影レンズ３とレチクルＲとの間のそれぞれ所定位置に設けられた光電素子でなる第１及び第２のアライメントセンサ８及び９と、それぞれ図示しないレーザ光源とアライメント光学系とによつて構成されたアライメントマーク検出部により、ウエハＷ上に形成された各サンプル回路パターンのそれぞれの所定位置に設けられているＸ方向アライメントマーク及びＹ方向アライメントマーク（図示せず）の位置を検出する。
【００１７】
このアライメントマーク検出部においては、レーザ光源からレジスト膜を感光させない波長でなるレーザ光を発射させ、当該レーザ光を図示しないビームスプリツタを介して第１及び第２のレーザ光に分割する。これら第１及び第２のレーザ光は、それぞれ複数の光学素子によつて構成された第１及び第２のアライメント光学系を介してそれぞれＸ方向及びＹ方向にほぼ平行となるように収束され、第１及び第２の走査線となる。
【００１８】
ここで、まずＸ方向にほぼ平行となるように収束された第１の走査線は、ウエハＷ上の回路パターンにおいてＸ方向に長い所定の長さでなる回折格子状のＹ方向アライメントマークを、検出範囲において相対的にＹ方向に走査する。これにより第１の走査線が照射されたＹ方向アライメントマークにおいては回折光を生じ、当該回折光は第１のアライメント光学系を介して第１のアライメントセンサ８に受光される。かくして第１のアライメントセンサ８は、受光した回折光の光量に応じた光電信号Ｓ５を演算回路６に送出する。
【００１９】
また、Ｙ方向にほぼ平行となるように収束された第２の走査線は、ウエハＷ上の回路パターンにおいてＹ方向に長い所定の長さでなる回折格子状のＸ方向アライメントマークを、検出範囲において相対的にＸ方向に走査する。これにより第２の走査線が照射されたＸ方向アライメントマークにおいては回折光が生じ、当該回折光は第２のアライメント光学系を介して第２のアライメントセンサ９に受光される。かくして第２のアライメントセンサ９は、受光した回折光の光量に応じた光電信号（図示せず）を演算回路６に送出する。
【００２０】
演算装置６は、入力された光電信号Ｓ５に基づいて回路パターンの設計座標値（回路パターンの中心位置の座標）に対するウエハＷ上の各サンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの座標値を算出し、これらＸ方向及びＹ方向アライメントマークの座標値に基づいて実測座標値（サンプル回路パターンの中心位置の座標値）を算出する。この後、演算回路６は各サンプル回路パターンの設計座標値を実測座標値と同じ値となるように補正すると供に、各サンプル回路パターンの補正された設計座標値（以下、これを補正座標値と呼ぶ）と、各サンプル回路パターン以外の回路パターンを位置決めすべき座標値との位置ずれ量を最小にするような所定の誤差パラメータを算出し、当該誤差パラメータと回路パターンの設計座標値に基づいて各回路パターンの位置ずれ（すなわち、ウエハＷの位置ずれ）を補正する補正係数を算出する。
【００２１】
なお、この補正係数は、ウエハＷの回転誤差、ステージ４に設けられた第１及び第２のモータによる当該ステージ４の移動方向の直行度、ウエハＷのＸ方向及びＹ方向の線形伸縮及びウエハＷのオフセツト量の誤差等の補正量でなる。
【００２２】
従つて、この露光装置１においては、演算回路６によつて算出された補正係数に応じてウエハＷを位置決めし、当該ウエハＷ上の各回路パターンとレチクルパターンのパターン像とを重ね合わせように、当該パターン像をウエハＷ上のレジスト膜上に結像させ得るようになされている。
【００２３】
また、この露光装置１において、投影レンズ３には投影レンズ補正機構１０及び図示しないレンズコントローラが設けられている。この場合、投影レンズ補正機構１０は演算回路６から入力される制御信号Ｓ６に基づいて投影レンズ３の特性を補正し、またレンズコントローラは投影レンズ３の倍率を補正する。これによりこれら投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラは、当該投影レンズ３を通過したパターン像のデイストーシヨンを補正し得るようになされている。
【００２４】
さらに、この露光装置１においては、レチクルＲ上の所定位置に設けられた当該レチクルを識別する例えばバーコード等でなるレチクル識別情報（図示せず）と対向する位置にバーコードリーダ等でなる第２の読取り装置１１が設けられている。この第２の読取り装置１１は、所定の搬送装置によつてレチクルＲが搬送され、レチクルホルダ２に保持される直前又は保持されている間にレチクル識別情報を読み取り、当該レチクル識別情報に基づくレチクル識別信号Ｓ７を演算装置６に送出する。
【００２５】
これにより演算回路６は、算出した補正係数と当該補正係数に応じた位置ずれ量と投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラの補正量と、レチクル識別情報等でなる露光条件を対応するウエハ識別情報と共にウエハ情報として、当該ウエハ情報に基づくウエハ情報信号Ｓ８をホストコンピータ５に送出する。かくしてホストコンピータ５は、入力されたウエハ情報信号Ｓ８に基づくウエハ情報を記憶するようになされている。
【００２６】
一方、ホストコンピユータ５に、ウエハ識別情報に対応するウエハ情報が記憶されている場合、このホストコンピユータ５は、そのウエハ情報に応じたウエハ情報信号Ｓ８を演算回路６に送出する。
演算回路６は、入力されたウエハ情報信号Ｓ８に応じたウエハ情報のうち、各サンプル回路パターンの位置ずれ量に基づいて、これら各サンプル回路パターンの設計座標値をそれぞれ対応する実測座標値と同じになるように補正する。
【００２７】
この場合、この露光装置１においては、演算回路６によつてサンプル回路パターン毎に当該サンプル回路パターンの補正座標値に基づいてステージ４を移動制御させてウエハＷを位置決めさせる。この状態においてアライメントマーク検出部においてはサンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの位置を検出させる。これにより第１及び第２のアライメントセンサ８及び９はそれぞれ受光した回折光の光量に応じた光電信号Ｓ５を演算回路６に送出する。
【００２８】
演算回路６は、入力された光電信号Ｓ５に基づいてサンプル回路パターンの補正座標値に対するこのサンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの座標値を算出し、これらＸ方向及びＹ方向アライメントマークの座標値がウエハ情報に基づく位置ずれ量からさらに位置ずれを生じている場合、これらＸ方向及びＹ方向アライメントマークの座標値に基づいて新たに実測座標値を算出する。これにより演算回路６は、各サンプル回路パターンにおいてそれぞれ新たに算出された実測座標値と、各サンプル回路パターン以外の回路パターンの位置決めすべき座標値との位置ずれ量を最小にするような所定の誤差パラメータを算出し、当該誤差パラメータと回路パターンの設計座標値に基づいて各回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出する。
【００２９】
従つて、この露光装置１においては、演算回路６によつて算出された補正係数に基づいてウエハＷを位置決めし、当該ウエハＷ上の各回路パターンとレチクルパターンのパターン像とを重ね合わせように、当該パターン像をウエハＷ上のレジスト膜上に結像させ得るようになされている。
なお、この場合、演算回路６は、入力されたウエハ情報信号Ｓ８に応じたウエハ情報の投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラの補正量に基づいてこれら投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラを制御する。これにより投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラは、投影レンズ３を通過したパターン像のデイストーシヨンを補正し得るようになされている。
【００３０】
また、この露光装置１における演算回路６は、各サンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの座標値がウエハ情報に基づく位置ずれ量からさらに大きくずれている場合、新たな補正係数と当該補正係数に応じた位置ずれ量と投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラの補正量と、レチクル識別情報等でなる露光条件を対応するウエハ識別情報と共にウエハ情報として、当該ウエハ情報に基づくウエハ情報信号Ｓ８をホストコンピータ５に送出する。かくしてホストコンピータ５は、入力されたウエハ情報信号Ｓ８に基づくウエハ情報をさきに記憶されているウエハ情報と置き換えて記憶するようになされている。
【００３１】
実際上、この実施例においては、ウエハＷ上に回路パターンを重ね合わせ露光する時、まず搬送装置によつてまだ回路パターンが形成されていないウエハＷを第１の露光装置に搬送し、ステージ４に載置させて位置決めすると、図２及び図３に示す重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１をステツプＳＰ１において開始してステツプＳＰ１からステツプＳＰ２に進む。このステツプＳＰ２において、第１の露光装置はウエハＷ上に形成する回路パターンの設計座標値に基づいて、ウエハＷ上のレジスト膜をレチクルＲのレチクルパターンに応じて露光した後、当該ウエハＷをステツピングさせ、再びウエハＷ上のレジスト膜をレチクルパターンに応じて露光することを順次繰り返す。この後、搬送装置はウエハＷを所定の処理装置に搬送し、当該処理装置はウエハＷのレジスト膜の現像及びウエハＷのエツチング等を行い、ウエハＷ上に複数の回路パターンを形成する。
【００３２】
次いで、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ３に進み、搬送装置によつてウエハＷを第２の露光装置に搬送させ、ステージ４上に載置させて位置決めし、アライメントマーク検出部によつて当該ウエハＷ上の各サンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの位置を検出する。これにより演算回路６はこの検出結果に基づいて回路パターンの設計座標値に対するウエハＷ上の各サンプル回路パターンの実測座標値を算出し、これら各サンプル回路パターンの設計座標値をそれぞれ対応する実測座標値と同じになるように補正する。これにより演算回路６は、各サンプル回路パターンの補正座標値と、各サンプル回路パターン以外の回路パターンの位置決めすべき座標値との位置ずれ量を最小にするような所定の誤差パラメータを算出し、当該誤差パラメータと回路パターンの設計座標値に基づいて補正係数を算出する。
【００３３】
この後、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ４に進み、補正係数に基づいてウエハＷを位置決めし、当該ウエハＷ上の回路パターンとレチクルパターンのパターン像とを重ね合わせるように当該パターン像をウエハＷ上のレジスト膜上に結像させ、このレジスト膜をレチクルパターンに応じて露光する。
【００３４】
続いて、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ５に進み、搬送装置によつてウエハＷを処理装置に搬送させ、当該処理装置によつてウエハＷに対するレジスト膜の現像及びウエハＷのエツチング等を行い、ウエハＷ上に形成されている複数の回路パターン上にそれぞれ回路パターンを形成する。この後、ウエハＷを搬送装置によつて例えば電子顕微鏡等の計測装置に搬送させ、当該計測装置においてウエハＷ上の回路パターンの設計座標値に対する各サンプル回路パターンの実測座標値の位置ずれ量を計測する。
【００３５】
この後、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ６において、ウエハ識別情報と計測した位置ずれ量とでなるウエハ情報に基づくウエハ情報信号Ｓ７をホストコンピユータに送出し、当該ホストコンピユータ５にウエハ情報信号Ｓ７に基づくウエハ情報を記憶させる。
次いで、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ７に進み、搬送装置によつてウエハＷを第３の露光装置に搬送させ、ステージ４上に載置させて位置決めする。
【００３６】
続いて、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ８に進み、第１の読取り装置７によつてウエハＷに設けられたウエハ識別情報を読み取り、当該ウエハ識別情報に基づくウエハ識別信号Ｓ２を演算回路６に送出する。
この後、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ９に進み、演算回路６が入力されたウエハ識別信号Ｓ２に基づいて検索信号Ｓ３をホストコンピユータ５に送出し、当該ホストコンピユータ５は入力された検索信号Ｓ３に基づいて複数のウエハ情報のうち、ウエハ識別情報に対応するウエハ情報を検索し、当該ウエハ情報に基づくウエハ情報信号Ｓ８を演算回路６に送出する。これにより演算回路６は、ウエハ情報信号Ｓ８に基づくウエハ情報から位置ずれ量を読み出す。
【００３７】
次いで、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ１０に進み、位置ずれ量に基づいて各サンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークがアライメントマーク検出部による検出範囲内（すなわち、規格内）に位置するか否かを判断する。これにより肯定結果を得ると続くステツプＳＰ１１において各サンプル回路パターンの位置ずれ量に基づいて、これら各サンプル回路パターンの設計座標値をそれぞれ対応する実測座標値と同じになるように補正する。
【００３８】
この後、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ１２に進み、サンプル回路パターン毎に当該サンプル回路パターンの補正座標値に基づいてウエハＷを位置決めする。この状態においてアライメントマーク検出部においては、サンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの位置を検出し、検出結果を演算回路６に送出する。演算回路６は入力された光電信号Ｓ５に基づいてサンプル回路パターンの補正座標値に対するこのサンプル回路パターンの新たな実測座標値を算出する。これにより演算回路６は各サンプル回路パターンにおいてそれぞれ新たに算出された実測座標値と、各サンプル回路パターン以外の回路パターンの位置決めすべき座標値との位置ずれ量を最小にするような所定の誤差パラメータを算出し、当該誤差パラメータと回路パターンの設計座標値に基づいて各回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出する。
【００３９】
かくして、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ１３に進み、演算回路６によつて算出された補正係数に基づいてウエハＷを位置決めし、当該ウエハＷ上の各回路パターンとレチクルパターンのパターン像とを重ね合わせように、当該ウエハＷ上のレジスト膜をレチクルパターンに応じて露光する。
【００４０】
また、この重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１では、ステツプＳＰ１０において否定結果を得ると続くステツプＳＰ１４に進み、規格外のサンプル回路パターンと新たなサンプル回路パターンとを交換する。アライメントマーク検出部は、新たなサンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの位置を検出し、検出結果を演算回路６に送出する。演算回路６は検出結果に基づいて回路パターンの設計座標値に対する新たなサンプル回路パターンの実測座標値を算出し、当該サンプル回路パターンの設計座標値をそれぞれ対応する実測座標値と同じになるように補正する。
次いで、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ１２に進み、上述と同様にして各回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出する。
【００４１】
この後、重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１はステツプＳＰ１５に進んでこの重ね合わせ露光処理手順ＲＴ１を終了することにより、重ね合わせ露光を終了する。
【００４２】
以上の構成において、この露光装置１を用いた重ね合わせ露光は、まず第１の露光装置において回路パターンの設計座標値に基づいて、ウエハＷ上のレジスト膜をレチクルＲのレチクルパターンに応じて露光し、この後処理装置によつてウエハＷ上に複数の回路パターンを形成する（ステツプＳＰ１〜ステツプＳＰ２）。次いで、第２の露光装置においてウエハＷ上の各サンプル回路パターンの実測座標値を算出し、当該実測座標値に応じた補正座標値、位置決めすべき座標値、誤差パラメータ及び設計座標値に基づいて補正係数を算出した後、補正係数に基づいてウエハＷを位置決めし、ウエハＷ上のレジスト膜をレチクルパターンに応じて露光する（ステツプＳＰ３〜ステツプＳＰ４）。続いて、処理装置によつてウエハＷ上に形成されている複数の回路パターン上にそれぞれ回路パターンを形成し、計測装置によつて設計座標値に対する各サンプル回路パターンの実測座標値の位置ずれ量を計測した後、ウエハ識別情報と計測した位置ずれ量とでなるウエハ情報をホストコンピユータ５に記憶させる（ステツプＳＰ５〜ステツプＳＰ６）。
【００４３】
次いで、第３の露光装置において、第１の読取り装置７によつてウエハＷのウエハ識別情報を読み取り、当該ウエハ識別情報に対応するウエハ情報をホストコンピユータ５から読み出して当該ウエハ情報から位置ずれ量を読み出す（ステツプＳＰ７〜ステツプＳＰ９）。続いて、位置ずれ量が規格内か否かを判断し、肯定結果を得ると各サンプル回路パターンの位置ずれ量に基づいて、これら各サンプル回路パターンの設計座標値をそれぞれ補正座標値に補正する（ステツプＳＰ１０〜ステツプＳＰ１１）。この後、サンプル回路パターン毎に補正座標値に基づいてウエハＷを位置決めし、サンプル回路パターンの補正座標値に対する新たな実測座標値を算出する。これにより新たな実測座標値、位置決めすべき座標値、誤差パラメータ及び設計座標値に基づいて各回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出し、当該補正係数に基づいてウエハＷを位置決めしてウエハＷ上のレジスト膜をレチクルパターンに応じて露光する（ステツプＳＰ１２〜ステツプＳＰ１５）。
【００４４】
また、位置ずれ量が規格内か否かを判断し、否定結果を得ると規格外のサンプル回路パターンと新たなサンプル回路パターンとを交換し、当該新たなサンプル回路パターンの設計座標値を補正座標値に補正し、各回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出する（ステツプＳＰ１４〜ステツプＳＰ１２）。
【００４５】
従つて、この露光装置１では、ウエハＷ上のウエハ識別情報と供に各サンプル回路パターンの位置ずれ量をホストコンピユータ５に記憶させ、重ね合わせ露光毎に当該ホストコンピユータ５から位置ずれ量を読み出し、当該位置ずれ量に基づいて回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出するようにしたことにより、ウエハＷ上の回路パターンの位置ずれやウエハＷの変形が大きい場合でも作業者によるマニユアルアシストを必要とせず、露光工程を簡易にすることができる。
【００４６】
また、この露光装置１においては、露光によつてサンプル回路パターンにさらに位置ずれを生じた場合でも、新たなウエハ情報としてホストコンピユータ５に記憶させることができるので、重ね合わせ露光毎にサンプル回路パターンの位置ずれ量に応じて容易に位置ずれを補正することができる。
【００４７】
さらに、この露光装置１においては、ウエハ識別情報と供に、投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラの補正量をホストコンピユータ５に記憶させ、重ね合わせ露光毎に当該ホストコンピユータ５から投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラの補正値を読み出し、これら補正値に基づいて投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラを制御するようにしたことにより、投影レンズ３を通過したパターン像のデイストーシヨンによる重ね合わせ精度の誤差を低減することができる。
【００４８】
以上の構成によれば、第１の読取り装置７によつてウエハＷから読み取つたウエハ識別情報と供に、各サンプル回路パターンの位置ずれ量とをホストコンピユータ５に記憶させ、この後、重ね合わせ露光毎に第１の読取り装置７によつてウエハＷから読み取つたウエハ識別情報に対応する各サンプル回路パターンの位置ずれ量をホストコンピユータ５から読み出し、当該位置ずれ量に基づいて補正係数を算出するようにしたことにより、ウエハＷ上の回路パターンの位置ずれやウエハＷの変形が大きい場合でも露光工程中の作業者によるマニユアルアシストを除くことができ、かくして露光工程を簡易にし得る露光装置を実現することができる。
【００４９】
なお上述の実施例においては、重ね合わせ露光において第２の露光装置による露光の後、計測装置によつてウエハＷ上の回路パターンの設計座標値に対する各サンプル回路パターンの実測座標値の位置ずれ量を計測するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばウエハＷ上のサンプル回路パターンの位置ずれに対してマニユアルアシストを行い、当該アシスト量をウエハ識別情報と供に、ホストコンピユータ５に記憶させるようにしても良い。
【００５０】
すなわち、図２及び図３の対応部分に同一符号を付して示す図４及び図５に、他の実施例による重ね合わせ露光手順ＲＴ２を示し、ステツプＳＰ１からステツプＳＰ４までは重ね合わせ露光手順ＲＴ１と同一手順を繰り返す。続くステツプＳＰ２０において所定の計測装置又は露光装置に装填させたウエハＷの２層でなるサンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの位置を検出し、これらＸ方向及びＹ方向アライメントマークが検出領域の外に位置している場合、マニユアルアシストを行いサンプル回路パターンの実測座標値を検出する。この後、重ね合わせ露光手順ＲＴ２はステツプＳＰ２１においてウエハ識別情報と供にアシスト量（すなわち、実測座標値）をホストコンピユータ５に記憶させる。このようにして、以下、重ね合わせ露光手順ＲＴ１と同様の手順を繰り返し、第３の露光装置によるウエハＷへの露光を終了させる。
【００５１】
この場合、この重ね合わせ露光手順ＲＴ２においては、ウエハＷ上のサンプル回路パターンの位置ずれ量が規格外の場合でも、新たなサンプル回路パターンを選定したり、この新たなサンプル回路パターンのＸ方向及びＹ方向アライメントマークの位置を検出する必要がないので、実施例による重ね合わせ露光手順ＲＴ１に比べて露光工程をさらに簡易にすることができる。
【００５２】
また上述の実施例においては、第２の露光装置による露光の後に、計測装置によつてウエハＷ上の回路パターンの設計座標値に対する各サンプル回路パターンの実測座標値の位置ずれ量を計測するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第２の露光装置による露光の後、ウエハＷ上の全ての回路パターンについて設計座標値に対する実測座標値の位置ずれ量を計測するようにしても良い。
この場合、第３の露光装置以降の露光装置による露光において回路パターンの位置ずれ量が大きすぎ、サンプル回路パターンの位置ずれ量に基づいて算出された補正係数だけでは補正しきれない場合、その回路パターンの位置ずれ量（すなわち、実測座標値）を補正係数に付加することにより、当該回路パターンの位置ずれを容易に補正することができる。
【００５３】
さらに上述の実施例においては、ウエハＷに設けられたウエハ識別情報としてバーコードでなるウエハ識別情報を周側面の所定位置に設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ウエハＷの周側面又は裏面の所定位置に算用数字等でなるこの他種々のウエハ識別情報を用いるようにしても良い。
【００５４】
さらに上述の実施例においては、ホストコンピータ５にウエハ情報を記憶させる際、同一のウエハに応じたウエハ情報がすでに記憶されていると、このすでに記憶されたウエハ情報（旧ウエハ情報）に置き換えて新たなウエハ情報（新ウエハ情報）を記憶するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、新ウエハ情報と旧ウエハ情報とを何らかの重みを付けて平均化したり、新ウエハ情報と旧ウエハ情報とをそのまま記憶させるようにしても良い。
【００５５】
これにより、例えば各工程毎又は各装置毎に差分情報を収集し、その差分の傾向を調べることができる。この場合、このようにして傾向を調べると、例えばある工程後に一定のスケーリングが生じる等の何らかの規則性があることがある。従つて、このような差分の傾向に基づく情報が得られた場合には、当該情報をウエハ情報に付加し、その工程において差分の傾向に基づく情報を例えばウエハＷの位置ずれの補正に用いることにより、精度良く位置ずれを補正することができる。
【００５６】
また、投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラにおいて、前工程までに用いられた複数の露光装置における倍率やデイストーシヨン補正後の露光装置の情報の総和と、このとき用いられる露光装置の情報とを比較し、補正残留分が最小となるようにこのとき用いられ露光装置において補正することにより、実施例における補正よりも精度良く補正することができる。
【００５７】
さらに上述の実施例においては、ウエハ情報において補正係数と当該補正係数に応じた位置ずれ量と投影レンズ補正機構１０及びレンズコントローラの補正量と、レチクル識別情報とを露光条件とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば露光装置の識別情報やさきの工程で用いられる露光装置の情報、また処理装置にもホストコンピユータ５を接続し、当該処理装置の識別情報及び所定の工程情報等のこの他種々の情報をウエハ情報としてホストコンピユータ５に記憶させるようにしても良い。
【００５８】
これにより、例えばホストコンピユータ５において、記憶されたウエハ情報とウエハの露光工程の順序とを参照させて次の工程内容を調べ、当該工程における例えば露光装置に用いられるプロセスプログラムやレチクルが適切であるか否かをチエツクすることができる。また、チエツクの結果、露光装置に用いられるプロセスプログラムやレチクルが不適切な場合には、警告を発したり、プロセスプログラムやレチクルを事前に交換すること等ができるようになる。
【００５９】
さらに上述の実施例においては、重ね合わせ露光において第３の露光装置による露光の際に読み出したウエハ情報の位置ずれ量に対して規格内であるか否かを判別するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第２の露光装置による露光を終了させて計測装置によつて位置ずれ量を計測したときに、当該位置ずれ量に対して規格内であるか否かを判別するようにしても良い。これにより第３の露光装置における露光の停止時間を短縮させることができ、重ね合わせ露光の能率を向上させることができる。
【００６０】
さらに上述の実施例においては、読取り手段によつて得たウエハ識別情報と、回路パターンの位置ずれ量とを対応させて記憶する情報記憶手段として、ホストコンピユータ５を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ウエハ識別情報と回路パターンの位置ずれ量とを対応させて記憶し得れば、この他種々の情報記憶手段を用いるようにしても良い。
【００６１】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、第１の露光後には、読取り手段によつてウエハから得たウエハ識別情報と、回路パターンの位置ずれ量とを対応させて情報記憶手段に記憶し、第２の露光時には、演算手段によつて得たウエハに応じた補正係数に基づいてウエハを位置合わせして露光するようにしたことにより、ウエハの変形が大きい場合でも露光工程中の作業者によるマニユアルアシストを除くことができ、かくして露光工程を簡易にし得る露光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による露光装置の構成を示す略線的ブロツク図である。
【図２】本発明の一実施例による重ね合わせ露光処理手順を示すフローチヤートである。
【図３】本発明の一実施例による重ね合わせ露光処理手順を示すフローチヤートである。
【図４】他の実施例による重ね合わせ露光処理手順を示すフローチヤートである。
【図５】他の実施例による重ね合わせ露光処理手順を示すフローチヤートである。
【符号の説明】
１……露光装置、２……レチクルホルダ、３……投影レンズ、４……ステージ、５……ホストコンピユータ、６……演算回路、７……第１の読取り装置、８……第１のアライメントセンサ、９……第２のアライメントセンサ、１０……投影レンズ補正機構、１１……第２の読取り装置、Ｒ……レチクル、Ｗ……ウエハ。

Claims

ウェハの一面に複数形成された回路パターン上にそれぞれ所定のパターン像を重ね合わせるように露光する露光装置において、
ウェハの所定領域に形成されたウェハ識別情報を読み取る読取り手段と、
前記読取り手段によって得たウェハ識別情報と、位置検出されるべきサンプル回路パターンの実測座標値と設計座標値との間の位置ずれ量とを対応させて記憶する情報記憶手段と、
露光時、前記読取り手段によって前記ウェハから得た前記ウェハ識別情報を基に対応する前記位置ずれ量を前記情報記憶手段から読み出し、前記サンプル回路パターンの設計座標値を前記位置ずれ量に基づいて補正するとともに、その補正後の設計座標値と該サンプル回路パターンの実測座標値とに基づいて前記ウェハ上の各回路パターンの位置ずれを補正する補正係数を算出する演算手段とを具え、
当該露光装置が第１の露光に使用された場合には、前記読取り手段によって前記ウェハから得た前記ウェハ識別情報と、前記サンプル回路パターンの前記位置ずれ量とを対応させて前記情報記憶手段に記憶し、
当該露光装置が前記第１の露光の後になされる第２の露光に使用される場合には、前記演算手段によって補正された前記サンプル回路パターンの設計座標値に基づいて前記ウェハを位置合わせした後に該サンプル回路パターンの実測座標値を検出し、該検出された実測座標値に基づいて該演算手段によって算出される前記補正係数に基づいて前記ウェハを位置合わせして露光することを特徴とする露光装置。
前記位置ずれ量は、前記ウェハを搬送する搬送装置によって前記露光装置から搬送されてきたウェハ上の前記回路パターンを計測する計測装置によって計測されたものであることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記位置ずれ量は、前記サンプル回路パターンの位置ずれに対して行われるマニュアルアシスト量を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記情報記憶手段は、
前記第１の露光に使用された際に、同一のウェハに応じた前記位置ずれ量が既に記憶されていた場合には、それに置き換えて新たに得られた位置ずれ量を記憶することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の露光装置。
前記情報記憶手段は、
前記ウェハ識別情報と共に、前記ウェハの変形に基づく情報、前記ウェハ上に所定パターン像を露光した複数の露光装置の識別情報、露光装置内の投影レンズのディストーションを補正するための補正機構の補正量、前記ウェハに施される処理工程の情報、該処理工程を施した処理装置の識別情報のうちの何れかを記憶することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の露光装置。