[go: up one dir, main page]

JP3647120B2 - Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method - Google Patents

Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP3647120B2
JP3647120B2 JP01477896A JP1477896A JP3647120B2 JP 3647120 B2 JP3647120 B2 JP 3647120B2 JP 01477896 A JP01477896 A JP 01477896A JP 1477896 A JP1477896 A JP 1477896A JP 3647120 B2 JP3647120 B2 JP 3647120B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
substrate
scanning exposure
detecting
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP01477896A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09186073A (en
Inventor
圭司 吉村
敬恭 長谷川
博史 黒沢
邦貴 小澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP01477896A priority Critical patent/JP3647120B2/en
Priority to US08/717,349 priority patent/US5883701A/en
Publication of JPH09186073A publication Critical patent/JPH09186073A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3647120B2 publication Critical patent/JP3647120B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体チップ製造用の露光技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体チップの製造工程において、パルス光を光源とする半導体露光装置を使用して半導体チップの回路パターン等を露光するときにその露光状況に致命的な欠陥があった場合においても、正常なチップと同様に検査を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体チップの検査は複数回行われ、その試験には多大な労力が費やされているため、不良チップに対しても、正常なチップと同様に検査を行うと、製造効率が下がり、その結果として、製造コストが上昇する。
【0004】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、より効率的かつ低コストでデバイスが製造できるような露光技術を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明の走査露光装置は、投影光学系を有し、パルス光で照明された原板のパターンを前記投影光学系を介して基板に投影する走査露光装置において、
パルス露光毎の前記投影光学系の投影倍率を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別手段と
を有することを特徴とする。
【0006】
第2の本発明の走査露光装置は、前記判別手段は、前記検出手段により検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする。
【0007】
第3の本発明の走査露光装置は、前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする
【0008】
第4の本発明の走査露光装置は、原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを有し、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光装置において、
パルス露光毎の光量を検出する光量検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出手段と、
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、
前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別手段とを有することを特徴とする。
【0009】
第5の本発明の走査露光装置は、前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御手段を有することを特徴とする。
第6の本発明の走査露光装置は、前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする。
【0010】
本発明の走査露光方法は、パルス光で照明された原板のパターンを投影光学系を介して基板に投影する走査露光方法において、
パルス露光毎の前記投影光学系の投影倍率を検出する検出工程と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別工程とを有することを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明の走査露光方法は、前記判別工程において、前記検出工程において検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする。
さらに、本発明の走査露光方法は、前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする。
【0012】
さらに、本発明の走査露光方法は、原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを用い、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光方法において、
パルス露光毎の光量を検出する光量検出工程と、
前記検出工程における検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出工程と、
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出工程と、
前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別工程と
を有することを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明の走査露光方法は、前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御工程を有することを特徴とする。
さらに、本発明の走査露光方法は、前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする。
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記記載の走査露光装置を用いて原板のパターンを基板に転写する工程を有することを特徴とする。
【0014】
【作用】
パルス光源を用いた半導体露光装置を用いて露光を行う際に、パルス光の発光タイミングと同期させて、そのときの露光状況、すなわち原板と基板のステージ同期誤差、フォーカス方向のずれ、露光強度むら等の露光時に発生する様々な誤差要因を検出し、それらに対し特定の評価を行い、その評価結果にしきい値を設定するなどして露光不良をあらかじめ決定する。そして、露光不良を起こした場合、ショット内に含まれるチップ全てを捨ててしまうと、製造効率が大幅に悪化するので、ショット内の露光不良部分を記憶し、そのデータを出力する。そしてその露光不良部分を含むチップだけを不良として捨て、動作チェック等を行わないようにする。すなわち、従来と比較してショット中の露光不良となった部分を早急に特定し、その部分に含まれるチップだけを不良として排除し、その後のプロセスを行う。これにより、走査露光時の露光状況から不良チップを排除しなかった場合と比較して、製造効率を向上させ、製造コストを下げる。これが本発明の基本的な考え方であり、図1はこの本発明の基本的な概念を示した図である。図中、201は一連のパルス光により1回の走査によって露光される領域(露光フィールド)、202は露光不良を生じた領域、203はこの領域202を含むチップの領域である。露光不良は領域202のように部分的に起こると考えられるので、チップ203しか露光不良の影響を被らないこととなる。したがって、チップ203以外は良好な露光状態であり、チップ203だけを不良品として扱えばよいこととなる。
【0015】
【実施例】
図2は、本発明の一実施例に係る走査型の露光装置を示す概略図であり、この装置はIC、LSI等の半導体デバイス、液晶デバイス、CCD等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に用いられるものである。同図において、エキシマレーザ等のパルス光を放射する光源1からの光束はビーム整形光学系2により所望の形状に整形され、ハエの目レンズ等のオプティカルインテグレータ3の光入射面に指向される。ハエの目レンズは複数の微小なレンズの集まりからなるものであり、その光射出面近傍に複数の2次光源が形成される。
【0016】
4はコンデンサレンズであり、オプティカルインテグレータ3の2次光源からの光束でマスキングブレード6をケーラー照明している。マスキングブレード6とレチクル9は結像レンズ7とミラー8により、共役な関係に配置されており、マスキングブレード6の開口の形状によりレチクル9における照明領域の形と寸法が規定するため、レクチルの移動に同期させて走査される。10は投影光学系であり、レチクル9に描かれた回路パターンを半導体基板11に縮小投影している。レチクル9はレチクルステージ13に固定され、投影光学系10を介してウエハステージ14上に固定された半導体基板11に対してアライメントされる。ウエハステージ14上には露光量検出器15が配置されており、この露光量検出器15により光学系10を介した際のレーザの露光量をモニタすることができる。12はもう1つの露光量検出器であり、ハーフミラー5により分割されたパルス光の一部の光束をモニタしている。
【0017】
制御系の構造は、レーザ制御系103、露光量演算器102、ステージ駆動制御系101、AF演算器111、およびそれらの演算部分等を統括する主制御系104からなる。レーザ制御系103は、主制御系104において目標となる露光量が得られるように計算されたレーザ発光強度および発振タイミング信号を受け、トリガ信号16および充電電圧信号17により、光源1が発するレーザのパルスエネルギおよび発光間隔を制御する。露光量演算器102は、実際の露光が始まる前に、露光量検出器12および15から得られた照度検出信号108および109に基づいて、それらの検出期間の相関をとることにより、実際の露光の際に露光量検出器12からのデータのみでウエハ上の露光量を推定する。ステージ駆動制御系101は、レチクルステージ13とウエハステージ14の現在位置を認識し、そのデータを主制御系104に送るとともに、主制御系104から送られてきたステージ駆動信号をもとにステージ信号113を出力してステージ13,14を駆動する。AF演算器111は、AF光学系110により得られたデータから投影レンズ駆動信号112を出力し、フォーカスを制御する。そのときのフォーカス状況は主制御系104へ伝達され、逆にフォーカス目標値を主制御系104から受け取る。
【0018】
以上のレーザ制御系103、露光量演算器102、ステージ駆動制御系101、AF演算器111はそれぞれ、パルス光を発光するためのトリガ信号に同期して動作し、各データを検出する。主制御系104は、露光状態を入力する入力装置105、露光状態を出力するデータ出力インタフェース107および露光状況をグラフィカルに表示する表示部106を有する。また、各制御系からパルス光強度、ステージ位置、フォーカス状況等のデータを受け取り、それらを用いて入力装置105により入力された目標露光量を達成するための制御演算を行う。その制御演算の結果から、パルス光の発光強度指令信号、ステージ駆動信号、フォーカス目標信号等を各演算器、制御系などに送る。
【0019】
次に、露光不良を判定する一方法を示す。半導体チップの露光不良の原因としては、まずレチクル9とウエハ11の同期位置ずれ誤差を考えることができる。図3は、同期ずれ誤差を示した図である。半導体露光装置においては、ショット間の移動のためや、走査露光方式の場合は露光光をスキャンさせるために、ウエハ(走査露光方式の場合はレチクルも)を移動させることになる。その際に、レチクルとウエハの相対速度に変動があったり、それぞれのステージを移動する際に振動が混入したりして、ウエハ面上で本来露光を行いたい露光エリア301とは違う露光エリア302にレチクルがあてがわれてしまい、ウエハ面の意図する位置に露光を行うことができないことがある。
【0020】
そのときに発生する誤差の概要を示したのが図4である。図4左図は、第1レイヤと第2レイヤとの間の同期誤差の結果を示したものであり、右図は発光間の同期誤差を示したものである。左図は、第1レイヤと第2レイヤの同期誤差により、本来であればレイヤ間で接続されなくてはならない部分も同期誤差のために円で囲った部分のようにずれてしまい、所望の回路の構成を行うことができなくなる。また右図は、ショット間の同期誤差により第1発光と第2発光との間でレチクルとウエハ間で同期ずれが出て、所望の回路形成を行うことができなくなっている。そこで、これらの誤差を検知してこのような露光不良がある場合には、その露光不良のある位置を装置が記憶し、チップ検査段階で実際の検査を行わないようにすることで、半導体チップの製造効率を上げることができる。
【0021】
パルス光の発光タイミングに同期して露光誤差を算出するとき、同期誤差の方向として、スキャン方向であるX軸方向、スリット長手方向であるY軸方向、XY平面に垂直であるZ軸方向、X軸回りの回転方向ωX、Y軸回りの回転方向ωY、Z軸回りの回転方向ωZが考えられ、半導体チップ製造時の不良を判定する上で考慮しなくてはならない。露光不良判断の方法としては、各誤差方向の誤差をパルス光の発光ごとにその絶対値を足していき、その和があらかじめ設定したしきい値を超過する場合にはその部位を不良露光とする方法が考えられる。また、計算負荷を軽減するために、それぞれの誤差方向に対して最大誤差をあらかじめ決定しておき、その値を超過した場合にはその露光部分に関しては不良と判断する方法も考えられる。
【0022】
また、X軸方向の誤差をΔx、Y軸方向の誤差をΔy、Z軸回りの回転誤差をω とし、基準となる露光エリア面内の位置を(x,y)と座標表示すると、X軸、Y軸およびZ軸回転方向に誤差が生じた場合には数1式のように各点は座標変換される。
【0023】
【数1】

Figure 0003647120
したがって、この変換後の座標と変換前の座標との距離を計算し、かかる距離を露光エリア内の各点について発光ごとに加算し、その加算結果に対してしきい値を設けて露光不良を判断する方法や、かかる露光エリア内各点での加算結果の総和に対してしきい値を設けて露光不良を判断する方法などが考えられる。また、かかる距離の各点での加算結果に対してしきい値を設けて露光不良を判断する方法では、しきい値を超過するとその露光エリア全てを不良とするのではなく、露光エリア面内での露光不良領域を限定することができる。このため、露光エリア内でも露光不良の部分を含むチップのみを不良とすれば良くなるので、半導体チップの製造効率がさらに良くなると考えられる。なお、ここで用いた、誤差Δx、Δyおよびωは、それぞれいくつかの測定点を使用し、それらの値を平均化するなどの方法で求めた最適な値である。
【0024】
レイヤ間の露光不良判定については、ショット上の同一位置におけるレチクル、ウエハ間の同期ずれから上述の判断基準などにより、その位置における露光状況を判断すればよい。
【0025】
次に、別の露光不良判定方法を示す。半導体チップを露光する際に、レチクル・ウエハ間の距離のずれは、光学系の焦点距離のずれを生じさせ、露光誤差につながる。この焦点距離のずれは、露光装置でパターンを形成していく上で、そのパターンの鮮明さを左右することとなる。そして、半導体チップの露光誤差をパルス光の発光タイミングに同期させて検出するときに、焦点距離に作用する誤差Z、X軸回りの回転誤差ω、Y軸回りの回転誤差ωなどを考慮して、露光不良を判定することが考えられる。その判定方法としては、それぞれの方向に対する誤差の絶対値を足していき、その和があらかじめ設けたしきい値を超過するかどうかを調べ、超過する場合は露光不良とすることも考えられる。また、計算の簡素化のため、それぞれの方向に対する誤差と、あらかじめ設けたそれぞれの方向の誤差しきい値とを比較し、そのしきい値を超過する場合にはその部分の露光を不良とすることが考えられる。さらには、ウエハ面の座標系を、スキャン方向をX、スリット長手方向をY、これらそれぞれの方向を軸とする回転方向をωおよびω、XとYとからなる平面の法線方向をZとしたときに、ウエハの座標系にωおよびωなる回転誤差が加わったとすると、数2式の座標変換が作用すると考えられる。
【0026】
【数2】
Figure 0003647120
である。
【0027】
誤差の入る前のウエハ面をZ=0とすると、回転誤差とZ軸方向の誤差Δzが入った後のウエハ面は数3式となる。
【0028】
【数3】
Figure 0003647120
したがって、露光エリア上の座標を数3式に代入し、フォーカス方向の距離(誤差)を求めてその誤差に対してしきい値を設ける方法、露光エリアの各点の誤差を足していき、その和に対してしきい値を設ける方法なども考えることができる。
【0029】
なお、ここで用いた、誤差Δz、ωおよびωは、それぞれいくつかの測定点を使用し、それらの値を平均化するなどの方法で求めた最適な値である。
【0030】
さらに別の露光不良判定方法を示す。半導体露光装置において、ウエハ面上の露光量はウエハに焼き付けるパターンの線幅などに影響するため、均一にしなくてはならない。図5は、パルス光源を使用した走査型半導体露光装置のウエハ上への露光量の与え方を示したものである。図5中の階段状の部分の一段一段は、スリット形状をしたパルス光を示しており、その横方向位置は露光フィールド上の位置、縦の長さはパルス光の強度を表している。図5下図のように、パルス光の発光強度とそのときの発光位置に誤差がない場合には、理想的な露光が行われ、ウエハ面上には均一な露光量を与えることができる。図5上図は、理想的な露光状態ではない場合を示したものであり、図5左上図は発光位置が少しずれた場合の露光状態を示しており、図5右上図はパルス光の発光強度が他のパルスの発光強度からずれた場合を表したものである。発光位置誤差の要因としては、レチクルステージとウエハステージの同期ずれやそれに伴う機械的なノイズなどに起因するパルス光の発光位置誤差などが、ウエハ面上での露光量を変動させる原因として考えられる。その位置誤差の方向としては、スキャン方向X、スリット長手方向Y、フォーカス方向Zと、それぞれの方向軸に対する回転誤差ω、ω、ω等が考えられる。したがって、実際に走査型半導体露光装置を使用する場合は、パルス光ごとの発光強度およびそのパルス光の発光位置をパルス光の発光に同期させて検出し、それらに含まれた誤差を考慮して常にウエハ面上での露光状況を把握し、露光量誤差を常に計算しておく必要がある。静止型露光装置における露光量誤差の観点では、パルス光の発光強度のばらつきだけが露光量誤差を与える要因として考えられるので、強度誤差のみを考慮すればよい。
【0031】
半導体露光プロセスの順番では、露光のための位置決めが行われた後で露光(パルス光の発光)を行うので、良好な露光を行うためには、露光位置についての誤差を算出し、その誤差による影響を打ち消すように露光光量の制御を行い、その部位の露光量誤差を許容値以下にすることを考慮しなくてはならない。しかし、位置誤差が大きく、露光量を制御することでその部位の露光量誤差を許容値以下にすることができない場合や、発光位置誤差は許容範囲内にあるが、発光した結果、その強度の誤差が大きく、次回以降の発光によりその誤差を補正することができない場合は、その部位を露光不良であると判定し、その露光不良部位を記憶しておき、その情報をチップの良否を判定する場合に使用する。
【0032】
図6は、露光不良を判定するようにした1つの露光フィールドに対する露光処理のフローチャートである。同図に示すように、露光処理を開始すると、レチクルステージおよびウエハステージを移動させて露光領域に達すると、移動した位置の確認を行う(ステップS61)。このときの確認事項として、X、Y、Z、ω、ωおよびωを計測する。そして、計測した移動位置を考慮して次回のパルス光の発光強度を計算する(ステップS62)。そして、次回の発光強度を制御することによって、要求される露光誤差を満たすことができるかどうかを判断し(ステップS63)、満たす場合は発光強度の計算結果に基づいてパルス光を発光させる(ステップS64)。そのときのパルス光にはばらつきがあるので、そのばらつきによる発光強度を確認し(ステップS65)、その誤差とステージの位置決め誤差等の誤差を加味して次回のパルス光により、前回生じた露光誤差を許容された誤差範囲内に修正することができるかどうかを判断する(ステップS66)。ステップS63またはS66において、要求される露光誤差を満たすことができないか、修正不能と判断された場合は、その露光不良位置を記憶し(ステップS67)、ステップS68へ進む。ステップS66において修正不能と判断されたときはただちにステップS68へ進む。ステップS68では、次の露光位置へレチクル・ウエハステージを移動する。そして、全ての露光が終了したかどうかを判断し(ステップS69)、終了している場合は露光動作を終了する。終了していない場合は、ステップS61に戻る。
【0033】
パルス光源を用いた半導体露光装置の露光の可否を判断するときには、以上に示した誤差評価基準を独立させて採用することは事実上できないので、少なくとも2つの評価基準を組み合わせて判断することも考えられる。その際には、それらの判断基準について適切な重み等を付加して、それぞれの誤差を複合的に評価する露光不良判別法も考えられる。
【0034】
次に、マスキングブレードとステージ系の同期誤差から露光不良と判定することも考えられる。走査露光時にはレチクルステージに照射するビーム形状の整形、ビーム照射領域の確定をするために、レチクルステージの移動すなわちレチクルの移動に同期させて、マスキングブレードを移動させる。しかし、マスキングブレードとレチクルステージとの間に同期誤差があると、それに起因する露光不良が発生する。そこで、マスキングブレードとレチクルステージの相対位置を走査露光時にモニタし、それを用いて露光状態を判断して、その露光エリアが露光不良かどうかを判断することが考えられる。相対位置要素としてはX、Y、Z、ωX、ωY、ωZ方向が考えられ、判断方法はステージの同期誤差に基づく露光不良領域判定方法と同様に、それぞれの方向に対しての許容誤差を決定しておき、判定領域内の複数の位置について同期誤差を算出し、その中で最大のものを用いて判断する方法、そのときの計測誤差の和に対し閾値を設けて露光不良を判断する方法、測定点の誤差の統計処理結果に対して閾値を設けておく方法などが考えられる。
【0035】
これらの判定方法により、マスキングブレードとレチクルステージの同期誤差に起因する誤差から露光状態を判別し、その結果露光不良と判別された部分を記憶し、同部分を含むチップに対しては、次層以降での露光の労力を減らしたり、検査行程を省略するなどして、製造効率の向上を図ることができる。
【0036】
走査露光時には、ステージの位置に対して投影光学系の目標縮小比の設定が行われている場合がある。そのため、ステージの位置に対して、実時間に投影光学系の縮小倍率を制御しなくてはならない。しかしながら、投影光学系の目標縮小比と実際の縮小比との間に誤差の生じることがある。図7は、スキャン露光時に投影系の縮小倍率を変化させた場合を示した図である。図7(A)はスキャン位置における投影光学系の縮小倍率を示した図である。点線は目標縮小倍率が一定である場合を示しているが、実線のようにスキャン位置においてその縮小倍率を変化させる場合がある。このとき、ウエハに焼きつけられる領域としては図7(B)の実線で囲われた部分のようになる。しかし、実線の縮小倍率が図7(A)の波線のようになった場合には、ウエハに焼き付けられる領域は図7(B)の波線で囲われた形となり、この波線の形が実線の形と大きく異なる場合には、露光面の局所、または、全体に像の歪みが生じることとなり、次層以降のオーバーレイに影響の生じることが考えられる。従って、投影光学系のスキャン位置における目標縮小倍率と、実際の縮小倍率との誤差から、露光状態を判定する必要が出てくる。
【0037】
この投影光学系の誤差に対して、本発明の概念を適用し、パルス露光毎の投影光学系の実際の縮小倍率を縮小倍率検出手段により検出して、目標縮小倍率に対する投影光学系の縮小倍率の誤差が大きい場合には、露光を行わないで、再露光を行うことが考えられる。誤差の判定には、ある評価基準に対して閾値を設け、その閾値を基準に露光状態を判断することとなる。その際の閾値の設け方としては、目標縮小倍率からのズレ量そのものに設ける方法、走査フィールド上幾つかの測定点について目標値からのズレを計測し、それらを統計処理してその統計値に対して閾値を設ける方法、また回路パターンに基づき、回路パターンが他の部分と比較して複雑であったりして、より縮小倍率に対してより厳しい精度が必要である場合には各点での測定値に対し、重みをかけるなどした上で、ズレ量に対して閾値を設ける方法、統計処理を行った結果に対して閾値を設ける方法に適用することも考えられる。
【0038】
これら一連の手法を用いることにより、投影光学系の縮小倍率の誤差に起因する露光不良を判定し、露光不良と判別された部分を記憶し、同部分を含むチップに対しては、次層以降での露光の労力を減らしたり、検査行程を省略するなどして、製造効率の向上を図ることができる。
【0039】
図8は、半導体チップの露光を終えた後、それらを一つ一つのチップに裁断する工程のフローチャートである。上記のいずれかの方法で露光不良である位置が決定され、その露光不良を起こしている位置はあらかじめメモリなどに蓄えられているものとする。裁断工程においては、まずその露光不良位置を読み込み(ステップS71)、チップの裁断を行う(ステップS72)。その後、露光不良位置と現在の裁断位置とを比較して、裁断したチップが露光不良領域を含むか否かを判断する(ステップS73)。裁断を行ったチップが露光領域を含むときはそのチップを捨ててから(ステップS74)、含まない場合は直接、次の裁断位置へ移動する(ステップS75)。そして、裁断領域内かどうかを判断し(ステップS76)、裁断領域内であれば、ステップS72へ戻って再び裁断を行い、裁断領域外のときには裁断を終了する。
【0040】
さらに、ウエハ面上での露光状況は露光装置に備え付けられた表示部分に表示することにより、オペレータに知らせることができる。図9は、その表示例を示したもので、露光不良部分801を示すとともに、その露光不良部分を含むチップ802は露光不良による不良チップであることが示されている。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によればより効率的かつ低コストでデバイスが製造できるような露光技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る露光不良部分の基本的な概念を示す図である。
【図2】 本発明の一実施例に係る半導体露光装置の構成を示す図である。
【図3】 同期ずれの誤差を示す図である。
【図4】 図3に係る誤差の概要を示す図である。
【図5】 パルス光源を使用した走査型半導体露光装置のウエハ上への露光量の与え方を示す図である。
【図6】 露光不良を判定するフローチャートである。
【図7】 スキャン露光時に投影系の縮小倍率を変化させた場合の説明図である。
【図8】 半導体チップの露光を終えた後、それらを個々のチップに裁断する際のフローチャートである。
【図9】 半導体露光装置が有する表示装置に表示された表示例を示す図である。
【符号の説明】
1:光源、2:ビーム整形光学系、3:オプティカルインテグレータ、4:コンデンサレンズ、5:ハーフミラー、6:マスキングブレード、7:結像レンズ、8:ミラー、9:レチクル、10:投影光学系、11:半導体基板、12:露光量検出器、13:レチクルステージ、14:ウエハステージ、15:露光量検出器、16:トリガ信号、17:充電電圧信号、101:ステージ駆動制御系、102:露光量演算器、103:レーザ制御系、104:主制御系、105:入力装置、106:表示部、107:データ出力インタフェース、108:照度検出信号、109:照度検出信号、110:AF光学系、111:AF演算器、112:投影レンズ駆動信号、113:ステージ信号、201:領域、202:露光不良部分、203:チップ、301:本来の露光位置、302:実際の露光位置、801:露光不良部分、802:チップ、803:レチクル内の回路を1/4倍した領域、804:ウエハの移動方向、805:レチクルステージの移動方向、806:1回のパルス光発光により露光される領域。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides, for example, exposure for manufacturing a semiconductor chip.TechnologyIt is about.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor chip, when a semiconductor exposure apparatus using a pulsed light as a light source is used to expose a circuit pattern or the like of a semiconductor chip, it is normal even if there is a fatal defect in the exposure situation. The inspection is performed in the same way as the chip.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the inspection of the semiconductor chip is performed a plurality of times and a great deal of labor is spent on the test, if the defective chip is inspected in the same manner as a normal chip, the manufacturing efficiency decreases, As a result, the manufacturing cost increases.
[0004]
  In view of the problems of the prior art, the object of the present invention is more efficient and less expensive.deviceExposure that can be manufacturedTechnologyIs to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve this object, the present inventionscanningThe exposure equipmentIn a scanning exposure apparatus that has a projection optical system and projects a pattern of an original plate illuminated with pulsed light onto a substrate through the projection optical system,
  Detecting means for detecting a projection magnification of the projection optical system for each pulse exposure;
  Discrimination means for discriminating an exposure failure based on a detection result of the detection means;
It is characterized by having.
[0006]
  In the scanning exposure apparatus according to the second aspect of the present invention, the determination unit determines an exposure failure based on a difference between a projection magnification detected by the detection unit and a target projection magnification.
[0007]
  A scanning exposure apparatus according to a third aspect of the present invention provides:SaidBy discriminating meansPoor exposureIt was determined thatMemorize the position on the boardCharacterized by having a storage means.
[0008]
  According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a scanning exposure apparatus having an original stage for holding and moving an original and a substrate stage for holding and moving a substrate, and transferring a pattern of the original illuminated by pulsed light to the substrate. In
  A light amount detecting means for detecting a light amount for each pulse exposure;
  Calculation means for calculating an exposure amount on the substrate based on a detection result of the detection means;
  A relative position detecting means for detecting a relative position between the original stage and the substrate stage for each pulse exposure;
  And determining means for determining whether or not an exposure failure is caused by the next pulse exposure based on the calculation result of the calculating means and the detection result of the relative position detecting means.
[0009]
  A scanning exposure apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes control means for controlling the amount of the next pulsed light based on the calculation result of the calculation means and the detection result of the relative position detection means.
  A scanning exposure apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes storage means for storing a position on the substrate that has been determined as an exposure failure by the determination means.
[0010]
    The scanning exposure method of the present invention is a scanning exposure method for projecting a pattern of an original plate illuminated with pulsed light onto a substrate via a projection optical system.
  A detection step of detecting a projection magnification of the projection optical system for each pulse exposure;
  And a discrimination step of discriminating an exposure failure based on a detection result of the detection means.
[0011]
  Furthermore, the scanning exposure method of the present invention is characterized in that, in the determination step, an exposure failure is determined based on a difference between the projection magnification detected in the detection step and a target projection magnification.
  Furthermore, the scanning exposure method of the present invention has a step of storing in the storage means the position on the substrate determined to be an exposure failure in the determination step.
[0012]
  Furthermore, the scanning exposure method of the present invention is a scanning exposure method for transferring a pattern of an original plate illuminated with pulsed light to a substrate using an original stage holding and moving the original plate and a substrate stage holding and moving the substrate.
  A light amount detection step for detecting a light amount for each pulse exposure;
  A calculation step of calculating an exposure amount on the substrate based on a detection result in the detection step;
  A relative position detecting step for detecting a relative position between the original stage and the substrate stage for each pulse exposure;
  A discriminating step for discriminating whether or not an exposure failure is caused by the next pulse exposure based on the calculation result in the calculation step and the detection result in the relative position detection step;
  It is characterized by having.
[0013]
  Furthermore, the scanning exposure method of the present invention has a control step of controlling the amount of the next pulsed light based on the calculation result in the calculation step and the detection result in the relative position detection step.
  Furthermore, the scanning exposure method of the present invention has a step of storing in the storage means the position on the substrate determined to be an exposure failure in the determination step.
  Furthermore, the device manufacturing method of the present invention includesUsing the scanning exposure apparatus describedIt has the process of transferring the pattern of a negative | original plate to a board | substrate.
[0014]
[Action]
When exposure is performed using a semiconductor exposure apparatus using a pulsed light source, the exposure status at that time is synchronized with the light emission timing of the pulsed light, that is, the stage synchronization error between the original plate and the substrate, the deviation in the focus direction, and uneven exposure intensity. The exposure error is determined in advance by detecting various error factors that occur during exposure, and performing a specific evaluation and setting a threshold value for the evaluation result. When an exposure failure occurs, if all the chips included in the shot are discarded, the manufacturing efficiency is greatly deteriorated. Therefore, the exposure failure portion in the shot is stored and the data is output. Then, only the chip including the poorly exposed part is discarded as a defect, and the operation check or the like is not performed. That is, the portion of the shot that has become defective in exposure compared to the prior art is identified immediately, and only the chips included in the portion are excluded as defective, and the subsequent process is performed. Thereby, compared with the case where a defective chip is not excluded from the exposure state at the time of scanning exposure, the manufacturing efficiency is improved and the manufacturing cost is reduced. This is the basic concept of the present invention, and FIG. 1 is a diagram showing the basic concept of the present invention. In the figure, 201 is an area (exposure field) exposed by a single scan with a series of pulsed light, 202 is an area where an exposure failure has occurred, and 203 is a chip area including this area 202. Since the exposure failure is considered to occur partially as in the region 202, only the chip 203 is affected by the exposure failure. Therefore, the other than the chip 203 is in a good exposure state, and only the chip 203 needs to be handled as a defective product.
[0015]
【Example】
FIG. 2 is a schematic diagram showing a scanning type exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. This apparatus includes a semiconductor device such as an IC or LSI, a liquid crystal device, an imaging device such as a CCD, or a device such as a magnetic head. It is used when manufacturing. In the figure, a light beam from a light source 1 that emits pulsed light such as an excimer laser is shaped into a desired shape by a beam shaping optical system 2 and directed to a light incident surface of an optical integrator 3 such as a fly-eye lens. The fly-eye lens is composed of a collection of a plurality of minute lenses, and a plurality of secondary light sources are formed in the vicinity of the light exit surface.
[0016]
Reference numeral 4 denotes a condenser lens, which Koehler-illuminates the masking blade 6 with a light beam from the secondary light source of the optical integrator 3. The masking blade 6 and the reticle 9 are arranged in a conjugate relationship by the imaging lens 7 and the mirror 8, and the shape and size of the illumination area in the reticle 9 are defined by the shape of the opening of the masking blade 6. It is scanned in synchronization with. A projection optical system 10 projects a circuit pattern drawn on the reticle 9 on the semiconductor substrate 11 in a reduced scale. The reticle 9 is fixed to the reticle stage 13 and aligned with the semiconductor substrate 11 fixed on the wafer stage 14 via the projection optical system 10. An exposure amount detector 15 is arranged on the wafer stage 14, and the exposure amount detector 15 can monitor the exposure amount of the laser through the optical system 10. Reference numeral 12 denotes another exposure amount detector which monitors a part of the light beam of the pulsed light divided by the half mirror 5.
[0017]
The structure of the control system is composed of a laser control system 103, an exposure amount calculator 102, a stage drive control system 101, an AF calculator 111, and a main control system 104 that supervises those calculation portions. The laser control system 103 receives the laser emission intensity and the oscillation timing signal calculated so that the target exposure amount can be obtained in the main control system 104, and the laser signal emitted from the light source 1 by the trigger signal 16 and the charging voltage signal 17. Control the pulse energy and emission interval. The exposure amount calculator 102 calculates the actual exposure by correlating the detection periods based on the illuminance detection signals 108 and 109 obtained from the exposure amount detectors 12 and 15 before the actual exposure starts. At this time, the exposure amount on the wafer is estimated only from the data from the exposure amount detector 12. The stage drive control system 101 recognizes the current positions of the reticle stage 13 and the wafer stage 14, sends the data to the main control system 104, and a stage signal based on the stage drive signal sent from the main control system 104. 113 is output to drive the stages 13 and 14. The AF calculator 111 outputs a projection lens drive signal 112 from the data obtained by the AF optical system 110 and controls the focus. The focus state at that time is transmitted to the main control system 104, and conversely, the focus target value is received from the main control system 104.
[0018]
The laser control system 103, the exposure amount calculator 102, the stage drive control system 101, and the AF calculator 111 operate in synchronization with a trigger signal for emitting pulsed light, and detect each data. The main control system 104 includes an input device 105 that inputs an exposure state, a data output interface 107 that outputs the exposure state, and a display unit 106 that graphically displays the exposure state. Further, data such as pulse light intensity, stage position, focus state, etc. are received from each control system, and a control calculation for achieving the target exposure amount input by the input device 105 is performed using them. From the result of the control calculation, a light emission intensity command signal, a stage drive signal, a focus target signal, and the like of the pulsed light are sent to each calculator and control system.
[0019]
Next, one method for determining exposure failure will be described. As a cause of the exposure failure of the semiconductor chip, firstly, a synchronous positional deviation error between the reticle 9 and the wafer 11 can be considered. FIG. 3 is a diagram showing a synchronization error. In a semiconductor exposure apparatus, a wafer (also a reticle in the case of a scanning exposure method) is moved in order to move between shots or to scan exposure light in the case of a scanning exposure method. At this time, the relative speed between the reticle and the wafer varies, or vibrations are mixed when moving the respective stages, so that the exposure area 302 is different from the exposure area 301 to be originally exposed on the wafer surface. In some cases, the reticle is applied to the wafer surface, and exposure cannot be performed at an intended position on the wafer surface.
[0020]
FIG. 4 shows an outline of errors that occur at that time. The left figure of FIG. 4 shows the result of the synchronization error between the first layer and the second layer, and the right figure shows the synchronization error between the light emission. In the figure on the left, due to the synchronization error between the first layer and the second layer, the part that must be connected between the layers would be shifted like a circled part because of the synchronization error, The circuit cannot be configured. In the right figure, a synchronization error occurs between the reticle and the wafer between the first light emission and the second light emission due to a synchronization error between shots, and a desired circuit cannot be formed. Therefore, when there is such an exposure failure by detecting these errors, the device stores the position where the exposure failure is, and prevents the semiconductor chip from performing the actual inspection at the chip inspection stage. The production efficiency can be increased.
[0021]
When calculating the exposure error in synchronization with the emission timing of the pulsed light, the X-axis direction that is the scanning direction, the Y-axis direction that is the slit longitudinal direction, the Z-axis direction that is perpendicular to the XY plane, X Rotation direction ω around the axisX, Rotation direction ω around Y axisY, Rotation direction ω around Z axisZTherefore, it must be taken into consideration when determining a defect in manufacturing a semiconductor chip. As a method for determining the exposure failure, the error in each error direction is added to the absolute value for each emission of the pulsed light, and if the sum exceeds a preset threshold value, that portion is set as a defective exposure. A method is conceivable. In order to reduce the calculation load, a method may be considered in which a maximum error is determined in advance for each error direction, and when the value is exceeded, the exposed portion is determined to be defective.
[0022]
Also, the error in the X-axis direction is Δx, the error in the Y-axis direction is Δy, and the rotation error about the Z-axis is ωZ  Assuming that the position in the reference exposure area plane is expressed as coordinates (x, y), if an error occurs in the X-axis, Y-axis, and Z-axis rotation directions, each point is coordinated as shown in Equation (1). Converted.
[0023]
[Expression 1]
Figure 0003647120
Therefore, the distance between the coordinates after conversion and the coordinates before conversion is calculated, the distance is added for each point in the exposure area for each light emission, and a threshold value is provided for the addition result to prevent exposure failure. A method of determining, a method of determining a defective exposure by providing a threshold value for the sum of the addition results at each point in the exposure area, and the like can be considered. In addition, in the method of determining exposure failure by setting a threshold value for the addition result at each point of such distance, when the threshold value is exceeded, not all of the exposure area is determined to be defective, but in the exposure area plane. In this case, it is possible to limit the exposure failure area. For this reason, only the chip including the poorly exposed part needs to be determined as defective even in the exposure area, and it is considered that the manufacturing efficiency of the semiconductor chip is further improved. The errors Δx, Δy and ω used hereZIs an optimum value obtained by a method such as using several measurement points and averaging the values.
[0024]
Regarding the exposure failure determination between layers, the exposure status at that position may be determined from the reticle at the same position on the shot and the synchronization deviation between the wafers according to the above-described determination criteria.
[0025]
Next, another exposure failure determination method will be described. When the semiconductor chip is exposed, a shift in the distance between the reticle and the wafer causes a shift in the focal length of the optical system, leading to an exposure error. This deviation in focal length affects the sharpness of the pattern when the pattern is formed by the exposure apparatus. Then, when detecting the exposure error of the semiconductor chip in synchronization with the light emission timing of the pulsed light, the error Z acting on the focal length, the rotation error ω around the X axisX, Rotation error ω around Y axisYIt is conceivable to determine the exposure failure in consideration of the above. As a determination method, it is conceivable that the absolute value of the error in each direction is added and it is checked whether or not the sum exceeds a predetermined threshold value. Also, for simplification of calculation, an error for each direction is compared with an error threshold value for each direction provided in advance, and if the threshold value is exceeded, the exposure of that portion is regarded as defective. It is possible. Further, the coordinate system of the wafer surface is set such that the scanning direction is X, the slit longitudinal direction is Y, and the rotation direction around each of these directions is ω.XAnd ωY, Where the normal direction of the plane consisting of X and Y is Z,XAnd ωYIf the rotation error is added, it is considered that the coordinate transformation of Formula 2 works.
[0026]
[Expression 2]
Figure 0003647120
It is.
[0027]
Assuming that the wafer surface before the error enters is Z = 0, the wafer surface after the rotation error and the error Δz in the Z-axis direction are expressed by Equation (3).
[0028]
[Equation 3]
Figure 0003647120
Therefore, by substituting the coordinates on the exposure area into Equation 3, the distance (error) in the focus direction is obtained and a threshold is set for the error, and the error at each point in the exposure area is added. A method of setting a threshold value for the sum can also be considered.
[0029]
The errors Δz and ω used hereXAnd ωYIs an optimum value obtained by a method such as using several measurement points and averaging the values.
[0030]
Still another exposure failure determination method will be described. In a semiconductor exposure apparatus, the exposure amount on the wafer surface affects the line width of the pattern to be printed on the wafer, and so must be made uniform. FIG. 5 shows how to give an exposure amount on a wafer of a scanning semiconductor exposure apparatus using a pulse light source. Each step of the stepped portion in FIG. 5 shows the pulse light having a slit shape, the horizontal position indicates the position on the exposure field, and the vertical length indicates the intensity of the pulse light. As shown in the lower diagram of FIG. 5, when there is no error between the light emission intensity of the pulsed light and the light emission position at that time, ideal exposure is performed, and a uniform exposure amount can be given on the wafer surface. The upper diagram in FIG. 5 shows a case where the exposure state is not ideal, the upper left diagram in FIG. 5 shows the exposure status when the light emission position is slightly shifted, and the upper right diagram in FIG. 5 shows the emission of pulsed light. This shows the case where the intensity deviates from the emission intensity of other pulses. As a cause of the light emission position error, the light emission position error of the pulsed light caused by the synchronization shift of the reticle stage and the wafer stage and the accompanying mechanical noise can be considered as the cause of fluctuation of the exposure amount on the wafer surface. . The direction of the position error includes a scanning direction X, a slit longitudinal direction Y, a focus direction Z, and a rotation error ω with respect to each direction axis.X, ΩY, ΩZEtc. are considered. Therefore, when actually using a scanning semiconductor exposure apparatus, the emission intensity for each pulsed light and the emission position of the pulsed light are detected in synchronization with the emission of the pulsed light, taking into account the errors contained in them. It is necessary to always grasp the exposure state on the wafer surface and always calculate the exposure amount error. From the viewpoint of the exposure amount error in the static exposure apparatus, only the variation in the light emission intensity of the pulsed light can be considered as a factor giving the exposure amount error, so that only the intensity error needs to be considered.
[0031]
In order of the semiconductor exposure process, exposure (emission of pulsed light) is performed after positioning for exposure. Therefore, in order to perform good exposure, an error about the exposure position is calculated, and the error depends on the error. The amount of exposure light must be controlled so as to cancel the influence, and it must be taken into consideration that the exposure amount error at that portion is less than the allowable value. However, if the position error is large and the exposure amount error cannot be reduced below the allowable value by controlling the exposure amount, or the light emission position error is within the allowable range, If the error is large and the error cannot be corrected by light emission from the next time onward, it is determined that the part is defective in exposure, the defective part of exposure is stored, and the information is used to determine whether the chip is good or bad. Use when.
[0032]
FIG. 6 is a flowchart of an exposure process for one exposure field in which an exposure failure is determined. As shown in the figure, when the exposure process is started, the reticle stage and wafer stage are moved to reach the exposure area, and the moved position is confirmed (step S61). As confirmation items at this time, X, Y, Z, ωX, ΩYAnd ωZMeasure. Then, the emission intensity of the next pulsed light is calculated in consideration of the measured movement position (step S62). Then, it is determined whether or not the required exposure error can be satisfied by controlling the next light emission intensity (step S63), and if satisfied, the pulse light is emitted based on the calculation result of the light emission intensity (step S63). S64). Since there is a variation in the pulsed light at that time, the light emission intensity due to the variation is confirmed (step S65), and the error caused by the next pulsed light is taken into account by taking into account the error and errors such as the positioning error of the stage. Is determined to be within the allowable error range (step S66). If it is determined in step S63 or S66 that the required exposure error cannot be satisfied or cannot be corrected, the exposure failure position is stored (step S67), and the process proceeds to step S68. If it is determined in step S66 that correction is not possible, the process immediately proceeds to step S68. In step S68, the reticle / wafer stage is moved to the next exposure position. Then, it is determined whether or not all exposures have been completed (step S69). If the exposure has been completed, the exposure operation is terminated. If not completed, the process returns to step S61.
[0033]
When judging whether a semiconductor exposure apparatus using a pulsed light source can be exposed or not, it is virtually impossible to adopt the above error evaluation criteria independently, so it is also possible to judge by combining at least two evaluation criteria. It is done. In that case, an exposure defect discrimination method in which appropriate errors are added to these judgment criteria and each error is evaluated in combination is also conceivable.
[0034]
Next, it can be considered that the exposure failure is determined from the synchronization error between the masking blade and the stage system. At the time of scanning exposure, the masking blade is moved in synchronization with the movement of the reticle stage, that is, the movement of the reticle, in order to shape the shape of the beam irradiated onto the reticle stage and to determine the beam irradiation area. However, if there is a synchronization error between the masking blade and the reticle stage, an exposure failure due to that occurs. Therefore, it is conceivable to monitor the relative position between the masking blade and the reticle stage during scanning exposure, and use it to determine the exposure state to determine whether or not the exposure area is defective. X, Y, Z, ω as relative position elementsX, ΩY, ΩZThe direction is considered, and the determination method is the same as the method for determining the poor exposure area based on the synchronization error of the stage. The allowable error for each direction is determined and the synchronization error is calculated for a plurality of positions in the determination area. A method of judging using the largest one of them, a method of judging a exposure failure by providing a threshold for the sum of measurement errors at that time, and a threshold for a statistical processing result of measurement point error The method of putting it is considered.
[0035]
By these determination methods, the exposure state is determined from the error caused by the synchronization error between the masking blade and the reticle stage, and as a result, the portion that is determined to be defective in exposure is stored. The production efficiency can be improved by reducing the subsequent exposure labor or omitting the inspection process.
[0036]
At the time of scanning exposure, a target reduction ratio of the projection optical system may be set for the position of the stage. Therefore, the reduction magnification of the projection optical system must be controlled in real time with respect to the stage position. However, an error may occur between the target reduction ratio of the projection optical system and the actual reduction ratio. FIG. 7 is a diagram showing a case where the reduction magnification of the projection system is changed during scan exposure. FIG. 7A shows the reduction magnification of the projection optical system at the scan position. The dotted line shows the case where the target reduction magnification is constant, but the reduction magnification may be changed at the scan position as shown by the solid line. At this time, the region burned on the wafer is a portion surrounded by a solid line in FIG. However, when the reduction ratio of the solid line is as shown by the wavy line in FIG. 7A, the region to be baked on the wafer is surrounded by the wavy line in FIG. 7B, and the shape of this wavy line is the solid line. When the shape is significantly different from the shape, image distortion occurs locally or entirely on the exposure surface, and it is considered that the overlay on the subsequent layers is affected. Therefore, it is necessary to determine the exposure state from the error between the target reduction magnification at the scanning position of the projection optical system and the actual reduction magnification.
[0037]
The concept of the present invention is applied to the error of the projection optical system, the actual reduction magnification of the projection optical system for each pulse exposure is detected by the reduction magnification detection means, and the reduction magnification of the projection optical system with respect to the target reduction magnification If there is a large error, it is conceivable to perform re-exposure without performing exposure. In determining the error, a threshold is set for a certain evaluation criterion, and the exposure state is determined based on the threshold. In this case, the threshold value is set by the method of setting the deviation amount from the target reduction magnification itself, the deviation from the target value at several measurement points on the scanning field, and statistically processing them to obtain the statistical value. On the other hand, if the circuit pattern is more complex than the other parts based on the method of providing a threshold for the circuit pattern, or if more precise precision is required for the reduction ratio, It is also conceivable to apply a method of setting a threshold for the amount of deviation and a method of setting a threshold for the result of statistical processing after applying a weight to the measured value.
[0038]
By using these series of methods, it is possible to determine an exposure failure caused by an error in the reduction magnification of the projection optical system, store a portion determined as an exposure failure, and for chips including the same portion, the subsequent layers It is possible to improve the manufacturing efficiency by reducing the labor of exposure in the process or omitting the inspection process.
[0039]
FIG. 8 is a flowchart of a process of cutting the semiconductor chips into individual chips after the exposure of the semiconductor chips. It is assumed that a position where exposure is defective is determined by any of the above methods, and the position where the exposure failure occurs is stored in a memory or the like in advance. In the cutting process, first, the exposure failure position is read (step S71), and the chip is cut (step S72). Thereafter, the exposure failure position is compared with the current cutting position to determine whether or not the cut chip includes an exposure failure area (step S73). If the cut chip includes the exposure area, the chip is discarded (step S74). If not included, the chip is directly moved to the next cutting position (step S75). Then, it is determined whether or not it is within the cutting area (step S76). If it is within the cutting area, the process returns to step S72 to perform cutting again, and when it is outside the cutting area, the cutting ends.
[0040]
Furthermore, the operator can be informed of the exposure status on the wafer surface by displaying it on a display portion provided in the exposure apparatus. FIG. 9 shows an example of the display, which shows an exposure failure portion 801 and that a chip 802 including the exposure failure portion is a defective chip due to exposure failure.
[0041]
【The invention's effect】
  As described above, the present inventionAccording to,Providing exposure technology that enables devices to be manufactured more efficiently and at lower costbe able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a basic concept of a defective exposure portion according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a configuration of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an error in synchronization.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of errors according to FIG. 3;
FIG. 5 is a view showing how to give an exposure amount on a wafer of a scanning semiconductor exposure apparatus using a pulse light source;
FIG. 6 is a flowchart for determining an exposure failure.
FIG. 7 is an explanatory diagram when the reduction magnification of the projection system is changed during scan exposure.
FIG. 8 is a flowchart when cutting the semiconductor chips and cutting them into individual chips.
FIG. 9 is a view showing a display example displayed on a display device included in the semiconductor exposure apparatus.
[Explanation of symbols]
1: light source, 2: beam shaping optical system, 3: optical integrator, 4: condenser lens, 5: half mirror, 6: masking blade, 7: imaging lens, 8: mirror, 9: reticle, 10: projection optical system , 11: semiconductor substrate, 12: exposure amount detector, 13: reticle stage, 14: wafer stage, 15: exposure amount detector, 16: trigger signal, 17: charge voltage signal, 101: stage drive control system, 102: Exposure amount calculator, 103: Laser control system, 104: Main control system, 105: Input device, 106: Display unit, 107: Data output interface, 108: Illuminance detection signal, 109: Illuminance detection signal, 110: AF optical system , 111: AF computing unit, 112: projection lens drive signal, 113: stage signal, 201: region, 202: defective exposure portion, 203: 301: Original exposure position, 302: Actual exposure position, 801: Unexpected exposure portion, 802: Chip, 803: Area obtained by ¼ times the circuit in the reticle, 804: Moving direction of wafer, 805: Movement direction of the reticle stage, 806: an area exposed by one-time pulse light emission.

Claims (13)

投影光学系を有し、パルス光で照明された原板のパターン前記投影光学系を介して基板に投影する走査露光装置において、
パルス露光毎前記投影光学系の投影倍率を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別手段と
することを特徴とする走査露光装置。
In a scanning exposure apparatus that has a projection optical system and projects a pattern of an original plate illuminated with pulsed light onto a substrate through the projection optical system ,
Detecting means for detecting a projection magnification of the projection optical system for each pulse exposure ;
Scanning exposure apparatus characterized by have a discriminating means for discriminating defective exposure based on a detection result of said detecting means.
前記判別手段は、前記検出手段により検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする請求項1記載の走査露光装置。The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines an exposure failure based on a difference between a projection magnification detected by the detection unit and a target projection magnification. 前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項1または2記載の走査露光装置。The scanning exposure apparatus according to claim 1 , further comprising a storage unit that stores a position on the substrate that has been determined to be an exposure failure by the determination unit . 原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを有し、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光装置において、In a scanning exposure apparatus having an original stage holding and moving an original plate and a substrate stage holding and moving a substrate, and transferring a pattern of the original plate illuminated with pulsed light to the substrate,
パルス露光毎の光量を検出する光量検出手段と、A light amount detecting means for detecting a light amount for each pulse exposure;
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出手段と、Calculation means for calculating an exposure amount on the substrate based on a detection result of the detection means;
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、A relative position detecting means for detecting a relative position between the original stage and the substrate stage for each pulse exposure;
前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別手段とA discriminating unit for discriminating whether or not an exposure failure is caused by the next pulse exposure based on the calculation result of the calculating unit and the detection result of the relative position detecting unit;
を有することを特徴とする走査露光装置。A scanning exposure apparatus comprising:
前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項4記載の走査露光装置。5. The scanning exposure apparatus according to claim 4, further comprising control means for controlling the amount of the next pulsed light based on the calculation result of the calculation means and the detection result of the relative position detection means. 前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項4または5記載の走査露光装置。6. The scanning exposure apparatus according to claim 4, further comprising storage means for storing a position on the substrate that has been determined as an exposure failure by the determination means. パルス光で照明された原板のパターン投影光学系を介して基板に投影する走査露光方法において、
パルス露光毎前記投影光学系の投影倍率を検出する検出工程と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別工程と
することを特徴とする走査露光方法。
In a scanning exposure method for projecting a pattern of an original plate illuminated with pulsed light onto a substrate via a projection optical system ,
A detection step of detecting a projection magnification of the projection optical system for each pulse exposure ;
Scanning exposure method, characterized by chromatic and discrimination step of discriminating a defective exposure based on a detection result of said detecting means.
前記判別工程において、前記検出工程において検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする請求項7記載の走査露光方法。8. The scanning exposure method according to claim 7, wherein in the determination step, an exposure failure is determined based on a difference between the projection magnification detected in the detection step and a target projection magnification. 前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする請求項7または8記載の走査露光方法。 Scanning exposure method according to claim 7 or 8, wherein further comprising the step of storing a position on the substrate that has been judged as defective exposure in the discriminating step in a storage means. 原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを用い、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光方法において、In a scanning exposure method of transferring a pattern of an original plate illuminated with pulsed light to a substrate using an original stage holding and moving the original plate and a substrate stage holding and moving the substrate,
パルス露光毎の光量を検出する光量検出工程と、A light amount detection step for detecting a light amount for each pulse exposure;
前記検出工程における検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出工程と、A calculation step of calculating an exposure amount on the substrate based on a detection result in the detection step;
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出工程と、A relative position detecting step for detecting a relative position between the original stage and the substrate stage for each pulse exposure;
前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別工程とA discriminating step for discriminating whether or not an exposure failure is caused by the next pulse exposure based on the calculation result in the calculation step and the detection result in the relative position detection step;
を有することを特徴とする走査露光方法。A scanning exposure method characterized by comprising:
前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御工程を有することを特徴とする請求項10記載の走査露光方法。The scanning exposure method according to claim 10, further comprising a control step of controlling a light amount of the next pulsed light based on a calculation result in the calculation step and a detection result in the relative position detection step. 前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする請求項10または11記載の走査露光方法 Claim 10 or 11 scanning exposure method wherein further comprising the step of storing a position on the substrate that has been judged as defective exposure in the discriminating step in a storage means. 請求項1〜6のいずれかに記載の走査露光装置を用いて原板のパターンを基板に転写する工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method comprising a step of transferring a pattern of an original plate to a substrate using the scanning exposure apparatus according to claim 1 .
JP01477896A 1995-09-21 1996-01-04 Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method Expired - Fee Related JP3647120B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01477896A JP3647120B2 (en) 1996-01-04 1996-01-04 Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method
US08/717,349 US5883701A (en) 1995-09-21 1996-09-20 Scanning projection exposure method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01477896A JP3647120B2 (en) 1996-01-04 1996-01-04 Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09186073A JPH09186073A (en) 1997-07-15
JP3647120B2 true JP3647120B2 (en) 2005-05-11

Family

ID=11870519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01477896A Expired - Fee Related JP3647120B2 (en) 1995-09-21 1996-01-04 Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3647120B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024852A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Komatsu Ltd Command value adjusting method for laser device and exposure information storage device
JP2011060840A (en) * 2009-09-07 2011-03-24 Canon Inc Exposure apparatus and exposure method, and method of manufacturing device using the same
JP7241493B2 (en) * 2017-11-07 2023-03-17 キヤノン株式会社 IMPRINT APPARATUS, INFORMATION PROCESSING APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6153724A (en) * 1984-08-23 1986-03-17 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Exposing device
JP3235078B2 (en) * 1993-02-24 2001-12-04 株式会社ニコン Scanning exposure method, exposure control device, scanning type exposure device, and device manufacturing method
JP3316704B2 (en) * 1993-06-10 2002-08-19 株式会社ニコン Projection exposure apparatus, scanning exposure method, and element manufacturing method
JP3316706B2 (en) * 1993-06-25 2002-08-19 株式会社ニコン Projection exposure apparatus and element manufacturing method using the apparatus
JP3501564B2 (en) * 1995-08-30 2004-03-02 キヤノン株式会社 Scanning exposure apparatus and error shot determination method
JPH09115799A (en) * 1995-10-16 1997-05-02 Nikon Corp Scanning-type exposure system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09186073A (en) 1997-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5883701A (en) Scanning projection exposure method and apparatus
US4849901A (en) Substrate exposure apparatus with flatness detection and alarm
US5898477A (en) Exposure apparatus and method of manufacturing a device using the same
JP4323608B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
US20170186656A1 (en) Wafer processing method
JP3211491B2 (en) Projection exposure apparatus and semiconductor manufacturing method and apparatus using the same
JPH05190419A (en) Method and apparatus for semiconductor exposure
KR20090004776A (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JPS61196532A (en) Exposure device
JPS61174717A (en) Positioning apparatus
TWI878346B (en) Laser processing method and laser processing device
JP2006300676A (en) Flatness anomaly detecting technique and exposing device
JP2866831B2 (en) Laser processing equipment positioning method
JP4125177B2 (en) Exposure equipment
JP2884830B2 (en) Automatic focusing device
KR101660090B1 (en) Exposure method, exposure apparatus, and method of manufacturing device
JP3647120B2 (en) Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method
JP2001143991A (en) Surface position detector and device manufacturing method
JP3195200B2 (en) Semiconductor exposure apparatus and foreign matter detection method
JP2886957B2 (en) Automatic focusing device
JP3647121B2 (en) Scanning exposure apparatus and method, and device manufacturing method
JP2705778B2 (en) Projection exposure equipment
JP3428825B2 (en) Surface position detection method and surface position detection device
JPH104055A (en) Automatic focusing device and manufacture of device using it
JPH07236989A (en) Laser processing equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040811

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080218

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120218

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140218

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees