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JPS61251024A - Exposing apparatus - Google Patents

Exposing apparatus

Info

Publication number
JPS61251024A
JPS61251024A JP60090891A JP9089185A JPS61251024A JP S61251024 A JPS61251024 A JP S61251024A JP 60090891 A JP60090891 A JP 60090891A JP 9089185 A JP9089185 A JP 9089185A JP S61251024 A JPS61251024 A JP S61251024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
alignment
shot
correction value
deviation
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.)
Pending
Application number
JP60090891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Takahashi
一雄 高橋
Masao Kosugi
小杉 雅夫
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 JP60090891A priority Critical patent/JPS61251024A/en
Publication of JPS61251024A publication Critical patent/JPS61251024A/en
Priority to US07/237,620 priority patent/US4843563A/en
Priority to US07/337,654 priority patent/US4910679A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the alignment precision in addition to the features of global alignment process with high throughput by a method wherein shot position corrected values are measured in terms of the deviation from the printed target position per short of each wafer. CONSTITUTION:A wafer is set up on the first shot position of a wafer chuck and then deflection Cm from the target position is measured as a corrected value Qm, 1 in case of alignment. The second wafer is processed likewise but the mean value Qm, 2 between the corrected value Qm stored in a memory and the second deflection Cm is measured as new corrected value to be stored. Besides, the different (DELTAQm) between the corrected values Qm, 1 and Qm, 2 is also measured. Later the wafers are printed and if the trends of position deviation of patterns printed in the preceding process show resemblances among one another, the fluctuation DELTAQm in corrected values begins to be reduced at the print when several wafers are processed. Moreover when the DELTAQms are checked and detected to be less than specified tolerance T2, the dispersion of position deviations between the target position and the aligned positions can be judged as small.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野]   。[Detailed description of the invention] [Field of invention].

本発明は、半導体製造用として好適な露光装置に関し、
特に、精度とスルーブツトの両立を図った露光装置に関
する。
The present invention relates to an exposure apparatus suitable for semiconductor manufacturing.
In particular, the present invention relates to an exposure apparatus that achieves both accuracy and throughput.

[発明の背景] 従来、半導体製造に用いられる露光装置として、ステッ
パと呼ばれる装置が知られている。このステッパは、半
導体ウェハを投影レンズ下でステップ移動させながら、
レチクル上に形成されているパターン像を投影レンズで
縮小して1枚のウェハ上の複数箇所に順次露光して行く
ものである。
[Background of the Invention] Conventionally, a device called a stepper is known as an exposure device used in semiconductor manufacturing. This stepper moves the semiconductor wafer step by step under the projection lens.
A pattern image formed on a reticle is reduced using a projection lens, and multiple locations on one wafer are sequentially exposed to light.

ところで、最近の半導体集積回路の集積度およびパター
ン微細化の進行はめざましく、それに伴い、パターン焼
付時のレチクルとウェハとの重ね合せ精度も従来は0.
1μ程度であったものが現在では0.02μのオーダー
が要求されるようになってきている。
Incidentally, recent advances in the degree of integration and pattern miniaturization of semiconductor integrated circuits have been remarkable, and as a result, the overlay accuracy of the reticle and wafer during pattern printing has been reduced to 0.
What used to be about 1μ is now required to be on the order of 0.02μ.

このような高精度を達成するためには、各露光前に投影
レンズを介してレチクルとウェハとの位置合せを行なう
いわゆるTTL−ダイ・パイ・ダイ・アライメント法が
効果的である。しかし、この場合、スループットが低下
するという不都合がある。一方、いわゆるグローバル・
アライメント法は、1枚のウェハの第1シヨツトの露光
前に1回だけウェハ全体としての位置合せを行ない、以
 後はレーザ干渉計等で移動量のみを監視してステップ
送りおよび露光を繰返す方法である。しかし、このグロ
ーバル・アライメント法では、スループットは高くなる
ものの、重ね合せ精度が低下するという不都合がある。
In order to achieve such high accuracy, a so-called TTL-die-pie-die alignment method, in which the reticle and wafer are aligned through a projection lens before each exposure, is effective. However, in this case, there is a disadvantage that throughput decreases. On the other hand, the so-called global
The alignment method is a method in which the entire wafer is aligned only once before exposure of the first shot of one wafer, and thereafter step feeding and exposure are repeated by monitoring only the amount of movement using a laser interferometer, etc. It is. However, although this global alignment method increases throughput, it has the disadvantage that overlay accuracy decreases.

また、これらのダイ・パイ・ダイ・アライメント法とグ
ローバル・アライメント法の折衷的方法として、ウェハ
上の複数のショットに対して1回の位置合せを行なうゾ
ーン・アライメント法と呼ばれる方法もあるが、この場
合、スループットおよび重ね合せ精度もダイ・パイ・ダ
イ・アライメント法とグローバル・アライメント法との
中間的なものとなる。
Additionally, as a compromise between the die-by-die alignment method and the global alignment method, there is also a method called zone alignment method, which aligns multiple shots on a wafer at once. In this case, the throughput and overlay accuracy are also intermediate between the die-by-die alignment method and the global alignment method.

[発明の目的] 本発明の目的は、上述の従来例における問題点に鑑み、
いわゆるステップアンドリピート方式の露光装置におい
て重ね合せ精度とスルーブツトを両立させることにある
[Object of the Invention] In view of the problems in the conventional example described above, the object of the present invention is to
The objective is to achieve both overlay accuracy and throughput in a so-called step-and-repeat type exposure apparatus.

[発明の概要および効果] 上記目的を達成するため本発明では一部のウェハを処理
する際、当初のウェハについてはダイ・パイ・ダイ・ア
ライメント法により各ショット毎に位置合せを行ない、
焼付をする。この時、該位置におけるアライメント量す
なわち、該焼付位置のステップ送りl設定値に応じた焼
付目標位置からの偏差をもとに、該位置における偏差予
測値すなわち該位置へステップ送りする際の補正値を算
出する。そしてウェハの処理枚数が進み算出した補正値
が収束したときは、以優この補正値を用いたグローバル
・アライメント法へ移行する。
[Summary and Effects of the Invention] In order to achieve the above object, in the present invention, when processing some wafers, the initial wafer is aligned for each shot by a die-by-die alignment method,
Burn. At this time, based on the alignment amount at the position, that is, the deviation from the target printing position according to the step feed l setting value of the printing position, the predicted deviation value at the position, that is, the correction value for step feeding to the position. Calculate. When the number of wafers processed increases and the calculated correction value converges, the process shifts to the global alignment method using this correction value.

すなわち本発明は自己学習機能によりダイ・パイ・ダイ
・アライメント法からグローバル・アライメント法へ移
行するという特徴を有し、そして、この特徴によりバッ
チ処理する同一ロットのウェハについて、位置合せした
焼付位置の焼付目標位置からの偏差の傾向が似ている場
合は、重ね合せ誤差を小さく保ちながら、スループット
を向上させることができる。また、X−Yステージの動
特性(同一機種であっても装置ごとのくぜ(機差)があ
る)の影響により生じる重ね合せ誤差をも自己学習機能
によって自動補正しオート・アライメントの追い込み回
数を減らすことができるほか、補正値の変動が小さい場
合はオート・アライメント不能のショットが存在しても
めくら打ちで合せることも可能である。
In other words, the present invention has the feature of using a self-learning function to shift from the die-by-die alignment method to the global alignment method. If the trends of deviations from the target printing position are similar, throughput can be improved while keeping the overlay error small. In addition, the self-learning function automatically corrects overlay errors caused by the dynamic characteristics of the X-Y stage (even if the model is the same, there are differences between machines), and the number of auto-alignment adjustments is automatically corrected. In addition to reducing the fluctuation of the correction value, even if there are shots for which auto-alignment is not possible, it is possible to align them blindly.

[実施例の説明] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Explanation of Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は、本発明の一実施例に係る半導体露光装置の構
成を示す。同図において、1はレチクル、2はレチクル
ステージ、3a、3bはレチクルのアライメントマーク
、4a、4bはクイックリターンミラー、5はフィール
ドレンズ、6は投影光学系、7(7x、 7y)はレー
ザ干渉計、8x 、 8yはレーザ測長用のミラー、9
a、9bはオフアクシスの顕微鏡、10はウェハ、11
はウェハチャック、12はウェハステージ、13a、1
3bはリレーレンズで、リレーレンズ13とクイックリ
ターンミラー14はレチクル1とウェハ10の相対位置
関係を投影光学系6を介して検出するためのTTL光学
系の一部を構成している。
FIG. 1 shows the configuration of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a reticle, 2 is a reticle stage, 3a and 3b are alignment marks of the reticle, 4a and 4b are quick return mirrors, 5 is a field lens, 6 is a projection optical system, and 7 (7x, 7y) is a laser interference Total, 8x, 8y are mirrors for laser length measurement, 9
a, 9b are off-axis microscopes, 10 is a wafer, 11
is a wafer chuck, 12 is a wafer stage, 13a, 1
3b is a relay lens, and the relay lens 13 and quick return mirror 14 constitute a part of a TTL optical system for detecting the relative positional relationship between the reticle 1 and the wafer 10 via the projection optical system 6.

第2図は、第1図の装置の電気回路構成を示す。FIG. 2 shows the electrical circuit configuration of the device of FIG.

同図の装置は、マイクロプロセッサ(MPLI)14、
リードオンリメモリ(ROM)15、ランダムアクセス
メモリ(RAM)16、レチクルステージドライバ17
、ウェハステージドライバ18、オート・アライメント
(AA)計測系19等を具備する。20はキーボードで
ある。
The device in the figure includes a microprocessor (MPLI) 14,
Read only memory (ROM) 15, random access memory (RAM) 16, reticle stage driver 17
, a wafer stage driver 18, an auto alignment (AA) measurement system 19, and the like. 20 is a keyboard.

M P Ll 14は、この装置におけるウェハの位置
合せおよびステップ送り等の動作を制御する。
M P Ll 14 controls operations such as wafer alignment and step feeding in this apparatus.

ROM15は、M P U 14の制御プログラムが格
納されている。
The ROM 15 stores a control program for the MPU 14.

RA M 16は、M P U 14が上記制御プログ
ラムを実行する際発生する各種データを一時記憶するた
めのもので、RA M 16の一部にはステップ送り量
を補正するためのアライメント補正値テーブルや、グロ
ーバル・アライメント移行用のグローバル・アライメン
ト・フラグ等のエリアが設けられている。
The RAM 16 is for temporarily storing various data generated when the MPU 14 executes the above control program, and a part of the RAM 16 includes an alignment correction value table for correcting the step feed amount. Areas such as a global alignment flag for global alignment transition are provided.

AA計測系19はTTL光学系を介して検出されるレチ
クル1上のアライメントマーク3およびウェハ10上の
各ショット用のアライメントマーク(不図示)からの反
射信号を基にレチクル1上のパターン像とウェハ10の
各ショットとの自動位置合せを行なうためのものである
The AA measurement system 19 determines the pattern image on the reticle 1 based on the reflection signals from the alignment mark 3 on the reticle 1 and the alignment marks (not shown) for each shot on the wafer 10 detected through the TTL optical system. This is for automatically aligning each shot of the wafer 10.

次に第1図の装置の動作を第3図のフローチャートに従
って説明する。ステップ31で図示しない既存の手段に
よりウェハチャック11に新たなウェハが搭載されると
、ステップ32では該ウェハを第1ショット位置に設定
する。すなわち、咳ウェハを、先ず、図示しないメカニ
カル・プリアライメント装置を介して、ウェハ10上の
アライメントマーク10a 、 10bが顕微鏡9a、
9bの視野内に入るように±0.1111111以下の
誤差で送り込み、ざらに、顕微119a、9bによるア
ライメントマーク10a、10b位置検出情報に基づい
て該ウェハ10を投影レンズ6下に±10μ以下の誤差
で送り込む。次にTTL光学系およびAA計測系19を
介して、ウェハ上の所定の2つのショット位置でこれら
のショットの位置検出を行ない、この検出結果からウェ
ハ全体のずれ量を検出する。このように2つのショット
で検出するのは特にウェハ全体の回転方向のずれ量Δθ
をより正確に測定するためである。上記位置検出を行な
ったショットと第1シヨツトとの位置関係は既知であり
、この位置関係と上記で検出されたずれ量とから第1シ
ヨツトへの送り込み量を知ることができる。ここで、一
般に、ウェハ全体の回転誤差はウェハチャック11を回
転して補正する。
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be explained according to the flowchart shown in FIG. When a new wafer is mounted on the wafer chuck 11 by existing means (not shown) in step 31, the wafer is set at the first shot position in step 32. That is, a cough wafer is first put through a mechanical pre-alignment device (not shown) so that the alignment marks 10a, 10b on the wafer 10 are aligned with the microscope 9a,
Roughly, the wafer 10 is placed under the projection lens 6 with an error of ±10 μ or less based on the position detection information of the alignment marks 10a, 10b by the microscopes 119a, 9b. Sent by error. Next, the positions of these shots are detected at two predetermined shot positions on the wafer via the TTL optical system and the AA measurement system 19, and the amount of deviation of the entire wafer is detected from the detection results. In this way, what is detected in two shots is especially the amount of deviation Δθ in the rotational direction of the entire wafer.
This is to measure more accurately. The positional relationship between the shot whose position has been detected and the first shot is known, and the feed amount to the first shot can be determined from this positional relationship and the amount of deviation detected above. Here, in general, rotation errors of the entire wafer are corrected by rotating the wafer chuck 11.

また、第1ショット位置への送り込みは、レーザ干渉計
7で測長しながら行なう。
Further, the feeding to the first shot position is performed while measuring the length with the laser interferometer 7.

次に、ステップ33では、各ショット位置におけるウェ
ハ上の焼付パターンと投影レンズ6によるレチクルの像
との重ね合せ誤差(ずれ)を検出する。ステップ34で
はこのずれをDとして所定のトレランスT1と比較する
。もしトレランス内であればステップ37に進む。一方
、トレランス外であればステップ35でオートアライメ
ント駆動を行ない、ステップ36でグローバル・アライ
メント・フラグGをリセットした後ステップ33へ戻る
。このオートアライメント駆動はX−Y方向をウェハス
テージ12により、また回転方向θの駆動をレチクルス
テージ2により行なう。ステップ37ではグローバル・
アライメント・フラグGを検査する。もしグローバル・
アライメント・フラグGがリセットされていれば現在は
ダイ・パイ・ダイ・アライメント中であるからステップ
38へ進み、一方、フラグGがセットされてグローバル
・アライメント中であればステップ38.39の処理を
飛び越してステップ40の焼付を行なう。
Next, in step 33, an overlay error (shift) between the printed pattern on the wafer and the reticle image formed by the projection lens 6 at each shot position is detected. In step 34, this deviation is set as D and compared with a predetermined tolerance T1. If it is within the tolerance, proceed to step 37. On the other hand, if it is outside the tolerance, auto-alignment drive is performed in step 35, and after resetting the global alignment flag G in step 36, the process returns to step 33. This auto-alignment drive is performed by the wafer stage 12 in the X-Y direction, and by the reticle stage 2 in the rotational direction θ. In step 37, the global
Check alignment flag G. If global
If the alignment flag G is reset, die-pie-die alignment is currently in progress, and the process proceeds to step 38. On the other hand, if the flag G is set and global alignment is in progress, steps 38 and 39 are executed. Skipping to step 40, printing is performed.

ダイ・パイ・ダイ・アライメント時、ステップ38では
レーザ干渉計の読みと最終重ね合せ誤差りとから位置合
せ実行後のショット位置座標を算出し、このショットに
おける焼付パターン位置の目標位置からの偏差Cl11
を求める。ステップ39では各ウェハの第mショットに
おける偏差Cll1の平均値を新たな補正値Q III
、pとして算出する。この新補正値Q III、l)は
現ショットの偏差Cmと前ウェハまでのこのショットで
の補正値Qm、p−1から次式0式%) により算出するようにしてもよい。また、このステップ
39では旧補正値Qm、p−1と新補正値Q m、pと
の差をΔQlとして算出する。ステップ40ではパター
ンの焼付を行なう。
During die-to-die alignment, in step 38, the shot position coordinates after alignment are calculated from the laser interferometer reading and the final overlay error, and the deviation Cl11 of the printed pattern position from the target position in this shot is calculated.
seek. In step 39, the average value of the deviation Cll1 in the m-th shot of each wafer is set as a new correction value QIII.
, p. This new correction value QIII,l) may be calculated from the deviation Cm of the current shot and the correction value Qm,p-1 of this shot up to the previous wafer using the following formula (%). Further, in this step 39, the difference between the old correction value Qm,p-1 and the new correction value Qm,p is calculated as ΔQl. In step 40, the pattern is printed.

ステップ41では1ウエハの全ショットについて焼付が
終了したか否かを判定する。もし終了していなければス
テップ42に進み、終了していればステップ45に進む
。ステップ42ではグローバル・アライメント・フラグ
Gを検査し、ウェハ10を次のショットへ送る方法を決
定する。すなわち、グローバル・アライメント・フラグ
Gがリセットされていればダイ・パイ・ダイ・アライメ
ント法で位置合せを行なっているときであるから、ステ
ップ43により次のショットの目標位置へステップ送り
し、グローバル・アライメント・フラグGがセットされ
てグローバル・アライメント法で位置合せを行なついる
ときは次のショットの目標位置から前述の補正値Qm、
pだけずらした位置へステップ送りする。この後再びス
テップ33へ戻り前述の処理を繰り返す。
In step 41, it is determined whether or not printing has been completed for all shots of one wafer. If the process has not been completed, the process proceeds to step 42; if it has been completed, the process proceeds to step 45. At step 42, the global alignment flag G is examined to determine how to advance the wafer 10 to the next shot. That is, if the global alignment flag G has been reset, alignment is being performed using the die-pie-die alignment method, so step feed is performed to the target position of the next shot in step 43, and the global alignment is performed. When alignment flag G is set and alignment is performed using the global alignment method, the above-mentioned correction value Qm,
Step feed to a position shifted by p. Thereafter, the process returns to step 33 and repeats the above-described process.

また、1ウエハの全ショットの焼付が終了したときは、
ステップ45へ進むが、このステップ45ではグローバ
ル・アライメント・フラグGを検査し、グローバル・ア
ライメント・フラグGがセットされていればステップ4
8へ進み、一方グローバル・アライメント・フラグGが
リセットされていればステップ46へ進む。ステップ4
6では全ショットについて前述のΔQIllが所定トレ
ランス下2内におさまっているか検査する。そして、す
べてのショットについてトレランス内であればステップ
41でグローバル・アライメント・フラグGをセットし
た後、一方、いずれかのショットについてトレランス外
となっているときはそのまま、ステップ48に進む。ス
テップ48では10ット分のウェハ全部について焼付が
終了したか否かチェックする。10ット分の処理が終了
していれば上述の一連の処理を終了する。1つのロット
分の処理が終了していないときは、ステップ31へ戻り
、新たなウェハについて上述の処理を行なう。
Also, when all shots of one wafer have been printed,
The process proceeds to step 45, in which the global alignment flag G is checked, and if the global alignment flag G is set, the process proceeds to step 4.
If the global alignment flag G has been reset, the process proceeds to step 46. Step 4
In step 6, it is checked whether the above-mentioned ΔQIll is within the predetermined tolerance 2 for all shots. Then, if all shots are within the tolerance, a global alignment flag G is set in step 41, and on the other hand, if any shot is outside the tolerance, the process directly proceeds to step 48. In step 48, a check is made to see if printing has been completed for all 10 tons of wafers. If the processing for 10 bits has been completed, the above-mentioned series of processing is completed. If the processing for one lot has not been completed, the process returns to step 31 and the above-described processing is performed on a new wafer.

次に1枚目のウェハからの処理順序を説明する。Next, the processing order starting from the first wafer will be explained.

ウェハをウェハチャックにセットし第1ショット位置に
セットする。当初のウェハは目標位置からの補正値は知
られていないのでグローバル・アライメント・フラグG
はリセットしたまま、ダイ・パイ・ダイ・アライメント
法で各ショットの位置合せおよび焼付を行なう。また、
位置合せの際、目標位置からのずれCIを求め、このず
れCIを補正値Qll、1とする。
The wafer is set on the wafer chuck and set at the first shot position. Since the initial wafer does not have a known correction value from the target position, the global alignment flag G
While remaining reset, each shot is aligned and printed using the die-pie-die alignment method. Also,
During alignment, a deviation CI from the target position is determined, and this deviation CI is set as a correction value Qll, 1.

2枚目のウェハについてもほぼ1枚目と同様に行なうが
、ステップ39ではメモリに記憶しである補正値QIm
と今回のずれ置針測値CIl+の平均値Ql、2を新た
な補正値として算出し記憶する。また、補正値Qm、1
とQ+n、2との差(ΔQlll)も算出する。その後
焼付を行ない、以下すべてのショットについて同様に行
なう。各ウェハについて先行工程で焼付けられたパター
ンの位置偏差の傾向が似ていれば、数枚のウェハを処理
した時点で補正値の変動分ΔQIlが小さくなってくる
。従って、1ウエハ終了毎にステップ46で全ショット
のΔQmをチェックし、これらがすべて所定のトレラン
スT2よりも小さいときは、ウェハ相互間で目標位置と
位置合せ後の位置とのずれのばらつきが小さいというこ
とを示すので、グローバル・アライメント・フラグGを
セットし、以後グローバル・アライメント法による位置
合せに移行する。
The process for the second wafer is almost the same as for the first wafer, but in step 39, the correction value QIm stored in the memory is
and the average value Ql,2 of the current offset needle position measurement value CIl+ is calculated and stored as a new correction value. Also, the correction value Qm, 1
The difference (ΔQlll) between and Q+n,2 is also calculated. After that, printing is performed, and the same process is performed for all subsequent shots. If the trends in the positional deviation of the patterns printed in the preceding process are similar for each wafer, the variation ΔQIl in the correction value will become smaller after processing several wafers. Therefore, every time one wafer is completed, the ΔQm of all shots is checked in step 46, and if they are all smaller than the predetermined tolerance T2, the variation in the deviation between the target position and the position after alignment between wafers is small. Since this is indicated, the global alignment flag G is set, and the alignment is then shifted to the global alignment method.

このグローバル・アライメント法ではステップ送りの際
、ウェハを目標位置から前述の算出した補正値だけずら
した位置へ移動させるための移動量を算出し、それに基
づいてステップ送りして焼付を行なう。
In this global alignment method, during step feeding, the amount of movement for moving the wafer from the target position to a position shifted by the above-described calculated correction value is calculated, and based on this, step feeding is performed to perform printing.

[実施変形例] なお、上述の実施例では補正値Q n+、pを各つ工へ
の同一ショットlにおける目標位置からの偏差Cl11
の平均値として求めたが、例えば一般式0式% のように測定枚数による重みづけを行なって補正値を算
出してもよい。この場合、R=1/Pとすれば補正値Q
 m、pは上記実施例と同様に偏差Cmの平均値である
、また、上述においてはx−Y軸方向の自己学習機能に
ついて説明したがθ方向の自己学習機能も同様にして付
与することができる。
[Variation of Implementation Example] In the above-described embodiment, the correction values Q n+, p are calculated as the deviation Cl11 from the target position in the same shot l for each workpiece.
Although the correction value was calculated as the average value of , the correction value may be calculated by weighting according to the number of measured sheets, for example, as in the general formula 0. In this case, if R=1/P, the correction value Q
m and p are the average values of the deviations Cm as in the above embodiment.Also, although the self-learning function in the x-Y axis direction has been described above, the self-learning function in the θ direction can also be provided in the same manner. can.

なお、上述の実施例ではグローバル・アライメント移行
後も各ショット位置で重ね合せ誤差がトレランス内であ
るか否かの確認を行なっているステップ33およびステ
ップ34については、スループットをさらに向上させる
ためにはこの確認を数ショットごとまたは数ウェハごと
に行なってもよく、または省略してしまってもよい。省
略したとぎは、以後、アライメント・マーク欠損等の理
由によりオート・アライメント不能のショットが存在し
てもめくら打ちで合せることが可能である。
Note that in the above embodiment, steps 33 and 34, in which it is checked whether the overlay error is within the tolerance at each shot position even after the transition to global alignment, are performed in order to further improve the throughput. This confirmation may be performed every few shots or every few wafers, or may be omitted. Even if there are shots that cannot be auto-aligned due to missing alignment marks or the like, the omitted shots can be aligned by blind hitting.

また、ダイ・パイ・ダイ・アライメント法で位置合せを
行なっているときも、ステップ40の焼付後、次のショ
ットへステップ送りする際、上記焼付目標位置を上記補
正値で補正した位置へ送るようにしてもよい。この場合
は、ステップ42およびステップ43の処理を削除する
ことになる。
Also, when alignment is performed using the die-pie-die alignment method, after the printing in step 40, when step feeding to the next shot, the printing target position is sent to the position corrected by the correction value. You can also do this. In this case, the processes of step 42 and step 43 will be deleted.

[発明の効果] 以上のように本発明によると、当初ダイ・パイ・ダイ・
アライメント法で処理しながら各ウェハの各ショット毎
の焼付目標位置からの偏差に基づいて前述した機差等に
よる各ショット(パターン)のずれの傾向やウェハプロ
セス工程によりウェハに与える影響の傾向を検知し、こ
の検知位置に基づいてショット位置補正値を算出すると
いう自己学習機能を有し、かつ、上記傾向を把握した後
は、この補正値により補正を加えたショット位置へステ
ップ送りするグローバル・アライメント法を実行するよ
うにしたため、スループットが高いというグローバル・
アライメント法の特徴に加え位置合せ精度を向上させる
ことができる。
[Effect of the invention] As described above, according to the present invention, initially
While processing using the alignment method, based on the deviation from the target printing position for each shot of each wafer, we detect the tendency of deviation of each shot (pattern) due to machine differences, etc., as described above, and the tendency of the influence on the wafer due to the wafer process process. It has a self-learning function that calculates a shot position correction value based on this detected position, and after grasping the above-mentioned tendency, it performs global alignment that steps forward to the shot position corrected using this correction value. The global model of high throughput is achieved by
In addition to the features of the alignment method, alignment accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の位置実施例に係る半導体露光装置の要
部概略図、 第2図は、第1図の装置の電気回路構成を示すブロック
図、 第3図は、第1図の装置の動作説明のためのフローチャ
ートである。 1ニレチクル、2ニレチクルステージ、3a、3bニレ
チクルのアライメントマーク、4a、4b:クイックリ
ターンミラー、5:縮小レンズ、6:投影光学系、7x
、7y :レーザ干渉計、10:ウェハ、12:ウェハ
ステージ、13: MPtJ、 16: RAM119
:オート・アライメント計測系。
1 is a schematic diagram of main parts of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a block diagram showing the electric circuit configuration of the apparatus of FIG. 1; and FIG. 3 is a diagram of the apparatus of FIG. 1. 3 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 1 reticle, 2 reticle stage, 3a, 3b alignment mark of doubleticle, 4a, 4b: quick return mirror, 5: reduction lens, 6: projection optical system, 7x
, 7y: laser interferometer, 10: wafer, 12: wafer stage, 13: MPtJ, 16: RAM119
:Auto alignment measurement system.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ステップ・アンド・リピート動作でレチクル上の実
素子パターン像を半導体ウェハ上の各ショット位置に順
次に焼付ける露光装置であって、少なくとも1回の焼付
け工程を経た一群のウェハの少なくとも当初のものにつ
いて該ウェハ上に焼付けられている複数のパターン像の
それぞれの焼付目標位置からの偏差を検出する手段と、
順次処理されるウェハについての上記各偏差に基づいて
ショット毎の焼付位置補正値を算出する第1の演算手段
と、 該各補正値を記憶するメモリ手段と、 上記補正値のウェハ毎の変動分を算出する第2の演算手
段と、 少なくとも該変動分が所定値以下となったとき上記各焼
付目標位置を上記補正値で補正した位置をショット位置
として上記ウェハのステップ送りを行なうステップ送り
制御手段と を具備することを特徴とする露光装置。 2、前記焼付目標位置からの偏差を検出する手段が、T
TLアライメント系とアライメント後のウェハ位置を計
測する測長手段とを含む特許請求の範囲第1項記載の露
光装置。
[Claims] 1. An exposure apparatus that sequentially prints an actual device pattern image on a reticle at each shot position on a semiconductor wafer by step-and-repeat operation, the group having undergone at least one printing process. means for detecting deviations from respective target printing positions of a plurality of pattern images printed on at least the original wafer;
a first calculating means for calculating a printing position correction value for each shot based on the above-mentioned deviations for sequentially processed wafers; a memory means for storing each of the correction values; and a variation of the above-mentioned correction value for each wafer. a step feed control means for step feeding the wafer by setting a position obtained by correcting each of the printing target positions by the correction value as a shot position when at least the variation becomes less than a predetermined value; An exposure apparatus comprising: 2. The means for detecting the deviation from the target burning position is T.
An exposure apparatus according to claim 1, comprising a TL alignment system and a length measuring means for measuring the position of the wafer after alignment.
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US07/237,620 US4843563A (en) 1985-03-25 1988-08-24 Step-and-repeat alignment and exposure method and apparatus
US07/337,654 US4910679A (en) 1985-03-25 1989-04-13 Step-and-repeat alignment and exposure method and apparatus

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6092031A (en) * 1997-01-06 2000-07-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Alignment correction method and semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6092031A (en) * 1997-01-06 2000-07-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Alignment correction method and semiconductor device

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