JPH065488A - Lithography method and aligner used in said method - Google Patents
Lithography method and aligner used in said methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子や液晶表示素
子等を製造する際のリソグラフィ方法、及びそのリソグ
ラフィ法で使われる露光装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithography method for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device and the like, and an exposure apparatus used in the lithography method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体素子や液晶表示素子等を製
造する過程で、マスク基板（レチクル）上の回路パター
ンを感光基板（ウェハ、ガラスプレート）上のレジスト
層に高精度に転写する技術、いわゆるリソグラフィ技術
が重要度を増し、特にサブミクロン領域の線幅のパター
ンを忠実に解像し、かつ異なる層（レイヤー）間での重
ね合わせ精度を線幅の数分の１程度以下に押えた露光装
置が要求されてきている。2. Description of the Related Art In recent years, in the process of manufacturing semiconductor devices, liquid crystal display devices, etc., a technique for accurately transferring a circuit pattern on a mask substrate (reticle) to a resist layer on a photosensitive substrate (wafer, glass plate), The so-called lithographic technology has become more important, in particular, it faithfully resolves line width patterns in the submicron region, and suppresses the overlay accuracy between different layers to a fraction of the line width or less. An exposure apparatus is required.
【０００３】さらに、素子の製造現場では量産性を高め
るために、複数台（場合によっては２０台程度）の露光
装置が１種類のデバイスの製造ラインに使われる。多く
の場合、複数台の露光装置は、互いに重ね合わせすべき
複数の層の夫々の露光のために使われ、１台の露光装置
であるデバイスの全ての層の露光を行なうように製造ラ
インを組むことは極めて希である。Further, in order to improve the mass productivity at the element manufacturing site, a plurality of (approximately 20 in some cases) exposure apparatuses are used in the manufacturing line for one type of device. In many cases, a plurality of exposure apparatuses are used for exposure of each of a plurality of layers to be superimposed on each other, and a manufacturing line is configured to perform exposure of all layers of a device that is one exposure apparatus. Teaming is extremely rare.
【０００４】同一デバイスの層毎に、別の露光装置を使
う場合、同一メーカー、同一スペックの露光装置と言え
ども、プロセス上で問題になり得る程度の号機差が発生
する。この号機差は、露光装置固有のくせとでも言うべ
きものであって、通常、製造ラインでは号機差が十分に
小さい露光装置を揃えて使用している。すなわち号機間
マッチングが十分に良好な露光装置を選んで、製造ライ
ンに投入している。露光装置が、同一メーカーの同一機
種であれば、ほぼ似たような傾向（くせ）をもつので、
号機間マッチングは比較的容易に所望の規格で得られ
る。しかしながら、メーカーが異なったり、あるいは同
一メーカーでも機種が異なったりすると、号機間マッチ
ングは２台の間でもなかなか得られないこともある。従
来の号機間マッチングの１つの方法は、例えば特開昭６
２−２４６２４号公報又は特開昭６２−７１２９号公報
に開示されているように、投影露光装置で問題となる倍
率誤差とディストーション（投影像の歪曲収差）とに関
して、コンピュータシミュレーション的（演算）に最適
な重ね合わせが達成される状態を模索することで行なわ
れた。その従来の方法では、重ね合わせ露光する２台の
投影露光装置（ステッパー）のディストーション・デー
タを投影露光する領域内でシミュレーションし、最も重
ね合わせが良好になるように投影光学系の倍率を微調し
たり、重ね合わせすべきマスク（レチクル）とウェハと
の相対位置をアライメント位置から微小量ずらしたりし
ている。When different exposure apparatuses are used for different layers of the same device, even if the exposure apparatuses are of the same manufacturer and have the same specifications, there will be a machine-difference that may cause a problem in the process. This machine-to-machine difference can be said to be a peculiarity of the exposure apparatus, and normally, in the production line, the exposure apparatuses having a sufficiently small machine-to-machine difference are aligned and used. In other words, an exposure apparatus that has sufficiently good matching between machine numbers is selected and put into the production line. If the exposure equipment is the same model of the same manufacturer, it has a similar tendency (habit).
Matching between machine numbers can be obtained with a desired standard relatively easily. However, if the manufacturers are different, or if the models of the same manufacturer are different, it may be difficult to obtain matching between two machines. One conventional method for matching between machine numbers is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 24-24624 or Japanese Patent Laid-Open No. 62-7129, a computer simulation (calculation) can be performed on a magnification error and a distortion (a distortion aberration of a projected image) which are problems in a projection exposure apparatus. It was done by searching for the condition where the optimum superposition was achieved. In the conventional method, the distortion data of two projection exposure apparatuses (steppers) that perform overlay exposure are simulated in the area where the projection exposure is performed, and the magnification of the projection optical system is finely adjusted to obtain the best overlay. Alternatively, the relative position between the mask (reticle) to be superposed and the wafer is slightly shifted from the alignment position.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法においては、専ら投影光学系の倍率、ディストーショ
ンという装置固有のパラメータを、２台の露光装置間で
比較することにとどまり、マスク上に形成された回路パ
ターンの製造誤差、例えば回路パターン領域全体のサイ
ズ誤差、全体形状の歪曲誤差等に関しては無視されてい
た。さらに従来の方法では、ウェハ等の感光基板上に形
成された回路パターン（ショット）が、どのような素情
のステッパーで露光されたのかが、予めわかっているこ
とが必要であった。However, in the conventional method, the parameters unique to the apparatus, such as the magnification and the distortion of the projection optical system, are compared between the two exposure apparatuses, and they are formed on the mask. The manufacturing error of the circuit pattern, for example, the size error of the entire circuit pattern area, the distortion error of the entire shape, and the like have been ignored. Further, in the conventional method, it is necessary to know in advance what kind of raw stepper the circuit pattern (shot) formed on the photosensitive substrate such as a wafer was exposed to.
【０００６】すなわち、３台以上の複数のステッパーで
ラインが組まれているとき、あるウェハ（通常ロットで
管理される）のｎ層目の露光に使ったステッパーと、ｎ
＋１層目の露光に使うステッパーとを、ウェハのロット
管理のデータとして保存していかなければならないこと
になる。またデバイス製造にあたっては、常にｎ層目と
ｎ＋１層目との回路パターン同志のマッチングを最良に
するとは限らず、場合によってはｎ−１層目とｎ＋１層
目とを最良の重ね合わせ精度でマッチングさせることも
ある。That is, when a line is formed by a plurality of steppers of three or more, a stepper used for exposing the nth layer of a certain wafer (usually managed in a lot), and n
The stepper used for the exposure of the + 1st layer and the lot management data of the wafer must be stored. Further, in device manufacturing, the matching of the circuit patterns of the nth layer and the n + 1th layer is not always the best, and in some cases, the n-1st layer and the n + 1th layer are matched with the best overlay accuracy. Sometimes you can
【０００７】このような場合、従来の方法のままでは、
ウェハロット毎に第１層から最終層（メモリＩＣ等では
２０層程度）までに使用する各ステッパーの履歴（使用
した号機のＩＤ番号等）を対応付けるデータベースが必
要になり、ウェハロット管理がそれだけ繁雑になるとい
った問題がある。さらに先に述べたように、各層毎のマ
スクパターンの製造誤差を、重ね合わせ精度の向上のた
めに考慮するとなると、使用するステッパーの号機番号
（すなわちディストーション特性等）と、それに装着さ
れるマスクのパターン製造誤差の特性とをさらに対応付
けるためのデータ・ベースが必要となる。In such a case, if the conventional method is used,
A database that associates the history of each stepper (the ID number of the used machine, etc.) used from the first layer to the final layer (about 20 layers in a memory IC etc.) for each wafer lot becomes necessary, and the wafer lot management becomes so complicated. There is such a problem. Further, as described above, when considering the manufacturing error of the mask pattern for each layer in order to improve the overlay accuracy, the number of the stepper to be used (that is, distortion characteristics, etc.) and the mask attached to it A data base for further associating with the characteristics of pattern manufacturing error is required.
【０００８】そこで本発明は、複数台の露光装置を使っ
たリソグラフィ工程において、各層毎のマッチング（重
ね合わせ）精度を簡単な手法で高められるリソグラフィ
方法、及びそれに使用される露光装置を提供することを
目的とする。Therefore, the present invention provides a lithographic method capable of enhancing the matching (overlaying) accuracy of each layer by a simple method in a lithographic process using a plurality of exposure apparatuses, and an exposure apparatus used therefor. With the goal.
【０００９】[0009]
【課題を解決する為の手段】そこで本発明による１つの
リソグラフィ方法においては、複数層の夫々の回路パタ
ーンに対応した各マスクパターンを、それぞれ複数枚の
マスク基板（レチクルＲ）上に作成するとき、マスクパ
ターンの製造誤差（パターン領域全体の伸縮量、領域全
体の形状の歪み量等）に関する情報パターンを、感光基
板（ウェハＷ）へ転写可能な形体で作成する工程（レチ
クル作成工程）と、製造ライン内の複数台の露光装置の
うちの１台に、複数枚のマスク基板のうちの１枚を装着
して感光基板を露光するとき、当該露光装置の固有のパ
ラメータに関する情報パターンを、当該マスク基板上の
情報パターンとともに感光基板の一部へ露光する工程
（転写工程）とを設ける。その転写工程の後、露光それ
た感光基板を現像して、ある層のプロセスを実行した
後、再びレジストを塗布した感光基板を、ある露光装置
に装着して重ね合わせ露光するが、その際に少なくとも
以下の工程を実行する。すなわち、感光基板に形成され
たマスクパターンの製造誤差に関する情報パターンと、
先に使用した露光装置の固有パラメータに関する情報パ
ターンとを読み取ることによって、重ね合わせ露光に使
用する露光装置の固有パラメータを調整する工程を実行
する。この調整工程での露光装置の具体的な調整は、従
来技術に示された手法（倍率補正、ずらし露光等）以外
に、投影光学系内のレンズエレメント（又はミラーエレ
メント）の部分的な可動調整、レチクルとウェハとの相
対的な傾斜補正（レベリング）等も有効である。Therefore, in one lithographic method according to the present invention, when each mask pattern corresponding to each circuit pattern of a plurality of layers is formed on a plurality of mask substrates (reticles R), respectively. , A step (reticle creating step) of creating an information pattern related to a mask pattern manufacturing error (amount of expansion / contraction of the entire pattern area, amount of distortion of the shape of the entire area, etc.) in a form transferable to the photosensitive substrate (wafer W), When one of the plurality of mask substrates is attached to one of the plurality of exposure devices in the manufacturing line to expose the photosensitive substrate, the information pattern regarding the unique parameters of the exposure device is A step of exposing a part of the photosensitive substrate together with the information pattern on the mask substrate (transfer step) is provided. After the transfer step, the exposed photosensitive substrate is developed, a process for a certain layer is performed, and then the photosensitive substrate coated with the resist is mounted on a certain exposure apparatus and is overlaid and exposed. At least the following steps are executed. That is, an information pattern relating to the manufacturing error of the mask pattern formed on the photosensitive substrate,
The step of adjusting the peculiar parameter of the exposure apparatus used for overlay exposure is executed by reading the information pattern relating to the peculiar parameter of the exposure apparatus used previously. The specific adjustment of the exposure apparatus in this adjustment step is not only the method shown in the prior art (magnification correction, offset exposure, etc.) but also partial movable adjustment of the lens element (or mirror element) in the projection optical system. , Relative tilt correction (leveling) between the reticle and the wafer is also effective.
【００１０】また本発明による特定の露光装置において
は、感光基板を保持するステージ（ウェハステージ２
５）と、第１の回路パターンを有するマスク基板（レチ
クルＲ 1 〜Ｒm ）を保持するホルダー（レチクルステー
ジ）と、マスク基板の第１の回路パターンを照明して感
光基板へ露光するための照明光と、感光基板とマスク基
板との相対的な位置決め手段とを有する装置を前提とし
ている。In a specific exposure apparatus according to the present invention,
Is a stage for holding the photosensitive substrate (wafer stage 2
5) and a mask substrate (reticle) having the first circuit pattern.
Curu R 1~ Rm) Holder (reticle stay
Di) and illuminate the first circuit pattern on the mask substrate.
Illumination light for exposing the optical substrate, the photosensitive substrate and the mask substrate
Assuming a device having positioning means relative to the plate
ing.
【００１１】そして本発明においては、第１の回路パタ
ーンに関する情報パターン（ＩＤコード等）を、照明系
からの光とほぼ同じ特性の光を用いて感光基板上の一部
に露光するマスク情報露光手段と、使用している露光装
置を識別するための装置情報に関するパターン（ＩＤコ
ード等）を、照明系からの光とほぼ同じ特性の光を用い
て感光基板上の一部に露光する装置情報露光手段と、感
光基板の一部に形成されたマスク情報のパターンと装置
情報のパターンとを検出する検出手段と、検出されたマ
スク情報と装置情報とに基づいて感光基板に形成された
第１の回路パターンと重ね合わせ露光すべき第２の回路
パターンの重ね合わせ状態を最適にするために、露光装
置の装置パラメータを調整する調整手段とを設けるよう
にした。In the present invention, mask information exposure for exposing a part of the photosensitive substrate with an information pattern (ID code or the like) relating to the first circuit pattern by using light having substantially the same characteristics as light from the illumination system. Device and a pattern (ID code, etc.) relating to the device information for identifying the exposure device being used are exposed on a part of the photosensitive substrate using light having substantially the same characteristics as the light from the illumination system. An exposing unit; a detecting unit for detecting a mask information pattern and a device information pattern formed on a part of the photosensitive substrate; and a first unit formed on the photosensitive substrate based on the detected mask information and the device information. In order to optimize the superposition state of the second circuit pattern to be superposed and overlaid with the circuit pattern of No. 3, an adjusting means for adjusting the device parameter of the exposure apparatus is provided.
【００１２】[0012]
【作用】本発明においては、感光基板上の一部にレチク
ルのパターンの製造誤差の情報、又はそのレチクルのＩ
Ｄコード等を形成するとともに、そのレチクルを露光す
る露光装置の装置固有パラメータの情報、又はその装置
のＩＤコード等を形成するようにし、その感光基板に対
して重ね焼きする露光装置は、感光基板上の各情報（又
はＩＤコード）を読み取って、これから重ね焼きするパ
ターンと感光基板上のパターンとの重ね合わせが精度が
最も良好になるように、装置パラメータを調整するよう
にした。このため、感光基板上に形成されたパターンの
形状歪みや配置誤差を、そのパターンの露光時の露光装
置の特性（ディストーション、倍率等）と、そのパター
ン自体のレチクル上での形状歪みとの両方を考慮して高
精度に特定することができる。In the present invention, information on the manufacturing error of the reticle pattern or the I of the reticle is formed on a part of the photosensitive substrate.
An exposure apparatus that forms a D code and the like, information of device-specific parameters of an exposure apparatus that exposes the reticle, or an ID code of the apparatus that is overprinted on the photosensitive substrate is a photosensitive substrate. The above information (or ID code) is read, and the device parameters are adjusted so that the pattern to be overprinted from now on and the pattern on the photosensitive substrate are superposed with each other with the highest precision. Therefore, the shape distortion and the placement error of the pattern formed on the photosensitive substrate are determined by the characteristics of the exposure apparatus at the time of exposure of the pattern (distortion, magnification, etc.) and the shape distortion of the pattern itself on the reticle. Can be specified with high accuracy.
【００１３】さらに本発明では、感光基板上に使用した
レチクルと使用した露光装置との情報が蓄積されていく
ので、今までに重ね合わせ露光されてきた複数の層のう
ち任意の層が、どのような形状歪みで形成されているか
がただちに特定でき、これから重ね焼きすべき層のパタ
ーンをどのような形状に調整すればよいかが容易に特定
できる。Further, according to the present invention, since information on the reticle used and the exposure apparatus used is accumulated on the photosensitive substrate, any layer among a plurality of layers which have been subjected to overlay exposure so far can be used. It is possible to immediately specify whether the pattern is formed by such shape distortion, and it is possible to easily specify what kind of shape the pattern of the layer to be overbaked should be adjusted.
【００１４】[0014]
【実施例】本発明の具体的な構成例を説明する前に、本
発明のシーケンスについて図１を参照して述べる。この
図１中の各ブロックは、ある機能を達成するための機能
モジュールとして表示したものであって、必ずしも具体
的な装置（ステッパー、測定機等）と１対１に対応して
はいない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing a concrete configuration example of the present invention, the sequence of the present invention will be described with reference to FIG. Each block in FIG. 1 is displayed as a functional module for achieving a certain function, and does not necessarily correspond to a specific device (stepper, measuring machine, etc.) in a one-to-one correspondence.
【００１５】さて、図１においてＳ1 、Ｓ2 ……Ｓn は
ｎ台の露光装置を表わし、各露光装置（以後、ステッパ
ーとする）Ｓ1 、Ｓ2 ……Ｓn はラインの立ち上げ時に
ディストーション計測モジュール４によって、投影光学
系のディストーションにより生ずる像歪みの誤差特性を
計測される。このディストーション計測モジュール４
は、テストレチクル上のチャートパターンをダミーウェ
ハ上に試し焼きし、そのウェハを現像して得られるレジ
ストパターンの位置を計測し、テストレチクル上のチャ
ートパターンの位置と比較することで、倍率誤差による
像の微小伸縮や像歪み（歪曲収差）を定量的とに求める
方式、又は特開昭５９−９４０３２号公報に開示されて
いるように、ステッパーのウェハステージ上に設けられ
たスリット付の光電センサーを使って、テストレチクル
のチャートパターンの投影像の位置を計測し、チャート
パターンの設計位置との比較（差）によって求める方式
（自己計測方式）等が採用される。[0015] Now, S 1, S 2 ...... S n represents the n number of the exposure apparatus in FIG 1, the exposure apparatus (hereinafter, a stepper) S 1, S 2 ...... S n is the launch of the line Sometimes, the distortion measuring module 4 measures the error characteristic of the image distortion caused by the distortion of the projection optical system. This distortion measurement module 4
Is a test pattern printed on a dummy wafer on a test reticle, the position of the resist pattern obtained by developing the wafer is measured, and the result is compared with the position of the chart pattern on the test reticle. Method for quantitatively obtaining the minute expansion and contraction and image distortion (distortion aberration), or a photoelectric sensor with a slit provided on the wafer stage of a stepper as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-94032. A method (self-measuring method) of measuring the position of the projected image of the chart pattern of the test reticle and obtaining it by comparison (difference) with the design position of the chart pattern is adopted.
【００１６】こうして、ディストーション計測モジュー
ル４で計測された各ステッパー毎のディストーションの
特性データ（投影光学系のイメージフィールド内に設定
した理想格子点の夫々での２次元の位置ずれ量データ）
は、各ステッパーを識別するためのＩＤコードとともに
データ記憶管理モジール３に送信される。一方、これら
のステッパー群Ｓ1 〜Ｓn で使用されるｍ枚のレチクル
Ｒ1 、Ｒ 2 ……Ｒm は、ステッパーへ装着する以前に、
製造誤差計測モジュール５によって、回路パターン領域
の全体的な形状歪み、全体的な伸縮量、あるいはレチク
ルアライメントマークと回路パターン領域との位置関係
等が計測されている。その計測データはｍ枚のレチクル
Ｒ1 〜Ｒm を識別するためのＩＤコードとともにデータ
記憶管理モジール３に送信される。メインコンピュータ
（ミニコン、もしくは製造ラインを統括的に管理してい
る大型コンピュータ）１は、データ記憶管理モジール３
に蓄積された各種データを演算処理したり、解析処理し
たりし、その結果を各ステッパーＳ1 〜Ｓn の夫々へオ
ン・ライン（ＧＰ−ＩＢ、ＲＳ２３２Ｃ、又はＬＡＮ
等）で送出するとともに、各ステッパーＳ1 〜Ｓn 間で
の情報交換も行なうようになっている。Thus, the distortion measuring module
Distortion of each stepper measured in Le 4
Characteristic data (set in the image field of the projection optical system)
(Two-dimensional displacement data of each ideal grid point)
Together with an ID code to identify each stepper
Sent to the data storage management module 3. On the other hand, these
Stepper group S1~ SnM reticles used in
R1, R 2...... RmBefore mounting on the stepper,
With the manufacturing error measuring module 5, the circuit pattern area
Overall shape distortion, overall expansion or contraction, or reticle
Position relationship between the alignment mark and the circuit pattern area
Etc. are measured. The measurement data is m reticles.
R1~ RmData with ID code for identifying
It is transmitted to the memory management module 3. Main computer
(Minicomputer or manufacturing line
Large computer) 1 is a data storage management module 3
The various data accumulated in is processed and analyzed.
Or the result of each stepper S1~ SnTo each of the
Line (GP-IB, RS232C, or LAN
Etc.) and send each stepper S1~ SnBetween
It is also designed to exchange information.
【００１７】また各ステッパーＳ1 〜Ｓn 内には、レチ
クルＲ1 〜Ｒm の夫々に形成されているＩＤコード（バ
ーコード）を読み取って、そのＩＤ情報を露光すべきウ
ェハ上の一部に転写するレチクル識別情報書き込み機能
と、そのステッパー自体のＩＤ情報をウェハ上の一部に
転写するステッパー識別情報書き込み機能とが設けら
れ、さらにウェハ上に形成されたレチクルＩＤ情報とス
テッパーＩＤ情報とを読み取るＩＤ情報読み取り機能が
設けられている。Further, in each of the steppers S 1 to S n , an ID code (bar code) formed on each of the reticles R 1 to R m is read, and the ID information is partially exposed on the wafer. And a stepper identification information writing function for transferring the ID information of the stepper itself to a part of the wafer. Further, the reticle ID information and the stepper ID information formed on the wafer are provided. Is provided with an ID information reading function.
【００１８】また図１において、メインコンピュータ１
は、テイトレチクル（又はデバイスレチクル）に計測さ
れたバーニアマークのウェハ上での重ね合わせ状態（位
置ずれ量）等を計測するバーニア読み取りモジュール２
からのデータを解析して、２つの層間での重ね合わせ精
度、像歪みの程度等を分析し、ステッパーが精度よく、
アライメントを実行しているか否かを判断する。そして
メインコンピュータ１は、読み取りモジュル２からのデ
ータの解析の結果、各ステッパーＳ1 〜Ｓn へ最適なア
ライトメントオフセット量を設定したり、倍率補正量を
設定したりする。Further, in FIG. 1, the main computer 1
Is a vernier reading module 2 for measuring the overlay state (positional deviation amount) of the vernier marks measured on the tait reticle (or device reticle) on the wafer.
The data from the data are analyzed to analyze the overlay accuracy between two layers, the degree of image distortion, etc.
Determine if alignment is being performed. Then, the main computer 1 sets the optimum amount of alignment offset or sets the magnification correction amount for each of the steppers S 1 to S n as a result of the analysis of the data from the reading module 2.
【００１９】さて、実際の露光工程にあたって、各ステ
ッパーＳ1 〜Ｓn は工程（層）毎にレチクル（Ｒ1 〜Ｒ
m ）を装着した場合、レチクルＩＤ読み取り機構によっ
てレチクルを識別し、ステッパーＩＤ情報とともにメイ
ンコンピユータ１へ送信する。さらに各ステッパーＳ1
〜Ｓn で処理すべきウェハ上に前工程で焼き付けられた
ＩＤ情報パターンを、ＩＤ情報読み取り機能によって検
出し、その情報（コードパターン等）をメインコンピユ
ータ１へ送信する。In the actual exposure process, the steppers S 1 to S n are reticles (R 1 to R n ) for each process (layer).
m ) is attached, the reticle is identified by the reticle ID reading mechanism and transmitted to the main computer 1 together with the stepper ID information. Furthermore, each stepper S 1
The ID information pattern printed in the previous step on the wafer to be processed by S n is detected by the ID information reading function, and the information (code pattern or the like) is transmitted to the main computer 1.
【００２０】メインコンピユータ１はそれらの各情報を
受信して、現工程で使われるレチクルとステッパーとの
各ＩＤ情報と、現工程で処理されるウェハの前工程で使
用されたレチクルとステッパーの各ＩＤ情報とに基づい
て、それらの各ＩＤに対応したデーダをデータ記憶管理
モジュール３から読み出す。そしてメインコンピユータ
１で、読み出された各データを解析して、ディストーシ
ョン、レチクル製造誤差に起因してウェハ上で生じる像
歪み（ショット領域の歪み）のデータを、現工程、及び
前工程に対して作成し、マッチング精度が最も高くなる
様に、現工程で使われるステッパーの各種の位置オフセ
ット量、倍率補正量、ディストーション補正量等が求め
られる。さらに各工程で使われているウェハ上のアライ
メントマークの位置も、前工程のステッパーのディスト
ーションやレチクル製造誤差によって歪んでいるため、
メインコンピユータ１はマーク位置に関する誤差量も求
め、現工程で発生すると考えられる誤差として、前述の
オフセット量に加え、各種補正量とともに該当するステ
ッパーへそれらのデータを送信する。The main computer 1 receives the respective information, and ID information of the reticle and stepper used in the current process, and the reticle and stepper used in the previous process of the wafer processed in the current process. Based on the ID information, the data corresponding to each ID is read from the data storage management module 3. Then, the main computer 1 analyzes each read data, and obtains image distortion (shot area distortion) data generated on the wafer due to distortion and reticle manufacturing error with respect to the current process and the previous process. The position offset amount, magnification correction amount, distortion correction amount, etc. of the stepper used in the current process are calculated so that the matching accuracy becomes highest. Furthermore, the position of the alignment mark on the wafer used in each process is also distorted by the distortion of the stepper in the previous process and the reticle manufacturing error.
The main computer 1 also obtains an error amount related to the mark position, and as an error that is considered to occur in the current process, in addition to the above-described offset amount, sends the data together with various correction amounts to the corresponding stepper.
【００２１】データを受信したステッパーは、露光時に
倍率やディストーションを補正し、決定されたオフセッ
ト量を加えて現工程のウェハをステップアンドリピート
方式で露光する。そしてそのウェハに対して回路パター
ンの露光が完了した時点で、ステッパーは使用したレチ
クルＩＤ情報とステッパーＩＤ情報とを、そのウェハの
ストリートライン内、又は周辺の欠けショットとなる領
域をつぶして焼き付ける。この際、ステッパーＩＤ情報
とともにその工程で処した倍率補正量やディストーショ
ン補正量のデータも、ウェハの一部に焼き付けられるよ
うにしておくとよい。このようなデータの焼き付けは、
以後補正データ書き込み機能と呼ぶことにする。この補
正データはそのウェハを管理する点で有効なものである
が、必ずしもウェハ上に焼き付ける必要はない。しかし
ながらウェハに加えられた熱処理等でウェハが伸縮する
ことによる歪みの発生の度合、アライメントマークのウ
ェハ上での位置誤差量、あるいはマーク検出時に生じる
アライメントセンサーの計測誤差量等を後の工程で参照
する場合は極めて有効なデータとなる。Upon receiving the data, the stepper corrects the magnification and distortion at the time of exposure, adds the determined offset amount, and exposes the wafer in the present process by the step-and-repeat method. Then, when the exposure of the circuit pattern on the wafer is completed, the stepper smashes the used reticle ID information and stepper ID information by crushing the area which becomes a defective shot in or around the street line of the wafer. At this time, the data of the magnification correction amount and the distortion correction amount processed in the step together with the stepper ID information may be printed on a part of the wafer. Such data burning is
Hereinafter, it will be referred to as a correction data writing function. This correction data is effective in controlling the wafer, but it is not always necessary to print it on the wafer. However, refer to the degree of distortion caused by the expansion and contraction of the wafer due to heat treatment applied to the wafer, the position error amount of the alignment mark on the wafer, or the measurement error amount of the alignment sensor that occurs when the mark is detected in later steps. If so, the data will be extremely effective.
【００２２】図２は、本発明の実施例によるリソグラフ
ィ方法が適用される半導体製造ラインの全体的な構成の
一例を示す斜視図である。図２において製造ライン全体
を統括的に管理するホストコンピュータＨＣＯＭは、製
造すべき品種に応じた各種情報（使用ステッパー、使用
レチクル、ウェハプロセス等を、群管理すべき複数台の
ステッパーＥＸＰ1 、ＥＸＰ2 、ＥＸＰ3……のデータ
を管理するデータプロセッサＤＰへ送出する。このデー
タ・プロセッサＤＰは、パーソナルコンピュータＰＣ等
の制御のもとで、各ステッパーＥＸＰ1 、ＥＸＰ2 、Ｅ
ＸＰ3 の各コンピュータＭＣＳ１、ＭＣＳ２、ＭＣＳ３
との間でコミュニケーションを取るように構成される。
またデータ・プロセッサーＤＰ内には、図１に示したデ
ータ管理記憶モジュール３とメインコンピュータ１とに
相当する機能が含まれている。さらにデータ・プロセッ
サーＤＰはレチクルパターンの製造誤差を計測する測定
装置ＭＤからの各種情報を通信回線等を介して入力し、
内部のデータ管理記憶モジュール４で保管する。この測
定装置ＭＤは図１中のレチクル製造誤差計測モジュール
５に相当する。また多数枚のレチクルを保管して、必要
なものを専用のレチクルケースに収納した形でアクセス
可能としたレチクル保管装置ＲＳＳが設けられる。この
保管装置ＲＳＳには、選ばれた１枚のレチクルをレチク
ルケース内に自動的に収納する搬送制御系ＨＣが設けら
れる。制御系ＨＣにはデータ・プロセッサーＤＰとコミ
ュニケーションを取ったり、レチクルの選択搬送を制御
したりするコンピュータが内蔵されている。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the overall structure of a semiconductor manufacturing line to which the lithography method according to the embodiment of the present invention is applied. In FIG. 2, a host computer HCOM that comprehensively manages the entire manufacturing line is equipped with a plurality of steppers EXP 1 and EXP for group management of various information (used steppers, used reticles, wafer processes, etc.) according to the product type to be manufactured. 2 , the data of EXP 3 ... Is sent to the data processor DP that manages the data processor DP. Under the control of the personal computer PC, etc., each of the steppers EXP 1 , EXP 2 , E.
XP 3 computers MCS1, MCS2, MCS3
Configured to communicate with.
Further, the data processor DP includes functions corresponding to the data management storage module 3 and the main computer 1 shown in FIG. Further, the data processor DP inputs various information from the measuring device MD for measuring the manufacturing error of the reticle pattern via a communication line or the like,
It is stored in the internal data management storage module 4. This measuring device MD corresponds to the reticle manufacturing error measuring module 5 in FIG. Further, there is provided a reticle storage device RSS that stores a large number of reticles and allows them to be accessed in a form in which necessary items are stored in a dedicated reticle case. The storage device RSS is provided with a transfer control system HC that automatically stores one selected reticle in the reticle case. The control system HC has a built-in computer for communicating with the data processor DP and controlling the selective transportation of the reticle.
【００２３】さて、図２に示したステッパーＥＸＰ1 、
ＥＸＰ2 、ＥＸＰ3 内には、それぞれ使用すべきレチク
ルの複数枚と、ディストーション誤差や倍率誤差等をチ
ェックするためのテストレチクルとを収納したレチクル
・ライブラリーが設けられている。このレチクル・ライ
ブラリーはステッパー内の各コンピュータ（ＭＣＳ１、
ＭＣＳ２、ＭＣＳ３）によって制御され、指定された１
枚のレチクルが露光のために投影光学系の物体側のレチ
クル・ホルダーに装着される。尚、各ステッパーＥＸＰ
1 、ＥＸＰ2 、ＥＸＰ3 ……のレチクル・ライブラリー
へ装着すべきレチクルは、製造ラインの立ち上げ時にレ
チクル保管装置ＲＳＳ（及び制御系ＨＣ）でケース単位
で用意され、そのケース単位で各ステッパーのレチクル
・ライブラリーへ装着される。レチクルケースのライブ
ラリーへの装着はオペレータが実行してもよいし、工場
内の無人搬送ロボットで実行してもよい。Now, the stepper EXP 1 shown in FIG.
Each of EXP 2 and EXP 3 is provided with a reticle library containing a plurality of reticles to be used and a test reticle for checking a distortion error, a magnification error, and the like. This reticle library is installed in each computer (MCS1, MCS1,
1 designated by MCS2, MCS3)
A reticle is mounted on the reticle holder on the object side of the projection optical system for exposure. In addition, each stepper EXP
Reticles to be mounted on the reticle library of 1 , EXP 2 , EXP 3, ... Are prepared in case units by the reticle storage device RSS (and control system HC) at the time of starting the production line, and each stepper is prepared in each case unit. Is installed in the reticle library. The reticle case may be attached to the library by an operator or by an unmanned transfer robot in a factory.
【００２４】ただし、本実施例においては、各ステッパ
ーのライブラリーへレチクルを装着する前に、全てのレ
チクルの製造誤差を測定装置ＭＤで計測し、レチクル製
造誤差に関するデータがレチクルＩＤ情報とともにデー
タ・プロセッサーＤＰのデータ管理記憶モジュール３に
記憶されているものとする。またラインを組む複数台の
ステッパーの各投影光学系のディストーション・データ
は、データ・プロセッサＤＰに記憶されるが、ディスト
ーション・データの測定方法としては、テスト・レチク
ルを用いてダミーウェハ上に試し焼きを行ない、露光さ
れたウェハを現像して得られるチャートパターンのレジ
スト像の位置関係を、ステッパー自身のアライメントセ
ンサー、あるいは別の専用の測定装置を用いて計測する
手法、あるいはステッパーのウェハステージ上に設けた
受光スリットを、テストレチクルのチャートパターンの
投影像に対して走査し、チャートパターンの投影点の位
置をウェハステージ用のレーザ干渉計（測長器）で計測
する手法等が知られている。However, in this embodiment, the manufacturing error of all the reticles is measured by the measuring device MD before mounting the reticles to the library of each stepper, and the data relating to the reticule manufacturing error is stored as data together with the reticle ID information. It is assumed to be stored in the data management storage module 3 of the processor DP. Further, the distortion data of each projection optical system of a plurality of steppers that form a line is stored in the data processor DP. As a method of measuring the distortion data, a test reticle is used to perform trial baking on a dummy wafer. Performed and measured the positional relationship of the resist image of the chart pattern obtained by developing the exposed wafer using the alignment sensor of the stepper itself or another dedicated measuring device, or provided on the stepper wafer stage A method is known in which the light receiving slit is scanned with respect to the projection image of the chart pattern of the test reticle, and the position of the projection point of the chart pattern is measured with a laser interferometer (length measuring device) for the wafer stage.
【００２５】このような手法は、特開昭６２−２４６２
４号公報、特開昭５９−９４０３２号公報等に詳細に開
示されている。こうして、データ・プロセッサーＤＰ内
に各レチクルの製造誤差に関するデータと、各ステッパ
ーのディストーション誤差、倍率誤差等に関するデータ
とが収集されると、ホストコンピュータＨＣＯＭはステ
ッパーＥＸＰ1 、ＥＸＰ2 、ＥＸＰ3 ……の夫々に対し
て露光処理の実行を指示する。そこで以下、リソグラフ
ィ工程の第１層目と第２層目とを露光する工程の夫々に
分けて、露光シーケンスを説明するが、各ステッパー内
には先にも述べたように各種の追加機能が設けられてい
るので、それらの機能について図３、図４を参照して説
明する。Such a method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-2462.
No. 4, JP-A-59-94032, and the like. In this way, when the data regarding the manufacturing error of each reticle and the data regarding the distortion error, the magnification error, etc. of each stepper are collected in the data processor DP, the host computer HCOM causes the stepper EXP 1 , EXP 2 , EXP 3 ... To perform the exposure process. Therefore, hereinafter, the exposure sequence will be described separately for each of the steps of exposing the first layer and the second layer of the lithography step. However, as described above, various additional functions are provided in each stepper. Since they are provided, their functions will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
【００２６】図３は各ステッパーの構造を模式的に表わ
したもので、レチクルＲ上の回路パターンＰｔは投影レ
ンズ２２を介してウェハステージ２５上に搭載されたウ
ェハＷへ結像投影される。レチクルＲは投影レンズ２２
の光軸ＡＸが回路パターン領域Ｐｔの所定の中心点を通
るように、レチクルステージＲＳＴによって位置決めさ
れる。一方、ウェハＷはウェハステージ２５によって光
軸ＡＸと垂直な投影像面内で２次元に移動される。２次
元移動の制御は、ウェハステージ２５上に固定された移
動ミラー２４にレーザビームを垂直に投射し、その反射
ビームをレシーバで受光するレーザ干渉計２３と、モー
タ、サーボアンプ等を含む駆動装置２１とによって位置
フィードバック制御により行なわれる。FIG. 3 schematically shows the structure of each stepper. The circuit pattern Pt on the reticle R is image-projected via the projection lens 22 onto the wafer W mounted on the wafer stage 25. Reticle R is projection lens 22
Is positioned by the reticle stage RST so that the optical axis AX of the above passes through a predetermined center point of the circuit pattern region Pt. On the other hand, the wafer W is two-dimensionally moved by the wafer stage 25 in the projection image plane perpendicular to the optical axis AX. The two-dimensional movement is controlled by a laser interferometer 23 in which a laser beam is vertically projected onto a moving mirror 24 fixed on a wafer stage 25 and a reflected beam is received by a receiver, and a driving device including a motor, a servo amplifier, and the like. 21 is performed by position feedback control.
【００２７】図２に示した各ステッパー内のコンピュー
タＭＣＳ１、ＭＣＳ２、ＭＣＳ３……は、図３では制御
装置ＭＣＳとして表わすが、この制御装置ＭＣＳはステ
ップアンドリピート時のウェハステージ２５のステッピ
ング座標位置（目標位置データ）等を駆動装置２１へ出
力する。これに応答して駆動装置２１はレーザ干渉計２
３で計測されるウェハステージ２５の現在位置と目標位
置との偏差に応じた速度特性でモータを駆動し、ウェハ
ステージ２５を目標位置に位置決めする。尚、図３では
干渉計２３、ミラー２４が一組しか示されていないが、
ステージ２５の移動平面（ｘ−ｙ平面）内で２次元の位
置計測が必要であるので、図３の紙面と垂直な方向に関
してステージ２５の移動量を計測するもう一組のレーザ
干渉計システムが設けられている。Computers MCS1, MCS2, MCS3 ... In each stepper shown in FIG. 2 are represented as a control unit MCS in FIG. 3, but this control unit MCS is a stepping coordinate position of the wafer stage 25 at the time of step and repeat ( The target position data) and the like are output to the drive device 21. In response to this, the driving device 21 causes the laser interferometer 2 to
The wafer stage 25 is positioned at the target position by driving the motor with a speed characteristic according to the deviation between the current position of the wafer stage 25 measured in 3 and the target position. Although only one set of the interferometer 23 and the mirror 24 is shown in FIG.
Since it is necessary to measure the two-dimensional position in the moving plane (xy plane) of the stage 25, another set of laser interferometer systems for measuring the moving amount of the stage 25 in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. It is provided.
【００２８】こうして制御装置ＭＣＳが予め作成したウ
ェハＷ上のショット配列座標値を順次駆動装置２１へ出
力することで、ウェハステージ２５はステッピング移動
を繰り返す。１回のステッピングが行なわれると、駆動
装置２１はステッピング完了信号を制御装置ＭＣＳへ出
力する。これを受けた制御装置ＭＣＳは、図３では省略
されている照明光学系を解してレチクルＲのパターン領
域Ｐｔに一様の強度分布で露光光を一定時間（パルスレ
ーザの場合は一定パルス数分）だけ投射する。こうして
ウェハＷ上の１つのショット領域がレチクルＲのパター
ン領域Ｐｔの投影像で露光されると、制御装置ＭＣＳは
次のショット領域の露光のために、駆動装置２１へステ
ッピング位置の目標値データを出力する。In this way, the control unit MCS sequentially outputs the shot arrangement coordinate values on the wafer W, which have been created in advance, to the drive unit 21, whereby the wafer stage 25 repeats the stepping movement. When stepping is performed once, drive device 21 outputs a stepping completion signal to control device MCS. In response to this, the control device MCS solves the illumination optical system, which is omitted in FIG. Minutes). In this way, when one shot area on the wafer W is exposed by the projection image of the pattern area Pt of the reticle R, the control device MCS sends the target value data of the stepping position to the drive device 21 for the exposure of the next shot area. Output.
【００２９】このようにして、ウェハＷ上には、例えば
図４のように矩形のショット領域ＳＡの複数個がＸ−Ｙ
方向にマトリックス状に配列して露光される。通常、ウ
ェハＷは円形であるので、ウェハＷの周辺部にはショッ
ト露光を行なわない未露光部がある。この未露光部は、
場合によっては部分的な欠けを許してもショット領域と
して露光することもある。In this way, on the wafer W, a plurality of rectangular shot areas SA, for example, as shown in FIG.
And are exposed in a matrix array. Since the wafer W is usually circular, there is an unexposed portion around the wafer W where shot exposure is not performed. This unexposed area is
In some cases, exposure may be performed as a shot area even if partial chipping is allowed.
【００３０】本実施例では、図４のようにウェハＷ上の
未露光部に層形成工程毎に順番にＩＤコードパターンＢ
Ｄ１、ＢＤ２……ＢＤｍを焼き付けていくようにした。
１つのＩＤパターンＢＤには、その層の露光に使用した
レチクルＩＤ情報とステッパーＩＤ情報とが含まれ、拡
張子として露光条件の情報を付加することができる。図
５はウェハＷ上の１つのＩＤパターンＢＤを顕微鏡で拡
大し、それをテレビカメラ等で撮像したときに得られる
画像信号（ビデオ信号）の波形の一例を示したものであ
る。この図５では、ＩＤパターンＢＤを通常のバーコー
ド形式で作成した場合のビデオ波形を示し、レチクルＩ
Ｄ情報の波形部分Ｒ−ＩＤとステッパーＩＤ情報の波形
部分Ｓ−ＩＤとが１本のビデオ信号として得られる。In this embodiment, as shown in FIG. 4, the ID code pattern B is sequentially formed on the unexposed portion of the wafer W in each layer forming process.
D1, BD2 ... I tried to burn BDm.
One ID pattern BD includes reticle ID information and stepper ID information used for exposure of the layer, and exposure condition information can be added as an extension. FIG. 5 shows an example of the waveform of an image signal (video signal) obtained by enlarging one ID pattern BD on the wafer W with a microscope and imaging it with a television camera or the like. FIG. 5 shows a video waveform when the ID pattern BD is created in a normal barcode format.
The waveform portion R-ID of the D information and the waveform portion S-ID of the stepper ID information are obtained as one video signal.
【００３１】そこでウェハＷ上にＩＤパターンＢＤを焼
き付けるための構成を、図３、及び図６を参照して説明
する。まず図３において、レチクルＲ上にはレチクルア
ライメントに使うための十字状のマークが形成されたマ
ーク部ＲＡと、レチクル識別用のバーコードマークが形
成されたマーク部ＲＢとを一組にしたレチクルマーク領
域１３がパターン領域Ｐｔの外側に形成されている。マ
ーク部ＲＡは５mm角程度の透明窓内に線幅が数μｍ程度
の十字状マークを形成したものであり、その位置は投影
レンズ２２を解してウェハＷ側へ投影可能となってい
る。またマーク部ＲＢは投影レンズ２２のフィールド外
に配置され、ウェハＷ側へ投影できない配置となってい
る。Therefore, a structure for printing the ID pattern BD on the wafer W will be described with reference to FIGS. 3 and 6. First, in FIG. 3, the reticle R is a set of a mark portion RA having a cross-shaped mark used for reticle alignment and a mark portion RB having a reticle identification bar code mark. The mark area 13 is formed outside the pattern area Pt. The mark portion RA is formed by forming a cross-shaped mark having a line width of about several μm in a transparent window of about 5 mm square, and its position can be projected on the wafer W side through the projection lens 22. Further, the mark portion RB is arranged outside the field of the projection lens 22 and cannot be projected on the wafer W side.
【００３２】さて、このようなレチクルＲに対して、光
ファイバー１０を介して露光光をレンズ系１１、ミラー
１２に導びき、マーク領域１３全体、あるいはマーク部
ＲＢのみを下から照明する。マーク領域１３（又はマー
ク部ＲＢ）を透過した露光光はレチクルＲの上方に斜設
されたミラー１４で反射され、レンズ系１５、ミラー１
６、レンズ系１７を介して指標板１８に達する。この指
標板１８には透明な窓内の一部にステッパーＩＤ情報と
してのバーコード等のマーク部ＳＢが形成されている。
そしてレチクルＲ上のマーク部（バーコード）ＲＢは、
図６に示されている通り、レンズ系１５、１７によって
指標板１８の窓内でマーク部ＳＢとずれた位置に空中像
として結像される。Now, with respect to such a reticle R, the exposure light is guided to the lens system 11 and the mirror 12 via the optical fiber 10, and the entire mark area 13 or only the mark portion RB is illuminated from below. The exposure light transmitted through the mark area 13 (or the mark portion RB) is reflected by the mirror 14 obliquely provided above the reticle R, and the lens system 15 and the mirror 1
6. The index plate 18 is reached via the lens system 17. A mark portion SB such as a bar code as stepper ID information is formed in a part of the transparent window of the index plate 18.
And the mark part (bar code) RB on the reticle R is
As shown in FIG. 6, the lens systems 15 and 17 form an aerial image at a position displaced from the mark portion SB in the window of the index plate 18.
【００３３】指標板１８を透過したマーク部ＲＢの像光
束は、レンズ系１９を介して系の瞳（フーリエ変換面）
に位置する平面ミラー２０で反射され、再びレンズ系１
９を逆進して指標板１８の窓内にマーク部ＲＢの像とし
て再結像される。ミラー２０からの反射によって指標板
１８の窓内に再結像されたマーク部ＲＢの像は、ステッ
パーＩＤ情報としてのマーク部ＳＢに隣接した位置で、
バーコードの繰り返し方向（ピッチ方向）に並置され
る。The image light flux of the mark portion RB that has passed through the index plate 18 passes through the lens system 19 and the pupil of the system (Fourier transform surface).
Is reflected by the plane mirror 20 located at
9 is moved backward and is re-imaged as an image of the mark portion RB in the window of the index plate 18. The image of the mark portion RB re-imaged in the window of the index plate 18 by the reflection from the mirror 20 is at a position adjacent to the mark portion SB as the stepper ID information,
The barcodes are juxtaposed in the repeating direction (pitch direction).
【００３４】図３、図６に示したＩＤ情報焼き付け用の
光学系のレンズ系１５、１７等は、その光軸がレチクル
Ｒ上のマーク部ＲＢからずれるように設定されている。
すなわちレンズ系１５、１７の系を偏心結像系として使
って、マーク部ＲＢの再結像位置をレチクルＲ上でマー
ク部ＲＢとずらすようにしたのである。このため、平面
ミラー２０はレンズ系１５、１７、１９の光軸と垂直に
設定すればよい。The lens systems 15 and 17 of the optical system for printing ID information shown in FIGS. 3 and 6 are set so that their optical axes are displaced from the mark portion RB on the reticle R.
That is, the lens systems 15 and 17 are used as an eccentric imaging system so that the re-imaging position of the mark portion RB is displaced from the mark portion RB on the reticle R. Therefore, the plane mirror 20 may be set perpendicular to the optical axes of the lens systems 15, 17, and 19.
【００３５】以上の様子を平面的に拡大して表わすと図
７のようになる。図７はレチクルＲ上でのマーク部Ｒ
Ｂ、及びマーク部ＲＢとマーク部ＳＢの各像ＲＢ’、Ｓ
Ｂ’の配置関係を示し、破線で表わした円形はレンズ系
１５、１７による光学系のイメージフィールドを表わ
す。また円形の中心点ＡＸａはレンズ系１５、１７の光
軸が通る点である。FIG. 7 is a plan view showing the above situation in an enlarged scale. FIG. 7 shows a mark portion R on the reticle R.
B, and the respective images RB ′, S of the mark portion RB and the mark portion SB
B'shows the arrangement relationship, and the circle represented by the broken line represents the image field of the optical system by the lens systems 15 and 17. The circular center point AXa is a point through which the optical axes of the lens systems 15 and 17 pass.
【００３６】また図７において、像ＲＢ’、ＳＢ’はレ
チクルアライメント用のマーク部ＲＡの窓内の一部に形
成されるように配置されるので、図３に示したレンズ系
１１、ミラー１２によるマーク領域１３の照明は、レチ
クルＲのマーク部ＲＢに隣接した透明部分、又はマーク
部ＲＡの窓部を介して指標板１８上のマーク部ＳＢにも
達するように設定される。マーク部ＳＢの像ＳＢ’は、
指標板１８を透過してレンズ系１９、平面ミラー２０を
往復して再び指標板１８の透明部にマーク部ＲＢの像と
ともに結像される。Further, in FIG. 7, since the images RB 'and SB' are arranged so as to be formed in a part of the window of the reticle alignment mark portion RA, the lens system 11 and the mirror 12 shown in FIG. The illumination of the mark area 13 by is set to reach the mark portion SB on the index plate 18 through the transparent portion adjacent to the mark portion RB of the reticle R or the window portion of the mark portion RA. The image SB ′ of the mark portion SB is
The light passes through the index plate 18, reciprocates through the lens system 19 and the plane mirror 20, and is again imaged on the transparent portion of the index plate 18 together with the image of the mark portion RB.
【００３７】以上のようにして生成されたレチクルＩＤ
情報のマーク部ＲＢの像ＲＢ’とステッパーＩＤ情報の
マーク部ＳＢの像ＳＢ’とは、図６に示されているよう
にバーコード状の像ＢＤとなって再び投影レンズ２２に
よってウェハＷへ投影される。このバーコード像ＢＤ
は、図４のように層に対する露光動作のときにウェハＷ
の周辺部に焼き付けられる。例えば第１層目の露光（フ
ァーストプリント）のときは、ＩＤ情報ＢＤ１として焼
き付けられ、第２層目の露光（セカンドプリント）のと
きはＢＤ２として焼き付けられる。この焼き付けはウェ
ハＷ上のショット領域ＳＡに対するステップアンドリピ
ート方式の本露光動作が終了した後、またはその前に行
なわれる。Reticle ID generated as described above
The image RB ′ of the information mark portion RB and the image SB ′ of the stepper ID information mark portion SB become a barcode image BD as shown in FIG. 6 and again projected onto the wafer W by the projection lens 22. Projected. This barcode image BD
The wafer W during the exposure operation for the layer as shown in FIG.
Is burned on the periphery. For example, when the first layer is exposed (first print), it is printed as ID information BD1, and when the second layer is exposed (second print), it is printed as BD2. This printing is performed after or before the step-and-repeat type main exposure operation for the shot area SA on the wafer W is completed.
【００３８】露光されたウェハＷは現像された後、しか
るべきプロセスを受ける。このときウェハＷ上のＩＤ情
報ＢＤも同様にプロセスを受けることになるが、そのプ
ロセスによってもＩＤ情報ＢＤは保存されるように定め
られる。例えば、ある層のプロセスがエッチングで、レ
ジストがネガのとき、焼き付け時に形成されたＩＤ情報
ＢＤは保存されても、その前の層の露光時に形成されて
いたＩＤ情報ＢＤ上のレジストは、現像のときに未露光
のため除去され、エッチングにより消滅することにな
る。従ってこのようなプロセスの場合、前工程の層のＩ
Ｄ情報ＢＤを保存するためには、ウェハＷ上の前工程で
形成されたＩＤ情報ＢＤ上のレジスト（ネガ）を感光さ
せておく必要がある。またネガレジストを使うかポジレ
ジストを使うかで、ＩＤ情報ＢＤ内の各バーコードの白
黒（実際はウェハ表面の凹凸となる）が反転することも
あるので、レチクルＲ上のマーク部ＲＢ、指標板１８上
のマーク部ＳＢには、白黒の関係を相補的にした一対の
バーコードを設けるようにしておいてもよい。The exposed wafer W undergoes an appropriate process after being developed. At this time, the ID information BD on the wafer W is also subjected to the same process, but the ID information BD is determined to be saved by the process. For example, when the process of a certain layer is etching and the resist is negative, the ID information BD formed at the time of baking is preserved, but the resist on the ID information BD formed at the time of exposure of the previous layer is developed. At that time, it is removed because it has not been exposed, and disappears by etching. Therefore, in the case of such a process, the I
In order to store the D information BD, it is necessary to expose the resist (negative) on the ID information BD formed in the previous process on the wafer W to light. Also, the black and white of each bar code in the ID information BD (actually the unevenness on the wafer surface) may be reversed depending on whether the negative resist or the positive resist is used. Therefore, the mark portion RB on the reticle R, the index plate The mark portion SB on 18 may be provided with a pair of barcodes having complementary black and white relationships.
【００３９】図８は、白黒反転を考慮して相補的なバー
コードパターンの関係で、レチクルＩＤ情報ＲＢ1 ' 、
ＲＢ2 ' の２つと、ステッパーＩＤ情報ＳＢ1 ' 、ＳＢ
2 'の２つとを作成する場合の配置の一例を示したもの
である。図８では、さらにその層の露光条件に関するＩ
Ｄ情報ＰＢを拡張子として並設してある。この拡張ＩＤ
情報ＰＢは、露光条件に応じてバーコードパターンを変
更する必要があるので、書き換え可能なバーコードパタ
ーンをもつ透過型液晶素子等を図６の指標板１８の位置
に配置し、ステッパーＩＤ情報用のマーク部ＳＢととも
に、ウェハＷ上へ露光できるようにしておく。拡張ＩＤ
情報ＰＢ内には、一例として倍率補正量のデータＰＢ
ａ、ディストーション補正量のデータＰＢｂ、ＰＢｃ、
露光時のｘ−ｙ方向に関するオフセット量のデータＰＢ
ｄ、ＰＢｅ、及び補正フラグデータＰＢｆが含まれ、そ
れぞれバーコードとして形成される。FIG. 8 shows the reticle ID information RB 1 ′, RB 1 ′, in the relationship of complementary barcode patterns in consideration of black and white inversion.
RB 2 'and stepper ID information SB 1 ', SB
It illustrates an example of an arrangement for creating a two and 2 '. In FIG. 8, I concerning the exposure conditions of the layer is further shown.
The D information PB is provided in parallel as an extension. This extended ID
Since it is necessary to change the barcode pattern of the information PB according to the exposure conditions, a transmissive liquid crystal element having a rewritable barcode pattern is arranged at the position of the index plate 18 in FIG. The wafer W can be exposed together with the mark portion SB. Extended ID
In the information PB, as an example, the magnification correction amount data PB
a, distortion correction amount data PBb, PBc,
Data PB of the offset amount in the xy direction at the time of exposure
d, PBe, and correction flag data PBf are included, and each is formed as a barcode.
【００４０】倍率補正量のデータＰＢａとしては、特開
昭６２−２４６２４号公報、又は特開昭６０−７８４５
４号公報に示されているように、投影レンズ２２内の一
部分の空気室の圧力を調整する方式においては、その圧
力調整量のうち、照射によって変動する倍率誤差分を補
正するための調整量を除いたシステム・オフセット（プ
ロセスオフセット）分等が該当する。ディストーション
補正量のデータＰＢｂ、ＰＢｃとしては、投影レンズ２
２内の一部の光学素子を光軸ＡＸの方向に移動させた
り、その光学素子を光軸ＡＸと垂直な面に対して２次元
に傾けたりするときの駆動量や、レチクルＲを光軸ＡＸ
と垂直な面から傾けたりするときの駆動量が該当する。
さらにオフセット量のデータＰＢｄ、ＰＢｅはレチクル
ステージＲＳＴ、又はウェハステージ２５の目標露光位
置からのずらし量に相当し、これにはアライメントセン
サーに含まれるマーク検出時のオフセット誤差等が加味
されることもある。補正フラグデータＰＢｆはどのパラ
メータを修正（補正）すべきかを指定したり、レチクル
ＩＤ情報ＲＢ1 ' 、ＲＢ2 ' やステッパーＩＤ情報ＳＢ
1 ' 、ＳＢ2 ' のうち、どちらのバーコードパターンを
使用するかを指定したりするコード情報を含む。As the data PBa of the magnification correction amount, JP-A-62-24624 or JP-A-60-7845 is used.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 4), in the method of adjusting the pressure of a part of the air chamber in the projection lens 22, of the pressure adjustment amount, an adjustment amount for correcting a magnification error that varies with irradiation. The system offset (process offset), etc., excluding is applicable. As the distortion correction amount data PBb and PBc, the projection lens 2 is used.
The amount of drive when moving some of the optical elements in 2 in the direction of the optical axis AX or tilting the optical elements two-dimensionally with respect to the plane perpendicular to the optical axis AX, and the reticle R AX
The drive amount when tilted from a plane perpendicular to
Further, the offset amount data PBd and PBe correspond to the shift amount from the target exposure position of the reticle stage RST or the wafer stage 25, and this may include an offset error at the time of mark detection included in the alignment sensor. is there. The correction flag data PBf specifies which parameter should be corrected (corrected), and the reticle ID information RB 1 ′, RB 2 ′ and the stepper ID information SB.
It includes code information for specifying which of the bar code patterns is used, 1'or SB 2 '.
【００４１】このような拡張ＩＤ情報ＰＢは、ウェハＷ
上のある層の露光時に、どのようなパラメータ設定が行
なわれていたかを表わす履歴情報となるので、各層毎に
このような拡張ＩＤ情報ＰＢをウェハＷ上に形成してい
けば、半導体素子の製造過程の中で、少なくともフォト
リソグラフィ工程については品質管理が可能となる。次
にウェハＷ上に形成された各種情報パターンを読み取る
機能について、さらに図３を参照して説明する。本実施
例では、ウェハＷ上のレジスト層の影響を受けずに、ウ
ェハＷ上のマークパターン等の拡大像を高分解能に検出
できることから、オフ・アクシス方式のウェハアライメ
ント系６を用いて、各種ＩＤ情報を検出するようにし
た。Such extended ID information PB is used for the wafer W.
Since it becomes history information indicating what kind of parameter setting was performed at the time of exposing a certain upper layer, if such extended ID information PB is formed on the wafer W for each layer, the semiconductor device During the manufacturing process, quality control is possible at least for the photolithography process. Next, the function of reading various information patterns formed on the wafer W will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the magnified image of the mark pattern or the like on the wafer W can be detected with high resolution without being affected by the resist layer on the wafer W. Therefore, various types of off-axis type wafer alignment systems 6 are used. The ID information is detected.
【００４２】ウェハアライメント系６は、ハロゲンラン
プ等の光源８からの照明光を波長選択フィルターで所定
の波長帯域（例えば５００nm〜８００nm）のみに制限し
て光ファイバー７を介して導入している。この広帯域波
長の照明光は、ウェハＷのレジスト層に対して感度が極
めて小さくなるような範囲で、かつレジスト層表面とウ
ェハ表面との間で生じる薄膜干渉現象を低減するような
帯域幅に定められている。このように広帯域波長の照明
光（以後、便宜的に白色光と呼ぶ）を用いると、ウェハ
Ｗ上に凹凸として形成されたパターンの段差エッジが極
めてシャープに観察することができ、波長帯域が狭い照
明光を用いたときに発生する段差エッジ近傍の干渉縞が
ほとんど生じない。The wafer alignment system 6 limits the illumination light from a light source 8 such as a halogen lamp to a predetermined wavelength band (for example, 500 nm to 800 nm) by a wavelength selection filter and introduces it through an optical fiber 7. The illumination light having the broadband wavelength is set to have a range in which the sensitivity to the resist layer of the wafer W becomes extremely small and a band width to reduce the thin film interference phenomenon occurring between the resist layer surface and the wafer surface. Has been. As described above, when the illumination light having the broadband wavelength (hereinafter, referred to as white light for convenience) is used, the step edge of the pattern formed as the concavities and convexities on the wafer W can be observed extremely sharply, and the wavelength band is narrow. Interference fringes near the edge of the step, which occur when using the illumination light, hardly occur.
【００４３】さて、アライメント系６に導びかれた白色
光は、アライメント対物レンズを介してウェハＷ上に投
射され、ウェハＷ上のアライメントマークを含む局所領
域（例えば２００μｍ角程度）を一様に照明する。その
局所領域からの反射光（散乱光、回折光も含む）は、ア
ライメント対物レンズとビームスプリッタとを介して撮
像素子（ＣＣＤ、ビジコン管等）９に達する。この撮像
素子９の撮像面は、ウェハＷの表面と共益に配置され、
ウェハＷのマーク等のパターンの像が拡大されて撮像さ
れる。撮像素子９からのビデオ信号は、Ａ／Ｄコンバー
タ、波形メモリ、プロセッサー等を含む、信号処理ユニ
ット３０で処理され、マークの位置ズレ量が検出され
る。通常、この信号処理ユニット３０で検出されたマー
ク位置ズレ量の情報は、制御装置ＭＣＳへ出力され、ウ
ェハステージ２５の位置決めのために使われる。The white light guided to the alignment system 6 is projected onto the wafer W through the alignment objective lens, and the local area (for example, about 200 μm square) including the alignment mark on the wafer W is made uniform. Illuminate. The reflected light (including scattered light and diffracted light) from the local area reaches the image sensor (CCD, vidicon tube, etc.) 9 through the alignment objective lens and the beam splitter. The image pickup surface of the image pickup element 9 is disposed in common with the surface of the wafer W,
An image of a pattern such as a mark on the wafer W is magnified and captured. The video signal from the image sensor 9 is processed by the signal processing unit 30 including an A / D converter, a waveform memory, a processor, etc., and the positional deviation amount of the mark is detected. Usually, the information on the mark position deviation amount detected by the signal processing unit 30 is output to the control device MCS and used for positioning the wafer stage 25.
【００４４】本実施例では、図４又は図８のようにウェ
ハＷ上に形成されたＩＤ情報ＢＤ（又は拡張子ＰＢ）を
アライメント系６で検出し、そのＩＤ情報ＢＤを撮像素
子９で撮像して図５のようなビデオ信号を信号処理ユニ
ット３０内の波形メモリに取り込む。そして処理ユニッ
ト３０内のプロセッサーによって波形解析を行ない、レ
チクルＩＤ情報Ｒ−ＩＤ（ＩＤ情報パターンＲＢ）とス
テッパーＩＤ情報Ｓ−ＩＤ（ＩＤ情報パターンＳＢ）と
を抽出して、制御装置ＭＣＳへ出力する。尚、拡張子Ｐ
Ｂも利用するときは、それらの情報ＰＢａ、ＰＢｂ……
ＰＢｆも抽出して制御装置ＭＣＳへ出力する。In this embodiment, the ID information BD (or extension PB) formed on the wafer W is detected by the alignment system 6 as shown in FIG. 4 or FIG. 8, and the ID information BD is imaged by the image sensor 9. Then, the video signal as shown in FIG. 5 is taken into the waveform memory in the signal processing unit 30. Then, a waveform analysis is performed by the processor in the processing unit 30, and the reticle ID information R-ID (ID information pattern RB) and the stepper ID information S-ID (ID information pattern SB) are extracted and output to the control device MCS. . In addition, extension P
When B is also used, the information PBa, PBb ...
PBf is also extracted and output to the control device MCS.
【００４５】制御装置ＭＣＳは、各ＩＤ情報Ｒ−ＩＤ、
Ｓ−ＩＤ（又は拡張子ＰＢ）を通信回線を介して図２に
示したデータプロセッサーＤＰへ送出する。そしてデー
タプロセッサーＤＰは、先に述べたように、マッチング
精度を最良にするためのステッパー内の各種パラメータ
の修正演算を開始する。次に図９を参照して、ウェハＷ
に対する第１層の露光（ファースト・プリント）時のシ
ーケンスを説明する。図９は任意の１台のステッパーＥ
ＸＰとデータプロセッサーＤＰの連係動作を示し、他の
ステッパーとデータプロセッサＤＰとの連係についても
同様に行なわれる。ステッパーＥＸＰには、ホストコン
ピュータＨＣＯＭからの指令に応答して、使用すべきフ
ァースト・プリント用のレチクルＲと、処理すべきベア
・シリコンウェハＷのロットとが装着されているものと
する。またステッパーＥＸＰは、レチクルＲの装着時に
ＩＤ情報としてのバーコードを読み取るリーダを備えて
いる。そこでステッパーＥＸＰ内のコンピュータＭＣＳ
は、読み取ったレチクルＩＤ情報とステッパーＩＤ情報
とを、データプロセッサーＤＰへ送信する（ステップ１
００）。The control unit MCS controls each ID information R-ID,
The S-ID (or extension PB) is sent to the data processor DP shown in FIG. 2 via the communication line. Then, as described above, the data processor DP starts the correction calculation of various parameters in the stepper for optimizing the matching accuracy. Next, referring to FIG. 9, the wafer W
A sequence at the time of exposure (first printing) of the first layer will be described. Figure 9 shows an optional stepper E
The operation of the XP and the data processor DP is shown, and the operation of the other steppers and the data processor DP is similarly performed. It is assumed that the stepper EXP is mounted with a reticle R for first printing to be used and a lot of bare silicon wafers W to be processed in response to a command from the host computer HCOM. The stepper EXP has a reader that reads a barcode as ID information when the reticle R is attached. Therefore, the computer MCS in the stepper EXP
Transmits the read reticle ID information and stepper ID information to the data processor DP (step 1
00).
【００４６】データプロセッサーＤＰは、受け取ったレ
チクルＩＤ情報に対応して、そのステッパーに装着され
ているレチクルの製造誤差情報をデータ管理記憶モジュ
ール（データベース）３から読み出すとともに、受信し
たステッパーＩＤ情報に対応してそのステッパーの固有
の装置情報（ディストーション量、倍率誤差等）をデー
タベース３から読み出す（ステップ１０１）。さらにデ
ータプロセッサＤＰはデータベース３から読み出した情
報データに基づいて、ステッパー側で補正すべきパラメ
ータ（ディストーション、倍率等）に関して演算を行な
い、その補正量についてステッパー側へ送信する。同時
にデータプロセッサーＤＰは、そのウェハロットの名
前、使用レチクル名、及びプロセス名（フォースト・プ
リント）と対応付けて、使用ステッパー名（ステッパー
ＩＤ）、算出された補正量等のデータをデータベース３
内の別のファイル（プロセス管理ファイル）へ保存する
（ステップ１０２）。The data processor DP reads the manufacturing error information of the reticle mounted on the stepper from the data management storage module (database) 3 corresponding to the received reticle ID information, and also corresponds to the received stepper ID information. Then, the unique device information (distortion amount, magnification error, etc.) of the stepper is read from the database 3 (step 101). Further, the data processor DP calculates the parameters (distortion, magnification, etc.) to be corrected on the stepper side based on the information data read from the database 3, and transmits the correction amount to the stepper side. At the same time, the data processor DP associates the wafer lot name, the reticle name used, and the process name (force print) with the data such as the used stepper name (stepper ID) and the calculated correction amount in the database 3
It is saved in another file (process management file) (step 102).
【００４７】一方、データプロセッサーＤＰで算出され
た補正量のデータを受け取ったステッパーは、それに基
づいてステッパー内の各種補正（調整）ユニットを駆動
してパラメータを補正する（ステップ１０３）。補正ユ
ニットとしては、投影レンズ２２内の選ばれた空気間隔
を圧力制御して投影倍率をＰＰｍオーダーで調整する方
式、投影レンズ２２内の選ばれたレンズ素子（フィール
ドレンズ系）、又はレチクルを光軸方向に微動させて対
称的なディストーション誤差を調整する方式、レチクル
やウェハ等を光軸ＡＸと垂直な面に対して微少量だけ傾
けて非対称なディストーション誤差（台形歪み等）を調
整する方式等が適宜使われる。On the other hand, the stepper, which has received the data of the correction amount calculated by the data processor DP, drives various correction (adjustment) units in the stepper based on the data to correct the parameters (step 103). As the correction unit, a method in which a selected air space in the projection lens 22 is pressure-controlled to adjust the projection magnification on the PPm order, a selected lens element (field lens system) in the projection lens 22 or a reticle is used as an optical unit. A method of finely moving in the axial direction to adjust a symmetrical distortion error, a method of tilting the reticle or wafer with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX by a small amount to adjust an asymmetrical distortion error (trapezoidal distortion, etc.), etc. Is used as appropriate.
【００４８】このような補正ユニットによってステッパ
ーの装置パラメータが調整されると、ステッパーはファ
ースト・プリントの動作を実行する（ステップ１０
４）。これによってウェハ上には図４に示したような複
数のショット領域ＳＡがステップアンドリピート方式で
形成される。そして１枚のウェハに対するショット露光
が完了したら、ステッパーは、図６に示したＩＤ情報書
き込み系を用いて、ウェハ周辺の未露光部にそのステッ
パーのＩＤ情報ＳＢと、使用したレチクルのＩＤ情報Ｒ
Ｂとを露光する（ステップ１０５）。When the device parameters of the stepper are adjusted by such a correction unit, the stepper executes the first print operation (step 10).
4). As a result, a plurality of shot areas SA as shown in FIG. 4 are formed on the wafer by the step-and-repeat method. When the shot exposure for one wafer is completed, the stepper uses the ID information writing system shown in FIG. 6 to display the ID information SB of the stepper and the ID information R of the reticle used in the unexposed area around the wafer.
B and B are exposed (step 105).
【００４９】そしてステッパーは、ロット内の全てのウ
ェハが処理されたか否かを判断し（ステップ１０６）、
ウェハが残っているときは、次のウェハに対してステッ
プ１０４からのシーケンスを繰り返し実行する。ロット
内の全てのウェハが処理されると、ステッパーはホスト
コンピュータＨＣＯＭへロットが終了した旨の通信を行
ない、引き続き処理すべきウェハロットがあるときは、
新たなロット（ウェハカセット）がステッパーへ装着さ
れる。新たなロットを先のロットと全く同じに処理する
ときは、図９で示したステップ１００〜１０３は省略さ
れ、ただちにステップ１０４から実行されることは言う
までもない。The stepper then determines whether all wafers in the lot have been processed (step 106),
When there are remaining wafers, the sequence from step 104 is repeated for the next wafer. When all the wafers in the lot have been processed, the stepper communicates to the host computer HCOM that the lot has finished, and when there is a wafer lot to be processed,
A new lot (wafer cassette) is attached to the stepper. It is needless to say that when processing a new lot exactly the same as the previous lot, steps 100 to 103 shown in FIG. 9 are omitted, and step 104 is executed immediately.
【００５０】以上、ファースト・プリントのシーケンス
では、ロット内の全てのウェハに対してレチクルＩＤ情
報ＲＢ、ステッパーＩＤ情報ＳＢが焼き付けられるよう
にしたが、ロット先頭の１枚目のウェハのみ、もしくは
数枚目までのウェハのみに情報ＲＢ、ＳＢを焼き付ける
ようにしてもよい。またファースト・プリント時に発生
する大きな誤差要因で、後々の重ね合わせ露光時にエラ
ーとなる確率が高いものとして、ウェハのオリフラ
（Ｏ．Ｆ．）設定の精度ばらつきがある。As described above, in the first print sequence, the reticle ID information RB and the stepper ID information SB are printed on all the wafers in the lot. The information RB and SB may be printed on only the first wafer. Further, as a cause of a large error that occurs during the first printing and a high probability of causing an error during subsequent overlay exposure, there is a variation in the accuracy of the orientation flat (OF) setting of the wafer.
【００５１】通常、ファースト・プリントのウェハは、
ウェハ周辺の直線的な切り欠き（オリエンテーションフ
ラット）がウェハステージ２５のＸ方向の移動軸と平行
になるように、機械的な精度のみに依存してウェハステ
ージ２５上に載置される。このため、ウェハステージ２
５をＸ方向、Ｙ方向にステッピングして形成されたウェ
ハ上のショット領域の配列座標はほぼ正確な直交座標に
なっていたとしても、ウェハのオリフラに対しては全体
的に残留回転誤差が生じることが多い。そこでその残留
回転誤差を高精度に計測するセンサーをステッパー内に
設け、ウェハステージ２５の移動軸（Ｘ軸、又はＹ軸）
とオリフラとの相対的な残留回転量（μrad)を計測し、
その値を図８のように拡張ＩＤ情報ＰＢの一部としてウ
ェハ上に焼き付けておくことも可能である。Usually, a first print wafer is
The linear notch (orientation flat) around the wafer is placed on the wafer stage 25 so as to be parallel to the movement axis of the wafer stage 25 in the X direction only depending on the mechanical accuracy. Therefore, the wafer stage 2
Even if the arrangement coordinate of the shot area formed on the wafer by stepping 5 in the X direction and the Y direction is an almost accurate orthogonal coordinate, a residual rotation error occurs for the orientation flat of the wafer as a whole. Often. Therefore, a sensor for measuring the residual rotation error with high accuracy is provided in the stepper, and the movement axis (X axis or Y axis) of the wafer stage 25 is provided.
And the relative residual amount of rotation (μrad) between the orientation flat and
It is also possible to print the value on the wafer as a part of the extended ID information PB as shown in FIG.
【００５２】また図９では省略したが、第２層以降の重
ね合せ露光（セカンド・プリント）に使用するレチクル
とステッパーとの各ＩＤ情報が予めわかっている場合
は、セカンド・プリント時での重ね合せ精度を最適にす
るように、セカンド・プリント時に使用するレチクルの
製造誤差やステッパーの装置情報等も参照して、ファー
スト・プリント時のステッパーのパラメータ補正量を算
出してもよい。Although not shown in FIG. 9, when the ID information of the reticle and the stepper used for the overlay exposure (second print) of the second and subsequent layers is known in advance, the overlay during the second print is performed. In order to optimize the alignment accuracy, the stepper parameter correction amount during the first printing may be calculated by also referring to the manufacturing error of the reticle used during the second printing, the device information of the stepper, and the like.
【００５３】次に図１０を参照して重ね合わせ露光（セ
カンド・プリント）時のシーケンスについて説明する。
ステッパーはセカンド・プリントに使用するレチクルの
ＩＤ情報と、そのステッパーのＩＤ情報とをデータプロ
セッサーＤＰへ送信する（ステップ１００）。そしてス
テッパーは処理すべきウェハロット（ウェハカセット）
からウェハを１枚ローディングし、機械的なプリアライ
メントを行なってからウェハステージ２５上に載置する
（ステップ１１０）。Next, the sequence of overlay exposure (second printing) will be described with reference to FIG.
The stepper transmits the ID information of the reticle used for the second print and the ID information of the stepper to the data processor DP (step 100). The stepper is the wafer lot (wafer cassette) to be processed.
One wafer is loaded, mechanical pre-alignment is performed, and the wafer is placed on the wafer stage 25 (step 110).
【００５４】次にステッパーは、図３に示したアライメ
ント系６を介して、図８の如くウェハ周辺に形成された
各種のＩＤ情報パターンＳＢ' 、ＲＢ' 、ＰＢを読み込
み、その情報をデータプロセッサーＤＰへ送信する（ス
テップ１１１）。データプロセッサーＤＰはウェハ上か
ら得られた前工程の情報（ＳＢ’、ＲＢ’、ＰＢ）に基
づいて、データベース３内のデータを読み出してウェハ
上に形成されたショット領域の形状歪みや寸法誤差を推
定し、さらに今回の工程で使われるレチクルの製造誤差
と、ステッパーの固有の装置パラメータとをデータベー
ス３から読み出す（ステップ１１２）。Next, the stepper reads various ID information patterns SB ', RB', PB formed around the wafer as shown in FIG. 8 through the alignment system 6 shown in FIG. 3, and the information is read by the data processor. Send to DP (step 111). The data processor DP reads the data in the database 3 based on the information (SB ', RB', PB) of the previous process obtained from the wafer and determines the shape distortion and the dimensional error of the shot area formed on the wafer. The manufacturing error of the reticle used in this process is estimated and the device parameters peculiar to the stepper are read from the database 3 (step 112).
【００５５】これらの各種情報に基づいて、データプロ
セッサーＤＰは重ね合わせ精度を最適にするために必要
なステッパーのパラメータ補正量を算出してステッパー
側へ送信する（ステップ１１３）。これを受けたステッ
パーは、ファースト・プリント時と同様に、ステッパー
の各種パラメータを補正する（ステップ１１４）。ただ
し、ここではセカンド・プリントを行なっているので、
重ね合わせ精度を高めるための位置オフセット量がパラ
メータとして導入される。Based on these various kinds of information, the data processor DP calculates the stepper parameter correction amount necessary for optimizing the overlay accuracy and sends it to the stepper side (step 113). The stepper which received this corrects various parameters of the stepper in the same manner as during the first printing (step 114). However, since we are doing a second print here,
A position offset amount for improving the overlay accuracy is introduced as a parameter.
【００５６】次にステッパーはウェハ上のショット領域
に付随したマークを検出してファイン・アライメントを
実行する（ステップ１１５）。このファイン・アライメ
ントは特開昭６１−４４４２９号公報に開示されている
ように、ウェハ上の代表的な位置のショット領域のいく
つかについてサンプルアライメント（マーク位置のみの
実測）を実行し、その結果に基づいてウェハ上の全ての
ショット領域のステッピング位置を演算によって求める
グローバルアライメント方式、又はステッピングのたび
にショット領域のアライメントを行なっては露光を行な
うダイ・バイ・ダイ方式のいずれであってもよい。Next, the stepper detects a mark attached to the shot area on the wafer and executes fine alignment (step 115). In this fine alignment, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-44429, sample alignment (measurement of only mark position) is performed on some shot areas at typical positions on the wafer, and the result is obtained. Either a global alignment method in which stepping positions of all shot areas on the wafer are calculated based on the above, or a die-by-die method in which shot areas are aligned and exposed for each stepping is used. .
【００５７】ステッパーは、アライメントの結果に基づ
いてウェハステージ２５（又はレチクルステージＲＳ
Ｔ）を位置決めし、重ね合せ露光を実行する（ステップ
１１６）。ただし、ステップ１１４で位置オフセット量
が導入されている場合、重ね合わせすべきウェハステー
ジ２５（又はレチクルステージＲＳＴ）の目標位置は、
ステップ１１５で決定された位置に対してオフセット量
分（例えば0.１〜0.３μｍ程度）だけずれることにな
る。The stepper uses the wafer stage 25 (or reticle stage RS) based on the alignment result.
T) is positioned and overlay exposure is performed (step 116). However, when the position offset amount is introduced in step 114, the target position of the wafer stage 25 (or reticle stage RST) to be superposed is
The position determined in step 115 is offset by an offset amount (for example, about 0.1 to 0.3 μm).
【００５８】こうして、ウェハ上の全てのショット領域
に対して重ね合わせ露光が完了すると、ステッパーは図
６に示した系を作動させて、ウェハ周辺部にレチクルＩ
Ｄ情報ＲＢ、ステッパーＩＤ情報ＳＢ、及び拡張ＩＤ情
報ＰＢを焼き付ける（ステップ１１７）。一方、データ
プロセッサーＤＰは、ステップ１１３で決定された補正
量をプロセスに対応付けてデータベース３に保存し（ス
テップ１２０）、さらにステップ１１７で焼き付けられ
た拡張ＩＤ情報ＰＢのうち、今回の重ね合せ露光の工程
で生じたアライメント誤差に関する情報をステッパーか
ら受信して保存する（ステップ１２１）。このアライメ
ント誤差は、具体的な一例としてはグローバルアライメ
ント方式のときにステップ１１５で算出されたショット
領域の配列の規則性を表わすファクタ（配列の直交度、
配列の全体的な伸縮、残留ウェハローテーション、等）
として保存される。そして、そのアライメント誤差のデ
ータは、次の層の重ね合わせ時に、ステップ１１２での
前工程の情報の１つとして扱われる。When the overlay exposure is completed for all shot areas on the wafer in this manner, the stepper operates the system shown in FIG. 6 to move the reticle I to the peripheral portion of the wafer.
The D information RB, the stepper ID information SB, and the extended ID information PB are printed (step 117). On the other hand, the data processor DP stores the correction amount determined in step 113 in the database 3 in association with the process (step 120), and further, in the extended ID information PB printed in step 117, the current superposition exposure. The information about the alignment error generated in the step of (1) is received from the stepper and stored (step 121). As a specific example, this alignment error is a factor (orthogonality of array, which represents the regularity of the array of shot areas calculated in step 115 in the global alignment method,
Overall expansion and contraction of arrays, residual wafer rotation, etc.)
Is saved as. Then, the data of the alignment error is treated as one of the information of the previous process in step 112 when the next layer is superposed.
【００５９】以上のようにして、１枚のウェハに対する
重ね合わせ露光が完了すると、ステッパーはロット内の
全てのウェハについて露光を終了したか否かを判断する
（ステップ１１８）。ロットが終了していないときは、
新たなウェハをローディング（ステップ１１９）して、
ステップ１１５からのシーケンスを繰り返す。ただし、
ウェハ毎に露光条件を微妙に変化させている場合は、ロ
ット内のウェハ毎に拡張ＩＤ情報ＰＢを読み込む必要が
あるので、ステッパーはステップ１１８の後、ステップ
１１０からのシーケンスを実行する。When the overlay exposure for one wafer is completed as described above, the stepper determines whether or not exposure has been completed for all wafers in the lot (step 118). When the lot is not finished,
Loading a new wafer (step 119),
The sequence from step 115 is repeated. However,
When the exposure condition is slightly changed for each wafer, the extended ID information PB needs to be read for each wafer in the lot, and therefore the stepper executes the sequence from step 110 after step 118.
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上の様に本発明によれば、各工程にお
けるディストーション、レチクル製造誤差によるショッ
ト全体の重ね合わせを最良にすることができるので、近
年の微細パターン化に伴うマッチング精度の仕様に対応
する機能を持つ露光装置を提供することが可能となる。
さらに本発明の実施例に於いてはＩＤパターンを用いた
が、パルスレーザを用いた露光装置などの場合は、投影
レンズ外のオフアクシス光学系にレーザ帯をウェハ上に
直接焼き付ける為に、焼き付けが可能なレーザＯＮ／Ｏ
ＦＦ及びステージの移動シーケンスによって順次バーコ
ードを描画することも可能である。さらにレーザ自身を
スキャンさせて制御することによってＩＤパターンをウ
ェハ上に作ることも可能となる。さらに実施例中ではメ
インコンピュータによって各種の解析を行う方法をとっ
たが、直接露光装置上に前工程のデータをデータ記憶装
置から取り込んで解析を行う方法を取ってもよい。さら
にウェハ上のＩＤパターンはスループット向上の為、前
述のようにロットの先頭又は最後の数枚のウェハに対し
て行うようにすれば、これらの負荷によってスループッ
トが悪くなることはない。As described above, according to the present invention, it is possible to optimize the superposition of all shots due to the distortion and reticle manufacturing error in each process. It is possible to provide an exposure apparatus having a corresponding function.
Further, although the ID pattern is used in the embodiment of the present invention, in the case of an exposure apparatus using a pulse laser, the pattern is printed in order to print the laser band directly on the wafer in the off-axis optical system outside the projection lens. Laser ON / O capable
It is also possible to sequentially draw the barcode by the moving sequence of the FF and the stage. Further, by scanning and controlling the laser itself, an ID pattern can be formed on the wafer. Further, in the embodiments, the method of performing various analyzes by the main computer is adopted, but a method of directly loading the data of the previous process from the data storage device onto the exposure apparatus and performing the analysis may be adopted. Further, in order to improve the throughput of the ID pattern on the wafer, if the ID pattern is applied to the first or last several wafers in the lot as described above, the throughput does not deteriorate due to these loads.
【００６１】又、本発明においては、レチクルアライメ
ント系とＩＤパターン焼き付け装置を併用したので、レ
チクル上のＩＤパターンＲＢが露光フィールド外にある
が、ＲＢ部を露光フィールド内に入れた構成にして、反
射ミラー２０から照明し、パターンＲＢとＳＢを焼き付
けることでも同様のことができる。また、アライメント
に関しては必ずしも前工程で作られているとは限らない
ので、アライメント作成工程のＩＤパターンＢＤをサン
プリングすることも必要となる。Further, in the present invention, since the reticle alignment system and the ID pattern printing apparatus are used together, the ID pattern RB on the reticle is outside the exposure field, but the RB portion is placed inside the exposure field. The same can be done by illuminating from the reflection mirror 20 and baking the patterns RB and SB. Further, since the alignment is not always created in the previous process, it is necessary to sample the ID pattern BD in the alignment creating process.
【図１】本発明の全体的な処理のシステムを概略的に説
明する図FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an overall processing system of the present invention.
【図２】本発明の実施例が適用される製造ラインの一例
を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing an example of a manufacturing line to which an embodiment of the present invention is applied.
【図３】本発明の実施例が適用される露光装置の構成を
示す図FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.
【図４】ウェハ上のショット領域と各ＩＤ情報パターン
との配置の一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of arrangement of shot areas on a wafer and respective ID information patterns.
【図５】ウェハ上のＩＤ情報パターンを検出したときの
信号波形を示す図FIG. 5 is a diagram showing a signal waveform when an ID information pattern on a wafer is detected.
【図６】各種ＩＤ情報パターンを焼き付るための光学系
を示す図FIG. 6 is a diagram showing an optical system for printing various ID information patterns.
【図７】各種ＩＤ情報パターンのレチクル上での配置例
を示す図FIG. 7 is a diagram showing an arrangement example of various ID information patterns on a reticle.
【図８】各種ＩＤ情報パターンの他の配置例を示す図FIG. 8 is a diagram showing another arrangement example of various ID information patterns.
【図９】ファースト・プリント時のシーケンスを示すフ
ローチャート図FIG. 9 is a flowchart showing a sequence at the time of first printing.
【図１０】セカンド・プリント時のシーケンスを示すフ
ローチャート図FIG. 10 is a flowchart showing a sequence at the time of second printing.
１ メインコンピュータ Ｓ1 〜Ｓn 、ＥＸＰ1 〜ＥＸＰ3 露光装置（ステッパ
ー） ３ データ管理記憶モジュール（データ・ベース） ４ ディストーション計測モジュール ５ レチクル製造誤差計測モジュール ＲＢ、ＲＢ’、ＲＢ1 ’、ＲＢ2 ’ レチクルＩＤ情報
パターン ＳＢ、ＳＢ’、ＳＢ1 ’、ＳＢ2 ’ ステッパーＩＤ情
報パターン1 main computer S 1 to S n , EXP 1 to EXP 3 exposure device (stepper) 3 data management storage module (data base) 4 distortion measurement module 5 reticle manufacturing error measurement module RB, RB ', RB 1 ', RB 2 'Reticle ID information pattern SB, SB', SB 1 ', SB 2 ' Stepper ID information pattern
Claims (2)
複数層の回路パターンを重ね合わせて露光するリソグラ
フィ方法において、 前記複数層の夫々の回路パターンに対応した各マスクパ
ターンをそれぞれ複数枚のマスク基板上に作成すると
き、前記マスクパターンの製造誤差に関する情報パター
ンを、前記感光基板へ転写可能な形体で作成する工程
と；前記マスク基板のうちの１枚を前記露光装置のうち
の１台に装着して前記感光基板を露光する際、当該露光
装置の固有のパラメータに関する情報パターンを、当該
マスク基板上の情報パターンとともに前記感光基板の一
部へ露光する工程と；前記感光基板に形成された前記製
造誤差に関する情報パターンと前記装置固有パラメータ
に関する情報パターンとを読み取ることによって、次の
層の重ね合わせ露光に使われる露光装置の固有パラメー
タを調整する工程とを含むことを特徴とするリソグラフ
ィ方法。1. A lithography method in which a plurality of layers of circuit patterns are superposed on a photosensitive substrate by using a plurality of exposure devices and exposed, wherein a plurality of mask patterns corresponding to the respective plurality of layers of circuit patterns are provided. Forming on the mask substrate, an information pattern relating to a manufacturing error of the mask pattern in a form capable of being transferred to the photosensitive substrate; one of the mask substrates of one of the exposure apparatuses. A step of exposing a part of the photosensitive substrate, together with the information pattern on the mask substrate, with an information pattern relating to specific parameters of the exposure device when the photosensitive substrate is mounted on a table and exposed; By reading the information pattern relating to the manufacturing error and the information pattern relating to the device-specific parameters that have been recorded, the next layer Lithography method characterized by including the step of adjusting the intrinsic parameters of the exposure device used for exposure overlay.
基板に転写すべき第１の回路パターンを備えたマスク基
板を保持するホルダーと、該マスク基板を照明して前記
第１の回路パターンを前記感光基板へ露光する照明系
と、前記感光基板と前記マスク基板とを相対的に位置決
めする手段とを備えた露光装置において、 前記第１の回路パターンに関する情報パターンを、前記
照明系からの光とほぼ同じ特性の光を用いて前記感光基
板上の一部に露光するマスク情報露光手段と；前記露光
装置を識別するための装置情報に関するパターンを、前
記照明系からの光とほぼ同じ特性の光を用いて前記感光
基板上の一部に露光する装置情報露光手段と；前記感光
基板の一部に形成された前記マスク情報のパターンと前
記装置情報のパターンとを検出する検出手段と；検出さ
れたマスク情報と装置情報とに基づいて、前記感光基板
に形成された第１の回路パターンと重ね合わせ露光すべ
き第２の回路パターンとの重ね合わせ状態を最適にする
ために、前記露光装置の装置パラメータを調整する調整
手段とを備えたことを特徴とする露光装置。2. A stage for holding a photosensitive substrate, a holder for holding a mask substrate having a first circuit pattern to be transferred onto the photosensitive substrate, and illuminating the mask substrate to display the first circuit pattern. In an exposure apparatus including an illumination system that exposes the photosensitive substrate, and a unit that relatively positions the photosensitive substrate and the mask substrate, an information pattern related to the first circuit pattern is output from the illumination system. A mask information exposure unit that exposes a part of the photosensitive substrate using light having substantially the same characteristics as; and a pattern relating to apparatus information for identifying the exposure apparatus, which has substantially the same characteristics as the light from the illumination system. Device information exposure means for exposing a part on the photosensitive substrate using light; Detecting the pattern of the mask information and the pattern of the device information formed on a part of the photosensitive substrate Detecting means; for optimizing the superposition state of the first circuit pattern formed on the photosensitive substrate and the second circuit pattern to be superposed and exposed on the basis of the detected mask information and device information. An exposure apparatus, further comprising: an adjusting unit that adjusts apparatus parameters of the exposure apparatus.
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| JP16259792A JP3289319B2 (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Lithography method, exposure apparatus using the method, and exposure method |
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1992
- 1992-06-22 JP JP16259792A patent/JP3289319B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP3289319B2 (en) | 2002-06-04 |
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