JP2829636B2 - Exposure equipment - Google Patents
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- JP2829636B2 JP2829636B2 JP1202775A JP20277589A JP2829636B2 JP 2829636 B2 JP2829636 B2 JP 2829636B2 JP 1202775 A JP1202775 A JP 1202775A JP 20277589 A JP20277589 A JP 20277589A JP 2829636 B2 JP2829636 B2 JP 2829636B2
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
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- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は駆動軸を有するマスクチャックやウエハチャ
ックを精密に制御するようにした露光装置に関するもの
である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus that precisely controls a mask chuck or a wafer chuck having a drive shaft.
[従来の技術] 従来、露光装置においては、マスク・ウエハ間のアラ
メントシーケンスとしてはダイバイダイアライメント方
式およびグローバルアライメント方式の2つの方式が主
に使われている。ダイバイダイアライメント方式とは、
ワンショット毎にマスクとウエハのアライメント整合を
とってから露光する方式である。グローバルアライメン
ト方式とは、一枚のウエハの中で代表する数ヶ所におい
てマスクとウエハのアライメント計測を行ない、これら
のデータをもとに他の露光ショットの最適位置を計算
し、その後はアライメント計測をせずに一挙にすべての
ショットの露光を行なう方式である。[Prior Art] Conventionally, in an exposure apparatus, two systems of a die-by-die alignment system and a global alignment system are mainly used as an alignment sequence between a mask and a wafer. What is the die-by-die alignment method?
In this method, exposure is performed after alignment of the mask and the wafer is taken for each one shot. The global alignment method measures the alignment of the mask and the wafer at several representative locations within a single wafer, calculates the optimal position for other exposure shots based on these data, and then performs the alignment measurement. This is a method in which all shots are exposed at once without performing exposure.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、ダイバイダイアライメント方式では、
ショット毎の重ね合せ精度はよい反面、スループットが
落ち、チップローテーションが累積するという欠点があ
る。またグローバルアライメント方式では、スループッ
トはダイバイダイアライメント方式よりもよい反面、シ
ョット毎の重ね合せ精度がダイバイダイアライメント方
式より悪いという欠点がある。したがって、場合によっ
てこれらの方式を使い分けているのが現状である。[Problems to be solved by the invention] However, in the die-by-die alignment method,
Although the overlay accuracy for each shot is good, there is a disadvantage that the throughput is reduced and the chip rotation is accumulated. In addition, the global alignment method has a better throughput than the die-by-die alignment method, but has a disadvantage that the overlay accuracy for each shot is worse than the die-by-die alignment method. Therefore, at present, these methods are properly used in some cases.
また、グローバルアライメント方式でウエハを露光す
る場合、第5図に示すようなシーケンスで行なわれ、同
シーケンス中のステップ504において、ウエハステージ
およびマスクステージをウエハ・マスク間のアライメン
ト状態を計測することなしに駆動する(以下、「盲送
り」と呼ぶ)が、この際マスクステージとウエハステー
ジが個々に有する座標軸が一致していない場合にマスク
とウエハ間の重ね合せ誤差が生じる。この誤差は、従来
は駆動量が僅かであるためにあまり問題とされず、これ
に対する対策が施されてなかった。しかし、回路パター
ンの微細化が要求されている昨今ではこういった誤差が
無視できなくなりつつある。When the wafer is exposed by the global alignment method, the exposure is performed in a sequence as shown in FIG. 5. In step 504 in the sequence, the wafer stage and the mask stage are not measured for the alignment state between the wafer and the mask. (Hereinafter, referred to as “blind feeding”), but at this time, if the coordinate axes of the mask stage and the wafer stage do not coincide, an overlay error between the mask and the wafer occurs. Conventionally, this error is not so much a problem because the driving amount is small, and no countermeasure has been taken against it. However, in recent years, where miniaturization of a circuit pattern is required, such an error cannot be ignored.
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑
み、露光装置において、マスクとウエハ間のアライメン
トに際しての重合せ精度およびスループットをともに向
上させることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve both the overlay accuracy and the throughput during alignment between a mask and a wafer in an exposure apparatus in view of the above-described problems of the related art.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明では、マスクを保持し
て少なくとも回転(θ)方向に位置決めするマスクステ
ージ、およびウエハを保持して少なくともXY方向に位置
決めするウエハステージを備え、マスクとウエハとを順
次位置決めしマスクに形成されているパターンをウエハ
上の複数露光位置に順次投影露光する露光装置におい
て、該マスクステージの回転方向の位置決め駆動の際に
発生する回転中心の移動に伴うウエハ側からみたXY方向
の位置決め誤差を予め計測したデータを用いて、マスク
とウエハ間の位置決めの際にウエハの位置決めを補正す
る手段を有する。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, according to the present invention, a mask stage for holding a mask and positioning at least in a rotation (θ) direction, and a wafer stage for holding a wafer and positioning at least in an XY direction In an exposure apparatus that sequentially positions a mask and a wafer and sequentially projects and exposes a pattern formed on the mask to a plurality of exposure positions on the wafer, a rotation center generated when the mask stage is driven to rotate in a rotational direction. Means for correcting the positioning of the wafer at the time of positioning between the mask and the wafer using data obtained by measuring the positioning error in the XY direction as viewed from the wafer side due to the movement of the wafer in advance.
前記マスクステージはマスクを回転可能に保持する放
射状に配置された複数枚の板バネと、該板バネに変形を
与える方向にマスクを回転させるアクチュエータとを有
する。The mask stage includes a plurality of radially arranged leaf springs that rotatably hold the mask, and an actuator that rotates the mask in a direction in which the leaf spring is deformed.
ウエハ側からみた位置決め誤差の測定は、例えばマス
クに対して位置が固定された発光素子から投光される光
を受ける、ウエハに固定された受光素子の出力を計測・
処理する事によりなされる。The measurement of the positioning error viewed from the wafer side is performed by measuring the output of a light receiving element fixed to the wafer, for example, receiving light emitted from a light emitting element fixed in position with respect to a mask.
This is done by processing.
[作用] この構成において、露光に際しては、特に、ダイバイ
ダイアライメント方式によらずグローバルアライメント
によりマスクとウエハとの位置決めを行い、スループッ
トの向上を図っている。したがって、一部の露光位置に
ついて行った位置合せ結果に基づいて他の露光位置にお
ける位置決めすなわち盲送りが行われるが、その際には
通常、露光位置に応じてマスクを回転させる等の補正を
必要とする。そして、これにより、ウエハ側からみたマ
スクのX,Y位置も変化し誤差を生ずることになる。しか
し、予めその誤差を計測して得たデータテーブルを考慮
して露光位置に応じた送り量でウエハ位置決めを行うよ
うにしているため、その誤差は補正され、正確なアライ
メントが行われる。[Operation] In this configuration, during exposure, the mask and the wafer are positioned by global alignment without using a die-by-die alignment method, thereby improving the throughput. Therefore, positioning at other exposure positions, that is, blind feeding is performed based on the alignment result performed at some exposure positions. In this case, correction such as rotating the mask according to the exposure position is usually required. And As a result, the X and Y positions of the mask viewed from the wafer side also change, causing an error. However, since the wafer is positioned at a feed amount corresponding to the exposure position in consideration of a data table obtained by measuring the error in advance, the error is corrected and accurate alignment is performed.
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例に係る露光装置におけるマ
スクθステージ部分の構成を表わしており、同図におい
て、106はマスクθステージ4の基台となるマスクθス
テージベース、109はマスクθステージベース106に対
し、マスク2を面内回転方向(θ方向)にのみ柔に支持
し他の方向には剛に支持する放射状の板ばね、107はマ
スク2を着脱自在にするためのマスクチャック、103お
よび104はマスク2を機械的に位置決めする位置決めV
ブロックおよび位置決めピン、102はマスクθステージ
ベース106に対するマスク2の相対的回転角度を近似的
に円周方向の直線変位で測定するための変位センサ、11
2はマスクθステージ4の駆動変位源であるところのピ
エゾ素子、113はピエゾ素子112の変位を拡大するてこ拡
大機構、101はてこ拡大機構113により拡大された変位を
円周方向以外に極力伝えない様に伝達する弾性カップリ
ング、111はマスクθステージ4の振動を減衰させるダ
ンパである。FIG. 1 shows a configuration of a mask θ stage portion in an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 106 denotes a mask θ stage base serving as a base of the mask θ stage 4; A radial leaf spring that flexibly supports the mask 2 only in the in-plane rotation direction (θ direction) with respect to the stage base 106 and rigidly supports the mask 2 in the other directions. 107 is a mask chuck for making the mask 2 detachable. , 103 and 104 are positioning Vs for mechanically positioning the mask 2.
A block and a positioning pin 102, a displacement sensor for measuring a relative rotation angle of the mask 2 with respect to the mask θ stage base 106 by an approximate linear displacement in a circumferential direction;
2 is a piezo element which is a driving displacement source of the mask θ stage 4, 113 is a lever enlargement mechanism for enlarging the displacement of the piezo element 112, and 101 is the displacement transmitted by the lever enlarging mechanism 113 to the utmost in the circumferential direction An elastic coupling 111 for transmitting the vibration is provided so as to attenuate the vibration of the mask θ stage 4.
108はマスクθステージ4に固定されたレーザダイオ
ードであり、その光軸はマスク2面に対し垂直にウエハ
ステージ側に投下される。Reference numeral 108 denotes a laser diode fixed to the mask θ stage 4, and its optical axis is dropped on the wafer stage side perpendicular to the mask 2 surface.
第2図は本実施例における露光装置の全体構成を示
す。FIG. 2 shows the overall configuration of the exposure apparatus in this embodiment.
同図において、3はウエハでありウエハステージ24上
のウエハチャック(不図示)にチャッキングされる。5
は粗θステージでありθ方向(z軸のまわり)に回転可
能でZチルトステージ6上に保持されている。Zチルト
ステージ6はZ方向に移動可能で微θステージ7の上に
保持されている。微θステージ7はθ方向に回転可能で
微Xステージ8の上に保持されている。微Xステージ8
はX軸方向に移動可能で微Yステージ9の上に保持され
ている。微Yステージ9はY軸方向に移動可能で粗Xス
テージ10の上に保持されている。粗Xステージ10はX方
向に移動可能で粗Yステージ11の上に保持されている。
粗Yステージ11はY方向に移動可能でフレーム15に保持
されている。In the figure, reference numeral 3 denotes a wafer, which is chucked by a wafer chuck (not shown) on the wafer stage 24. 5
Is a coarse θ stage which is rotatable in the θ direction (around the z axis) and is held on the Z tilt stage 6. The Z tilt stage 6 can be moved in the Z direction and is held on the fine θ stage 7. The fine θ stage 7 is rotatable in the θ direction and is held on the fine X stage 8. Fine X stage 8
Is movable on the X axis and is held on the fine Y stage 9. The fine Y stage 9 is movable on the coarse X stage 10 in the Y axis direction. The coarse X stage 10 can be moved in the X direction and is held on the coarse Y stage 11.
The coarse Y stage 11 can be moved in the Y direction and is held by a frame 15.
ステージ24の位置X,Yおよび姿勢θ,ωX、ωYは装
置の固定位置から投光されるレーザ干渉計ビーム17をZ
チルトステージ6上に固定されているミラー16で反射し
て干渉計で測長する。2はマスクであり、マスクθステ
ージ4上のマスクチャック(不図示)にチャッキングさ
れている。マスクθステージ4は露光光1を法線とする
平面内において回転可能であり、フレームに保持されて
いる。The position X, Y and the attitude θ, ω X , ω Y of the stage 24 are determined by the laser interferometer beam 17 projected from the fixed position of the apparatus.
The light is reflected by a mirror 16 fixed on the tilt stage 6 and measured by an interferometer. Reference numeral 2 denotes a mask, which is chucked on a mask chuck (not shown) on the mask θ stage 4. The mask θ stage 4 is rotatable in a plane having the exposure light 1 as a normal line, and is held by a frame.
12は複数の検出光学計(以下ピックアップと呼ぶ)で
あり、マスクとウエハ間のギャップ(間隔)計測および
マスクとウエハ間のアライメントずれの計測を行なう。
特に本実施例では4基のピックアップが装備されてい
る。各ピックアップ12はそれぞれX,Y方向に移動可能な
ピックアップステージ13の上に保持されている。Reference numeral 12 denotes a plurality of detection optical meters (hereinafter referred to as pickups) for measuring a gap (interval) between the mask and the wafer and for measuring an alignment deviation between the mask and the wafer.
In particular, in this embodiment, four pickups are provided. Each pickup 12 is held on a pickup stage 13 that can move in the X and Y directions.
23はピックアップ12からの投光ビームを示している。
投光ビームは斜めに投光されているので露光の際ピック
アップが露光光1を遮ることはない。したがって、露光
時にピックアップ12を退避させる必要がない。Reference numeral 23 denotes a light beam emitted from the pickup 12.
Since the light beam is projected obliquely, the pickup does not block the exposure light 1 during exposure. Therefore, there is no need to retract the pickup 12 during exposure.
露光光1によりマスク2上に形成された転写パターン
を、前レイヤーまでが転写されているウエハ上の転写済
パターンの上に焼き付ける。27はギャップセンサであ
り、Zチルトステージ6の上に設置されており、ウエハ
チャック(不図示)の下面を相対的に計測する。The transfer pattern formed on the mask 2 by the exposure light 1 is printed on the transferred pattern on the wafer to which the previous layer has been transferred. Reference numeral 27 denotes a gap sensor which is installed on the Z tilt stage 6 and relatively measures the lower surface of a wafer chuck (not shown).
14はZチルトステージ6上に設置された受光素子、26
はフレーム上に固定された投光素子であり、ウエハステ
ージ24と対向する位置にある。14 is a light receiving element installed on the Z tilt stage 6, 26
Denotes a light emitting element fixed on the frame, and is located at a position facing the wafer stage 24.
受光素子14はピックアップ12から投下されるアライメ
ント検出用の投光ビーム23および投光素子26より投下さ
れる投光ビームを検出することができる。受光素子14で
受けた投光ビームについては、ビームの中心位置が算出
され、これにウエハステージ24の位置データを加味した
上で精度よくビーム中心の位置を計測することが可能で
ある。The light receiving element 14 can detect the light beam 23 emitted from the pickup 12 for alignment detection and the light beam emitted from the light emitting element 26. With respect to the projected beam received by the light receiving element 14, the center position of the beam is calculated, and the position of the center of the beam can be accurately measured by taking into account the position data of the wafer stage 24.
第8図は受光素子14の構成を示す。受光素子14は同図
に示すように、平板状シリコン素子802に電極801a〜801
dを付けた形になっており、電極801a〜801dのリード803
a〜803dの一端を含めて1つのパッケージ805内に封入さ
れている。シリコン素子802上に投下されたビームスポ
ットの素子中点から見た座標値(Px,Py)は以下の関係
より求めることができる。FIG. 8 shows the structure of the light receiving element 14. As shown in the figure, the light receiving element 14 has electrodes 801a to 801 on a flat silicon element 802.
d, and leads 803 of the electrodes 801a to 801d.
A package including one end of a to 803d is enclosed in one package 805. The coordinate values (P x , P y ) of the beam spot dropped on the silicon element 802 as viewed from the element middle point can be obtained from the following relationship.
但しここで、X1,Y1,X2,Y2はそれぞれ受光素子の中心
電極804と各電極801a〜801d間に流れる光電流であり、
Lは中心電極804から各電極801a〜801dまでの距離を示
す。 Here, X 1 , Y 1 , X 2 , and Y 2 are photocurrents flowing between the center electrode 804 of the light receiving element and each of the electrodes 801 a to 801 d, respectively.
L indicates the distance from the center electrode 804 to each of the electrodes 801a to 801d.
ビームスポットのステージ座標系における位置は、受
光素子14から読み取った値(Px,Py)とステージ座標の
レーザ干渉計軸上における計測値、およびウエハステー
ジ上の受光素子14の配置(固定値)より求めることがで
きる。The position of the beam spot in the stage coordinate system is determined by the values (P x , P y ) read from the light receiving element 14 and the measured values of the stage coordinates on the laser interferometer axis, and the arrangement (fixed value) of the light receiving element 14 on the wafer stage. ).
第3図は露光装置の制御部を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施例に係る露光装置は最上位に
位置するメインプロセッサ301のもとにすべての機能を
管理されている。メインプロセッサ301は通信路302およ
び通信I/F303を介して各ハードウエアユニットに接続さ
れており、第3図ではその中でアライメント機能や、ス
テージ制御機能、ピックアップステージ制御機能を含ん
だハードウエアユニットを抽出して示してある。このハ
ードウエアユニットの呼称をここでは本体制御ブロック
と呼ぶものとする。FIG. 3 is a block diagram showing a control unit of the exposure apparatus.
As shown in the figure, the exposure apparatus according to the present embodiment manages all functions under a main processor 301 located at the top. The main processor 301 is connected to each hardware unit via a communication path 302 and a communication I / F 303. In FIG. 3, a hardware unit including an alignment function, a stage control function, and a pickup stage control function is shown. Is extracted and shown. The name of this hardware unit will be referred to herein as a main body control block.
本体制御ブロックはアライメント系に関して、4つの
ピックアップ12(第2図参照)を2軸方向(α軸、β
軸)に位置決め制御するピックアップステージ制御部30
5、ウエハ3とマスク2の平面上の位置ずれおよび平行
出しを行なうためのファインAA.AF制御部309a〜309d、
ウエハX,Y粗動ステージ10,11(第2図参照)、およびウ
エハ微動ステージ6〜9を位置決め制御するためのステ
ージ制御部313が接続されている。The main body control block controls the four pickups 12 (see FIG. 2) in the two axial directions (α axis, β axis) with respect to the alignment system.
Pickup stage controller 30 for positioning control on axis)
5. Fine AA.AF control units 309a to 309d for performing positional displacement and parallel alignment of the wafer 3 and the mask 2 on a plane,
A stage controller 313 for controlling the positioning of the wafer X and Y coarse movement stages 10 and 11 (see FIG. 2) and the wafer fine movement stages 6 to 9 is connected.
本体コントロールユニット304は、所定のシーケンス
を行なうプログラムがストアされており、そのシーケン
スに従って上記各制御部を動作させるコントロール部分
である。また、本体コントロールユニット304は上位の
メインプロセッサユニット301と通信路302、通信I/F303
を介して接続されており、データの授受を行なう。The main body control unit 304 is a control section in which a program for performing a predetermined sequence is stored, and which operates the respective control units according to the sequence. The main unit control unit 304 communicates with the upper main processor unit 301 via the communication path 302 and the communication I / F 303.
Are connected via the network to exchange data.
さらに前述の各制御部のうち、ファインAA.AF制御部3
09a〜309dおよびステージ制御部313は各々通信I/F306,3
08,310,312を介して通信路307,311を通じ本体コントロ
ールユニット304とデータの授受を行なう。Furthermore, among the above control units, the fine AA.AF control unit 3
09a to 309d and the stage control unit 313 are the communication I / Fs 306 and 3 respectively.
Data is exchanged with the main unit control unit 304 via the communication paths 307 and 311 via the 08, 310 and 312.
これら通信路を以って本体コントロールユニット304
と接続されている各制御部は、内部にCPUが搭載されて
おり、ハードウェアな信号処理はすべてこの中で完結さ
れている。そしてこの構成により各制御部を独立に動作
させかつ階層化させることを可能としている。The main unit control unit 304
Each of the control units connected to the CPU has a CPU mounted therein, and all hardware signal processing is completed therein. With this configuration, each control unit can be operated independently and hierarchized.
第4図は第3図中のステージ制御部313の詳細ブロッ
ク図である。このユニットは本体コントロールユニット
304とは通信I/F310,312および通信路311を介して情報の
やりとりを行なう。ウエハステージコントロールユニッ
ト401は、内部にCPU(不図示)を有し、本体コントロー
ルユニット304から送られてくるステージの目標位置に
対し、ウエハステージ内部に搭載されている各アクチュ
エータの駆動量を計算する。また、このほかにウエハス
テージ上の受光センサ(PSD)14より出力される信号を
受けるPSD測長系コントロールユニット409から送られる
データをもとに然るべき位置データに変換する処理機能
も有している。402はレーザ干渉計測長ユニットであ
り、ウエハ面に対し法線方向にあたる軸(Z軸)を除い
た5軸における位置計測を行なっている。403は微小変
位センサコントロールユニットであり、微小変位センサ
27のドライブおよび信号処理をすることによりウエハス
テージのZ軸変位量を計測する。404はX,Y粗動コントロ
ーラであって、第2図におけるウエハX,Y粗動ステージ1
0,11の電動シリンダの制御を行なう。405はθ粗動コン
トローラである。θ粗動軸は第2図で示す様にステージ
8〜11のX,Y駆動軸、ステージ6のZ,ωX,ωY駆動軸お
よびステージ7のθ微動軸の上に搭載されており、ステ
ージ5のθ粗動軸を動かしたことによるウエハステージ
24の位置変化は干渉計からの光軸17の反射用のミラー16
の動きには反映されない。従って本実施例においてはθ
粗動軸のアクチュエータとしてインチワームアクチュエ
ータを用いることにより、θ軸粗合せ後の位置変動をな
くしている。406は3本のピエゾアクチュエータによて
Z,ωX,ωYを位置決めするチルトステージコントローラ
であり、X,Y駆動軸およびθ微動軸上に搭載されている
チルトステージ6の位置をウエハステージコントロール
ユニット401からの指令により制御する。407は微動ステ
ージコントローラであり、ステージ8,9の微X,Y駆動軸の
微小変位アクチュエータの制御を行なう。408はマスク
θコントローラであり、マスクステージに搭載されたマ
スクθ微動ステージ4の制御を行なう。FIG. 4 is a detailed block diagram of the stage control unit 313 in FIG. This unit is the main unit control unit
With 304, information is exchanged via communication I / Fs 310 and 312 and communication path 311. The wafer stage control unit 401 has a CPU (not shown) inside, and calculates the drive amount of each actuator mounted inside the wafer stage with respect to the target position of the stage sent from the main body control unit 304. . In addition, it also has a processing function of converting data sent from the PSD length measuring system control unit 409, which receives a signal output from the light receiving sensor (PSD) 14 on the wafer stage, into appropriate position data. . Reference numeral 402 denotes a laser interference measurement length unit that performs position measurement on five axes excluding an axis (Z axis) normal to the wafer surface. 403 is a minute displacement sensor control unit, which is a minute displacement sensor
The Z-axis displacement of the wafer stage is measured by performing drive 27 and signal processing. Reference numeral 404 denotes an X, Y coarse movement controller, which is a wafer X, Y coarse movement stage 1 shown in FIG.
The electric cylinders 0 and 11 are controlled. Reference numeral 405 denotes a θ coarse movement controller. The coarse movement axis is mounted on the X and Y drive axes of the stages 8 to 11, the Z, ω X and ω Y drive axes of the stage 6 and the fine movement axis of the stage 7 as shown in FIG. Wafer stage by moving the θ coarse movement axis of stage 5
The position change 24 is a mirror 16 for reflecting the optical axis 17 from the interferometer.
Is not reflected in the movement. Therefore, in this embodiment, θ
By using an inchworm actuator as the actuator for the coarse movement axis, position fluctuation after the θ axis coarse adjustment is eliminated. 406 is driven by three piezo actuators
This is a tilt stage controller for positioning Z, ω X , ω Y , and controls the position of the tilt stage 6 mounted on the X, Y drive axis and the θ fine movement axis by a command from the wafer stage control unit 401. Reference numeral 407 denotes a fine movement stage controller, which controls a minute displacement actuator of the fine X, Y drive axes of the stages 8, 9. Reference numeral 408 denotes a mask θ controller that controls the mask θ fine movement stage 4 mounted on the mask stage.
第5図はグローバルアライメント方式による露光シー
ケンスを示す。同図を用いて装置の動作を説明すれば、
ウエハチャックにロードされたウエハ3は、まずステッ
プ501において、ウエハ3上で代表する数ショット分の
露光エリアにおけるアライメント計測が行われる。アラ
イメント計測されるショットは例えば第6図において60
1a〜601eで示されるショットであり、アライメント計測
が行なわれなかった残りのショット602は周辺の計測を
行なったショット601a〜601cから得られたアライメント
計測データにより、補間され、予測される(ステップ50
2)。ステップ503では、露光を行なうウエハ3上のショ
ットをマスク2上に描画されたパターンに位置合せする
ためのウエハステージ24とマスクステージ4の各軸にお
ける駆動量を算出する。FIG. 5 shows an exposure sequence by the global alignment method. The operation of the device will be described with reference to FIG.
First, in step 501, alignment measurement is performed on an exposure area for several shots representative of the wafer 3 loaded on the wafer chuck. The shot for alignment measurement is, for example, 60 in FIG.
The remaining shots 602, which are shots indicated by 1a to 601e and for which alignment measurement has not been performed, are interpolated and predicted based on alignment measurement data obtained from the peripherally measured shots 601a to 601c (step 50).
2). In step 503, the amount of drive of each axis of the wafer stage 24 and the mask stage 4 for aligning the shot on the wafer 3 to be exposed with the pattern drawn on the mask 2 is calculated.
ここで例えば移動目標位置Pの座標を P(x,y,z,θ,ωX,ωY) の様な絶対位置座標を与えるとすれば、このときの各軸
の駆動目標位置(X,Y,Θ,Z1,Z2,Z3)は チルトステージをZ1,Z2,Z3へ向けて駆動する3本のピ
エゾアクチュエータに関して であり、 マスクステージのピエゾアクチュエータについては ΘM=LMθ (4) であり、 X,Yステージの目標値X,Yは X=x−fT(Z1,Z2,Z3)−fM(ΘM) (5) Y=Y−gT(Z1,Z2,Z3)−gM(ΘM) (6) で表わされる。ただし、ATは3本のピエゾアクチュエー
タの配置される位置関係より決定される変換行列、LMは
微少変位するマスクステージにおけるピエゾアクチュエ
ータ112のマスク中心から作用点までの距離を示す。関
数fTおよびgTはそれぞれX,Y軸に関して、チルトステー
ジを傾けたことによって生ずるチルトステージのアッベ
長による発生移動量であり、fM,gMは本発明によって新
たに補正項として加わったマスクθステージ4の駆動に
伴うマスクステージ回転中心のX,Y方向への発生移動量
である。この発生移動量は本来図るべくして発生したも
のではなく、マスクステージ4を複数枚にて支持してい
る板ばね109の剛性ばらつきや、ピエゾアクチュエータ1
12で発生する力がマスクステージ4周りの一点において
作用することによって生ずる、作用点にかかる力の方向
に配置された板ばねの伸縮によって生ずるものである。
関数fM,gMは本実施例における露光装置を起動した時に
作成されるが、その作成手順は後述する。Here, for example the coordinates of the movement target position P P (x, y, z , θ, ω X, ω Y) if give absolute coordinates, such as the drive target position of each axis of the case (X, Y, Θ, Z 1 , Z 2 , Z 3 ) are for three piezo actuators that drive the tilt stage toward Z 1 , Z 2 , Z 3 For the piezo actuator of the mask stage, M M = L M θ (4), and the target values X and Y of the X and Y stages are X = x−f T (Z 1 , Z 2 , Z 3 ) − f M (Θ M ) (5) Y = Y−g T (Z 1 , Z 2 , Z 3 ) −g M (Θ M ) (6) However, A T is the distance to the point from the conversion matrix, mask center of the piezoelectric actuator 112 in the mask stage L M is minutely displaced determined from the positional relationship to be disposed of three piezoelectric actuators. Function f T and g T respectively X, the Y-axis, a generation amount of movement by the Abbe length tilt stage caused by tilting the tilt stage, f M, g M is joined as a new correction terms by the present invention This is the amount of movement of the center of rotation of the mask stage in the X and Y directions due to the drive of the mask θ stage 4. The amount of generated movement is not originally intended to be achieved, but includes variations in rigidity of the leaf springs 109 supporting the mask stage 4 by a plurality of sheets, and the piezo actuator 1.
This is caused by the expansion and contraction of a leaf spring arranged in the direction of the force applied to the point of action, which is generated by the force generated at 12 acting at one point around the mask stage 4.
The functions f M and g M are created when the exposure apparatus in the present embodiment is started, and the creation procedure will be described later.
次に、ステップ504ではマスクとウエハを位置合せす
べく各ステージの軸に駆動命令を与える。ステップ505
においては盲送りで位置合せされたウエハを露光する。
そして、ステップ506においてすべてのショットが露光
を終了したかどうかを判断し、終了していればそのウエ
ハに関する露光は終了とし、終了していなければ次のシ
ョットの処理に入る。Next, in step 504, a drive command is given to the axis of each stage to align the mask and the wafer. Step 505
In, the aligned wafer is exposed by blind feeding.
Then, in step 506, it is determined whether or not exposure has been completed for all shots. If the exposure has been completed, the exposure for the wafer is determined to be completed. If not, the process for the next shot is started.
第6図はグローバルアライメント方式によるウエハ3
上のアライメント計測ショット601a〜601eを示したもの
である。602はアライメント計測を行なわずに周囲のア
ライメント計測ショットより予測された位置に盲送りさ
れて露光されるショット(以下未計測ショットと呼ぶ)
である。FIG. 6 shows a wafer 3 by the global alignment method.
This shows upper alignment measurement shots 601a to 601e. Reference numeral 602 denotes a shot that is blindly fed to a position predicted from a surrounding alignment measurement shot without performing alignment measurement and is exposed (hereinafter, referred to as an unmeasured shot).
It is.
第7図は第5図の説明の中で述べた関数fM,gMの作成
シーケンスのフローチャートである。同図に従って説明
すれば、露光装置を起動すると、まずウエハステージお
よびマスクステージのイニシャライズ(ステップ701,70
2)が並行して行なわれる。FIG. 7 is a flowchart of the sequence of generating the functions f M and g M described in the description of FIG. Referring to the figure, when the exposure apparatus is started, first, the wafer stage and the mask stage are initialized (steps 701 and 70).
2) is performed in parallel.
次に、ステップ703で、マスクステージ上のLD108が点
灯され、光束をマスク2に対して垂直な方向に落とす。
ステップ704では、ウエハステージ上の受光素子14によ
りLD108から投下されるレーザ光のスポットを探し、ス
テップ705で同スポットを捉えたときのウエハステージ2
4の位置をマスクステージの送り位置と対にしてウエハ
ステージコントロールユニット401内のメモリにストア
する。Next, in step 703, the LD 108 on the mask stage is turned on, and the light flux is dropped in a direction perpendicular to the mask 2.
In step 704, the light receiving element 14 on the wafer stage searches for a spot of the laser beam dropped from the LD 108, and in step 705 the wafer stage 2
The position of 4 is paired with the feed position of the mask stage and stored in the memory in the wafer stage control unit 401.
ステップ706ではサンプリングすべき計測点のすべて
を計測終了したか否かを判別し、計測点すべてがまだ計
測し終えていなければマスクθステージ4をステップ移
動して次の計測点での計測に入る(ステップ707)。計
測がすべて終了すると、ウエハステージコントロールユ
ニット401内にストアされたデータは、本体コントロー
ルユニット301内に転送され、マスクステージをステッ
プさせる毎に計測したサンプル点で補間したテーブルを
作成する処理が行なわれる。ステップ709ではステップ7
08で作成したテーブルをもとに関数(または変換テーブ
ルでもよい)fM,gMを生成し、ウエハステージコントロ
ールユニット401へ転送する。In step 706, it is determined whether or not all the measurement points to be sampled have been measured. If all the measurement points have not been measured yet, the mask θ stage 4 is stepped and the measurement at the next measurement point is started. (Step 707). When all the measurements are completed, the data stored in the wafer stage control unit 401 is transferred to the main body control unit 301, and a process of creating a table interpolated by the measured sample points every time the mask stage is stepped is performed. . In step 709, step 7
Functions (or conversion tables) f M and g M are generated based on the table created in step 08, and transferred to the wafer stage control unit 401.
[発明の効果] 本発明を適用することによりグローバルアライメント
方式による露光の精度が向上する。[Effects of the Invention] By applying the present invention, the accuracy of exposure by the global alignment method is improved.
第1図は、本発明の一実施例に係るマスクチャックおお
よびマスクステージの構成図、 第2図は、第1図の装置が使用された露光装置の構成概
略図、 第3図は、第2図の露光装置をコントロールする電気的
ハードウエア構成ブロック図、 第4図は、第3図中におけるステージ制御部の電気的ハ
ードウエア構成ブロック図、 第5図は、本発明を適用したグローバルアライメントに
よるウエハ露光のフローチャート、 第6図は、ウエハ上におけるグローバルアライメント計
測ショットの配置図、 第7図は、マスクθステージ駆動に伴うマスクステージ
回転中心のX,Y方向への発生移動量fM,gMを求めるための
フローチャート、そして 第8図は、第2図中における受光素子の詳細図である。 2:マスク、3:ウエハ、4:マスクθステージ、14:受光素
子、24:ウエハステージ、108:レーザダイオード(L
D)、112:ピエゾアクチュエータ。FIG. 1 is a configuration diagram of a mask chuck and a mask stage according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus using the apparatus of FIG. 1, and FIG. 2 is a block diagram of an electrical hardware configuration for controlling the exposure apparatus of FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram of an electrical hardware configuration of the stage control unit in FIG. 3, and FIG. 5 is a global alignment to which the present invention is applied. FIG. 6 is a layout view of global alignment measurement shots on the wafer, and FIG. 7 is a movement amount f M of the rotation center of the mask stage in the X and Y directions due to the drive of the mask θ stage. FIG. 8 is a flowchart for obtaining g M , and FIG. 8 is a detailed view of the light receiving element in FIG. 2: mask, 3: wafer, 4: mask θ stage, 14: light receiving element, 24: wafer stage, 108: laser diode (L
D), 112: Piezo actuator.
フロントページの続き (72)発明者 鵜澤 俊一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 水澤 伸俊 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 須田 繁幸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 野瀬 哲志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−310116(JP,A) 特開 平1−144626(JP,A) 特開 昭63−118(JP,A) 特開 昭61−44429(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027Continuation of the front page (72) Inventor Shunichi Uzawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Nobutoshi Mizusawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Shigeyuki Suda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Tetsushi Nose 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (56) Reference Reference JP-A-63-310116 (JP, A) JP-A-1-144626 (JP, A) JP-A-63-118 (JP, A) JP-A-61-44429 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/027
Claims (3)
向に位置決めするマスクステージ、およびウエハを保持
して少なくともXY方向に位置決めするウエハステージを
備え、マスクとウエハとを順次位置決めしマスクに形成
されているパターンをウエハ上の複数露光位置に順次投
影露光する露光装置において、該マスクステージの回転
方向の位置決め駆動の際に発生する回転中心の移動に伴
うウエハ側からみたXY方向の位置決め誤差を予め計測し
たデータを用いて、マスクとウエハ間の位置決めの際に
ウエハの位置決めを補正する手段を有することを特徴と
する露光装置。1. A mask stage for holding a mask and positioning at least in a rotation (θ) direction and a wafer stage for holding a wafer and positioning at least in an XY direction, wherein the mask and the wafer are sequentially positioned and formed on the mask. In an exposure apparatus for sequentially projecting and exposing a pattern to a plurality of exposure positions on a wafer, a positioning error in the XY direction seen from the wafer side due to movement of a rotation center generated at the time of positioning drive in the rotation direction of the mask stage is performed. An exposure apparatus comprising means for correcting the positioning of a wafer at the time of positioning between a mask and a wafer using data measured in advance.
保持する放射状に配置された複数枚の板バネと、該板バ
ネに変形を与える方向にマスクを回転させるアクチュエ
ータとを有することを特徴とする請求項1記載の露光装
置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the mask stage includes a plurality of radially arranged leaf springs for rotatably holding the mask, and an actuator for rotating the mask in a direction in which the leaf spring is deformed. The exposure apparatus according to claim 1.
素子と、ウエハに対して位置が固定され発光素子から投
光される光を受ける受光素子とを備え、ウエハ側からみ
た位置決め誤差の測定はこの受光素子の出力に基づいて
行う請求項1記載の露光装置。3. A light-emitting element having a fixed position with respect to a mask, and a light-receiving element having a fixed position with respect to a wafer and receiving light emitted from the light-emitting element. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the measurement is performed based on an output of the light receiving element.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP1202775A JP2829636B2 (en) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Exposure equipment |
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| EP90308642A EP0412756B1 (en) | 1989-08-07 | 1990-08-06 | Exposure apparatus |
| US07/563,420 US5182615A (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Exposure apparatus |
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|---|---|---|
| WO2014029601A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method and displacement measurement system |
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| JPH0368127A (en) | 1991-03-25 |
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