KR0163838B1 - Scan type exposure apparatus and exposure method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 주사형노광장치는 레티클을 탑재한 제 1가동스테이지 및 웨이퍼를 탑재한 제 2가동스테이지와, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동시킴과 동시에 해당 투영광학계를 통해서 상기 레티클의 패턴을 상기 웨이퍼상에 투영하는 투영계와, 상기 레티클상에 형성되고 주사방향으로 복수의 마크가 배열된 제 1마크와, 상기 제 2가동스테이지상에 고정장착되고 주사방향으로 복수의 마크가 배열된 제 2마크를 지닌 기준판과, 상기 제 2가동스테이지를 탑재하고 상기 제 2가동스테이지의 이동방향과는 다른 방향으로 이동하는 제 3가동스테이지와, 상기 제 3가동스테이지상에 고정장착된 광검출기를 구비한다. 또, 상기 제 2및 제 3가동스테이지를 이동시켜서 상기 투영광학계에 의해 투영된 상기 제 1마크상의 위치에 상기 기준판과 상기 광검출기를 위치시키고, 상기 제 1및 제 2가동 스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 이동시킴과 동시에 상기 광검출기에 의해서 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출한다.The scanning exposure apparatus of the present invention scans and moves synchronously with respect to a projection optical system a first movable stage equipped with a reticle, a second movable stage equipped with a wafer, and the first and second movable stages with respect to the projection optical system. A projection system for projecting the pattern of the reticle onto the wafer, a first mark formed on the reticle and having a plurality of marks arranged in the scanning direction, and fixedly mounted on the second movable stage in the scanning direction. A reference plate having a second mark in which a plurality of marks are arranged, a third movable stage on which the second movable stage is mounted and moving in a direction different from the moving direction of the second movable stage, and on the third movable stage And a photodetector fixed to it. The reference plate and the photodetector are positioned at positions on the first mark projected by the projection optical system by moving the second and third movable stages, and the first and second movable stages are moved by the projection optical system. The first mark image is detected through the second mark by the photodetector while synchronously moving.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 주사형노광장치의 일반적인 구성을 도시한 개략선도.1 is a schematic diagram showing a general configuration of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 주사형노광장치의 주요부분의 개략사시도.2 is a schematic perspective view of a main part of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention;
제3도는 레티클의 투과마크의 확대도.3 is an enlarged view of the transmission mark of the reticle.
제4도는 웨이퍼의 투과마크의 확대도.4 is an enlarged view of a transmission mark of a wafer.
제5도는 광량센서의 확대도.5 is an enlarged view of the light intensity sensor.
제6도는 레티클의 위치검출방법을 설명하는 개략도.6 is a schematic diagram illustrating a method for detecting a position of a reticle.
제7도는 제6도와 동일한, 레티클의 위치검출방법을 설명하는 개략도.7 is a schematic diagram illustrating a reticle position detection method similar to that of FIG. 6.
제8도는 검출공정을 설명하는 개략도로, 제8도의 (8-1)은 레티클의 투과마크와 웨이퍼의 투과마크와의 상대적 위치관계의 개략도, 제8도의 (8-2)는 레티클위치계측시의 광량센서의 출력신호의 개략도, 제8도의 (8-3)은 레티클상면계측시의 광량센서의 출력신호의 개략도, 제8도의 (8-4)는 레티클배율오차계측시의 광량센서의 출력신호의 개략도.FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the detection process. FIG. 8-1 is a schematic diagram of the relative positional relationship between the transmission mark of the reticle and the transmission mark of the wafer, and FIG. 8-2 of FIG. 8 is the time of reticle position measurement. A schematic diagram of the output signal of the light quantity sensor of FIG. 8 (8-3) is a schematic diagram of the output signal of the light quantity sensor at the reticle phase measurement, and (8-4) of FIG. 8 is the output of the light quantity sensor at the reticle magnification error measurement. Schematic diagram of the signal.
제9도는 위치관계를 설명하는 본 발명의 일실시예에 의한 주사형 노광장치의 평면도.9 is a plan view of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention for explaining a positional relationship.
제10도는 얼라인먼트현미경의 개략도.10 is a schematic diagram of an alignment microscope.
제11도는 얼라인먼트현미경내의 기준패턴의 개략도.11 is a schematic diagram of a reference pattern in an alignment microscope.
제12도는 위치관계를 설명하는 본 발명의 일실시예에 의한 주사형노광장치의 개략도.12 is a schematic diagram of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention for explaining a positional relationship.
제13도는 디바이스제조공정의 플로차트.13 is a flowchart of a device manufacturing process.
제14도는 웨이퍼공정의 플로차트.14 is a flowchart of a wafer process.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 엑시머레이저 2 : 광속정형수단1: excimer laser 2: beam shaping means
3 : 미러 4 : 광센서3: mirror 4: light sensor
5 : 콘덴서렌즈 6 : 레티클5: condenser lens 6: reticle
7 : 레티클스테이지 8,23,24 : 리니어모터7: Reticle Stage 8,23,24: Linear Motor
9 : 바미러 10,21,22 : 레이저간섭계9: bar mirror 10,21,22: laser interferometer
11 : 배율조정기구 12 : 모터11: magnification adjusting mechanism 12: motor
13 : 투영광학계 14 : 웨이퍼13 projection optical system 14 wafer
15 : 웨이퍼척 16 :θZ틸트스테이지15 wafer chuck 16 θ Z tilt stage
17 : 주사스테이지 18 : Y스테이지17: injection stage 18: Y stage
19 : 스테이지베이스 20 : L자형바미러19: stage base 20: L-shaped mirror
25 : 포커스검출계의 발광부 26 : 포커스검출계의 수광부25 Light emitting portion of the focus detection system 26 Light receiving portion of the focus detection system
30 : 현미경 31 : TV카메라30: microscope 31: TV camera
32 : 주사스테이지측투과마크판 33 : 걸상렌즈32: scanning stage side transmission mark plate 33: stool lens
34 : 광량센서 35 : 광량센서유닛34: light quantity sensor 35: light quantity sensor unit
100 : 레티클의 노광대상영역 101 : 조명영역100: exposure area of the reticle 101: illumination area
102,121~124 : 레티클측투과마크102,121 ~ 124: Reticle side penetration mark
103,125~128 : 주사스테이지측투과마크103,125 ~ 128: Injection stage side penetration mark
111~114 : 광량검출부111 ~ 114: Light quantity detector
본 발명은 레티클과 웨이퍼를 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동시킴과 동시에 리티클의 패턴을 웨이퍼로 전사하는 주사형노광장치 및 이것을 사용한 노광방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning exposure apparatus for synchronously scanning a reticle and a wafer with respect to a projection optical system and transferring a pattern of a reticle to a wafer, and an exposure method using the same.
제12도는 스텝앤리피트방식의 노광장치에 있어서 웨이퍼와 레이클과의 상대적 위치관계 및 투영광학계의 상면검출방법의 일례를 도시한 것이다.FIG. 12 shows an example of a relative positional relationship between a wafer and a lake and an image detection method of a projection optical system in a step-and-repeat exposure apparatus.
제12도에 있어서, (200)은 조명계의 광원인 Hg(수은)램프, (201)은 Hg램프(200)로부터의 광을 집광하는 타원미러, (202)는 레티클(6)에 타원미러(201)로부터의 광을 집광하는 콘덴서 렌즈이다. 레티클(6)에는 얼라인먼트용 투과마크가 형성되어 있다.In FIG. 12, reference numeral 200 denotes an Hg (mercury) lamp which is a light source of an illumination system, 201 denotes an elliptical mirror that collects light from the Hg lamp 200, and 202 denotes an elliptical mirror on the reticle 6 It is a condenser lens for condensing light from 201). On the reticle 6, alignment marks are formed.
(13)은 투영광학계, (14)는 웨이퍼, (15)는 웨이퍼척, (203)은 레티클(6)의 투과마크에 대응하는 웨이퍼측의 투과마크, (204)는 웨이퍼측의 투과마크(203)를 통과한 광량을 검출하는 광량센서로, 이 광량센서(204)는 웨이퍼측의 투과마크(203)와 일체로 되어 있다. (205)는 웨이퍼를 X, Y, Z방향으로 이동시키는 XYZ스테이지, (206)은 XYZ스테이지(205)의 위치를 검출하는 위치검출계, (207)은 광량센서의 광량계측계, (208)은 제어계(즉, CPU데이터처리계)이다.13 denotes a projection optical system, 14 denotes a wafer, 15 denotes a wafer chuck, 203 denotes a transmissive mark on the wafer side corresponding to the transmissive mark of the reticle 6, and 204 denotes a transmissive mark on the wafer side ( A light quantity sensor that detects the amount of light that has passed through 203, which is integrated with the transmission mark 203 on the wafer side. Reference numeral 205 denotes an XYZ stage for moving a wafer in the X, Y, and Z directions, 206 a position detector for detecting the position of the XYZ stage 205, 207 a light quantity measuring instrument of a light intensity sensor, and 208. Is a control system (i.e., a CPU data processing system).
이 종래의 노광장치에서는, XYZ스테이지(205)상에 탑재되어 있는 투과마크(203)와 광량센서(204)를 일체로 하고, X, Y, Z방향으로 이동시켜 최대광량의 위치를 검출하는 것에 의해 레티클투영상의 위치와 그 상면위치의 검출을 행하고 있다(일본국 특공평 2-58766호 공보).In this conventional exposure apparatus, the transmissive mark 203 mounted on the XYZ stage 205 and the light amount sensor 204 are integrated and moved in the X, Y, and Z directions to detect the position of the maximum light amount. By this, the position of the reticle-to-video image and its upper surface position are detected (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-58766).
종래의 스텝앤리피트방식의 노광장치에 있어서의 상술한 방법은, 투영광학계에 대해서 레티클이 정지하고 있는 경우에는 유효하다.The above-described method in the conventional step-and-repeat exposure apparatus is effective when the reticle is stationary with respect to the projection optical system.
하지만, 최근 주목되어오고 있는 주사형노광장치에서는 이하와 같은 문제가 있다.However, the scanning type exposure apparatus that has been recently noticed has the following problems.
(1)스페클:(1) Speckle:
주사형노광장치에서는, 해상력 및 생산성향상을 위해, 고출력이고 단파장의 광원으로서 원자외레이저(예를들면, KrF엑시머레이져 또는 ArF엑시머레이져)를 이용하는 경우가 많다.In a scanning exposure apparatus, in order to improve the resolution and productivity, an extra-ultraviolet laser (for example, a KrF excimer laser or an ArF excimer laser) is often used as a high power and short wavelength light source.
그러한 원자외레이저는 일반적으로 간섭성이 높아, 웨이퍼면에 간섭패턴(스페클)을 발생시킨다.Such ultraviolet lasers are generally highly coherent and generate interference patterns (speckles) on the wafer surface.
주사형노광장치에서는 실제 노광공정시에, 레티클과 웨이퍼를 조명광(또는 투영계)에 대해서 주사이동시키므로 그러한 스페클의 영향은 현저하게 경감된다. 그와 같은 주사형노광장치에 레티클을 정지시켜서 레티클투영상의 위치 또는 상면위치를 검출하는 방법 또는 구성을 채용하면 대략 정지상태에서 검출이 행해지므로(즉, 주사형노광장치의 이점을 이용하지 않으므로), 검출이 상기 스페클의 영향을 크게 받는다. 그 결과, 정확한 광량계측이 불가능하다.In the scanning exposure apparatus, during the actual exposure process, the reticle and the wafer are scanned and moved with respect to the illumination light (or projection system), so the influence of such speckle is remarkably reduced. If such a scanning exposure apparatus employs a method or configuration for stopping the reticle to detect the position or the top position of the reticle-to-image, the detection is performed in a substantially stationary state (i.e., it does not take advantage of the scanning exposure apparatus. ), Detection is greatly affected by the speckle. As a result, accurate light quantity measurement is impossible.
(2) 유효광원차(2) effective light source difference
주사형노광장치에 있어서는 스텝앤리피트방식의 노광장치와 비교해서, 스루풋의 확보를 위해 노광광조사영역의 광에너지밀도를 보다 높게 해야할 필요가 있다. 이를 위해, 광학부품의 내구성에 대해서 설계상 특별한 주의를 기울일 필요가 있다. 이에 대한 대책으로서는, 주사방향을 고려해서 주사동작중에 유효광원을 형성하는 것이 유효하다(투영광학계의 주사방향의 노광영역에서 유효광원의 형상은 다르다). 이것에 의해, 투영광학계내부에 있어서 주사방향과 주사방향에 수직인 방향사이의 광에너지의 집광위치를 분리하는 것이 가능하므로, 투영광학계를 구성하는 소자에의 광에너지의 집중을 방지할 수 있다.In the scanning exposure apparatus, compared with the step-and-repeat exposure apparatus, it is necessary to make higher the optical energy density of the exposure light irradiation area in order to secure the throughput. To this end, special attention must be paid to the durability of the optical component in design. As a countermeasure, it is effective to form an effective light source during the scanning operation in consideration of the scanning direction (the shape of the effective light source is different in the exposure area in the scanning direction of the projection optical system). This makes it possible to separate the condensing position of the light energy between the scanning direction and the direction perpendicular to the scanning direction in the projection optical system, thereby preventing the concentration of the light energy on the elements constituting the projection optical system.
하지만, 상기 대책을 취하는 경우, 주사상태와 정지상태에서는 유효광원이 다르다.However, when the above countermeasures are taken, the effective light source is different in the scanning state and the stationary state.
즉, 거의 정지상태에서 레티클투영상의 위치 또는 상면을 검출하는 방법 또는 장치에서는 노광영역에서의 유효광원의 차때문에 주사상태에서의 정확한 레티클투영상의 위치검출 또는 상면검출이 곤란하다.That is, in the method or apparatus for detecting the position or the upper surface of the reticle-to-image in the almost stationary state, it is difficult to accurately detect the position of the reticle-to-image or the upper surface in the scanning state due to the difference of the effective light source in the exposure area.
(3)주사스테이지의 자세:(3) Posture of the injection stage:
주사형노광장치에 있어서, 레티클을 주사이동시키는 레티클스테이지의 자세 및 웨이퍼를 주사이동시키는 주사스테이지의 자세는 주사이동중에 이상적인 위치를 유지하도록 제어되지만, 주사상태와 정지상태사이에서 자세가 어떻게 변화하는지를 검출하는 특정 수단은 없다. 즉, 거의 정지상태에서 계측을 행하는 방법에서는, 주사스테이지의 자세의 영향이 포함되지 않으므로 주사상태에서의 정확한 레티클투영상의 위치와 상면의 검출이 곤란하다.In the scanning exposure apparatus, the posture of the reticle stage for scanning movement of the reticle and the posture of the scanning stage for scanning movement of the wafer are controlled to maintain an ideal position during the scanning movement, but how the posture changes between the scanning state and the stationary state. There is no specific means to detect. That is, in the method of measuring in the almost stationary state, since the influence of the posture of the scanning stage is not included, it is difficult to accurately detect the position and the upper surface of the reticle-to-image in the scanning state.
본 발명의 목적은 주사형노광장치에 있어서 주사상태에서의 레티클투영상의 위치, 상면위치 및/또는 배율오차를 정확하게 계측할 수 있는 방법 및/또는 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and / or an apparatus capable of accurately measuring the position, top position, and / or magnification error of a reticle-to-image in a scanning exposure apparatus.
본 발명의 일양상에 의하면, 제 1물체를 탑재하고 소정의 1차원방향으로 이동하는 제 1가동 스테이지와; 제 2물체를 탑재하고 소정의 1차원방향으로 이동하는 제 2가동스테이지와; 상기 제 1및 제 2가동스테이지를 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동시킴과 동시에 해당 투영 광학계를 통해서 상기 제 1물체의 패턴을 상기 제 2물체상에 투영하는 투영계와; 상기 제 1물체상에 형성되고 주사방향으로 복수의 마스크가 배열된 제 1마크와; 상기 제 2가동스테이지상에 고정장착되고 주사방향으로 복수의 마크가 배열된 제 2마크를 지닌 기준판과; 상기 제 2가동스테이지를 탑재하고 상기 제 2가동스테이지의 이동방향과는 다른 방향으로 이동하는 제 3가동스테이지와; 상기 제 3가동스테이지상에 고정장착된 광검출기와; 상기 제 2및 제 3가동스테이지를 이동시켜서 상기 투영광학계에 의해 투영된 상기 제 1마크상의 위치에 상기 기준판과 상기 광검출기를 위치시키는 제 1기능과, 상기 제 1및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 이동시킴과 동시에 상기 광검출기에 의해서 상기 제 1마크상을 상기 제2마크를 통해 검출하는 제 2기능을 지닌 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 주사형노광장치가 얻어진다.According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus comprising: a first movable stage for mounting a first object and moving in a predetermined one-dimensional direction; A second movable stage which mounts a second object and moves in a predetermined one-dimensional direction; A projection system which scan-moves the first and second movable stages in synchronization with the projection optical system and projects the pattern of the first object onto the second object through the projection optical system; A first mark formed on said first object and having a plurality of masks arranged in a scanning direction; A reference plate having a second mark fixedly mounted on said second movable stage and having a plurality of marks arranged in a scanning direction; A third movable stage which mounts the second movable stage and moves in a direction different from a moving direction of the second movable stage; A photodetector fixedly mounted on said third movable stage; A first function of moving the second and third movable stages to position the reference plate and the photodetector at a position on the first mark projected by the projection optical system, and the first and second movable stages A scanning type exposure apparatus is obtained, comprising: control means having a second function of synchronously moving with respect to the projection optical system and detecting the first mark image through the second mark by the photodetector. .
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 일형태에 있어서, 상기 제 2가동스테이지는 상기 투영광학계의 광축방향으로 이동하는 광축방향이동수단을 지니고, 상기 제어수단은 상기 광축방향이동수단을 구동하여 상기 기준판의 상기 광축방향에 대한 위치를 변화시킴으로써 상기 광검출기가 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출하도록 하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment according to the aspect of the present invention, the second movable stage has optical axis direction moving means for moving in the optical axis direction of the projection optical system, and the control means drives the optical axis direction moving means for the reference plate. It is characterized in that the photodetector detects the first mark image through the second mark by changing the position in the optical axis direction.
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 다른 형태에 있어서, 상기 제 1및 제 2마크는 복수의 마크가 주기적으로 배열된 마크인 것을 특징으로 한다.In another preferred form according to the aspect of the present invention, the first and second marks are marks in which a plurality of marks are periodically arranged.
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 또 다른 형태에 있어서, 상기 제 1및 제 2마크는 경사가 다른 복수의 마크가 배열된 마크인 것을 특징으로 한다.In still another preferred form of the aspect of the present invention, the first and second marks are marks in which a plurality of marks having different inclinations are arranged.
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 또 다른 형태에 있어서, 상기 제 1및 제 2마크는 경사가 다른 복수의 마크가 배열된 마크인 것을 특징으로 한다. 제어수단은 상기 광검출기에 의해서 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출한 신호와, 상기 신호를 검출할 때의 상기 제 1및 제 2가동스테이지의 위치에 의거해서, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1마크가 상기 제 2마크상에 투영되는 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.In still another preferred form of the aspect of the present invention, the first and second marks are marks in which a plurality of marks having different inclinations are arranged. The control means controls the projection optical system based on the signal detected by the photodetector via the second mark and the positions of the first and second movable stages when the signal is detected. The position of the first mark is projected onto the second mark is determined through.
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 또 다른 형태에 있어서, 상기 제어수단은 상기 광검출기에 의해서 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출한 신호와, 상기 신호를 검출할때의 상기 제 2가동스테이지의 위치에 의거해서, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1마크가 결상되는 상기 투영광학계의 광축방향의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.In still another preferred form of the aspect of the present invention, the control means includes a signal for detecting the first mark image through the second mark by the photodetector, and the second at the time of detecting the signal. Based on the position of the movable stage, the position in the optical axis direction of the projection optical system in which the first mark is formed through the projection optical system is determined.
본 발명의 다른 양상에 의하면, 제 1및 제 2물체를 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동 시킴과 동시에 상기 제 1물체의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2물체상에 투영하는 주사형노광장치를 이용하는 노광방법에 있어서: 상기 제 1물체상에, 주사방향으로 복수의 마크가 배열된 제 1마크를 형성하는 단계와; 주사방향으로 복수의 마크가 배열된 제 2마크를 지닌 기준판을, 상기 제 2물체를 탑재하는 가동스테이지상에 고정장착하는 단계와; 상기 투영광학계에 의해 투영되거나 투영될 상기 제 1마크상의 위치에 광검출기를 위치시키는 단계와; 상기 제 1물체와 상기 기준판을 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동시킴과 동시에 상기 광검출기에 의해서 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 노광방법이 얻어진다.According to another aspect of the present invention, a scanning exposure apparatus for scanning a first object and a second object in synchronization with a projection optical system and simultaneously projecting a pattern of the first object onto the second object through the projection optical system. An exposure method comprising: forming a first mark on the first object in which a plurality of marks are arranged in a scanning direction; Fixing a reference plate having a second mark having a plurality of marks arranged in a scanning direction on a movable stage on which the second object is mounted; Positioning a photodetector at a position on the first mark to be projected or projected by the projection optical system; And scanning the first object and the reference plate synchronously with respect to the projection optical system and detecting the first mark image through the second mark by the photodetector. Is obtained.
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 형태에 있어서, 상기 검출단계는 상기 투영광학계의 광축방향에 대한 상기 기준판의 위치를 변화시켜서 상기 광검출기에 의해 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출하는 것을 특징으로 한다.In a preferred form according to the aspect of the present invention, the detecting step changes the position of the reference plate with respect to the optical axis direction of the projection optical system to detect the first mark image through the second mark by the photodetector. Characterized in that.
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 다른 형태에 있어서, 상기 노광방법은 상기 광검출기에 의해서 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출할 때의 상기 제 1및 제 2마크의 위치에 의거해서 상기 투영광학계에 의해 상기 제 1마크가 상기 제 2마크상에 투영되거나 투영될 위치를 결정하는 단계를 또 구비한 것을 특징으로 한다.In another preferable aspect according to the aspect of the present invention, the exposure method is based on the positions of the first and second marks when the first mark image is detected through the second mark by the photodetector. And determining, by the projection optical system, the position at which the first mark is to be projected or projected onto the second mark.
본 발명의 상기 양상에 의한 바람직한 또 다른 형태에 있어서, 상기 노광방법은 상기 광검출기에 의해서 상기 제 1마크상을 상기 제 2마크를 통해 검출한 신호와, 상기 신호를 검출할 때의 상기 광축방향의 상기 기준판의 위치에 의거해서, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1마크가 결상되는 상기 광축방향의 위치를 결정하는 단계를 또 구비한 것을 특징으로 한다.In still another preferred form of the aspect of the present invention, the exposure method includes a signal in which the first mark image is detected through the second mark by the photodetector, and the optical axis direction when the signal is detected. And determining the position in the optical axis direction in which the first mark is imaged through the projection optical system, based on the position of the reference plate of.
본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 레티클과 웨이퍼를 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동시킴과 동시에 상기 레티클의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 웨이퍼상에 투영하는 주사형노광장치를 이용하는 디바이스제조방법에 있어서: 상기 레티클상에, 주사방향으로 복수의 마크가 배열된 레티클마크를 형성하는 단계와; 주사방향으로 복수의 마크가 배열된 웨이퍼마크를 지닌 기준판을 상기 웨이퍼를 탑재하는 가동스테이지상에 고정장착하는 단계와; 상기 투영광학계에 의해 투영되거나 투영될 상기 레티클마크상의 위치에 광검출기를 위치시키는 단계와; 상기 레티클과 상기 기준판을 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동시킴과 동시에 상기 광검출기에 의해서 상기 레티클마크상을 상기 웨이퍼마크를 통해 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법이 얻어진다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method using a scanning exposure apparatus for scanning a reticle and a wafer in synchronization with a projection optical system and simultaneously projecting the pattern of the reticle onto the wafer through the projection optical system. A method comprising: forming a reticle mark on the reticle, in which a plurality of marks are arranged in a scanning direction; Fixing a reference plate having a wafer mark having a plurality of marks arranged in a scanning direction on a movable stage on which the wafer is mounted; Positioning a photodetector at a location on the reticle mark to be projected or projected by the projection optical system; And a step of scanning the reticle and the reference plate in synchronization with the projection optical system and detecting the reticle mark image through the wafer mark by the photodetector. .
본 발명의 상기와 이외의 목적, 특징 및 이점은 첨부도면과 관련하여 취한 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명을 고려하면 보다 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent upon consideration of the following description of the preferred embodiments of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 일실시예에 의한 주사형노광장치를 도시한 제1도에 있어서, (1)은 펄스광을 발생하는 엑시머레이저, (2)는 엑시머레이저로부터의 광을 소정크기로 정형하는 광속정형수단, (3)은 미러, (4)는 레티클면상의 조도를 검출하는 광센서, (5)는 콘덴서렌즈, (6)은 레티클, (7)은 레티클(6)을 유지함과 동시에 노광공정시에 주사동작을 행하는 레티클스테이지, (8)은 레티클스테이지(7)를 도시한 방향으로 주사이동시키는 리니어모터, (9)는 레티클스테이지(7)에 고정장착된 바미러, (10)은 레티클스테이지(7)의 속도 또는 위치를 검출하는 레이저 간섭계, (11)은 투영계의 배율을 미소하게 변경시키는 배율조정기구, (12)는 배율조정기구(11)를 발동시키는 모터, (13)은 레티클의 패턴을 웨이퍼(14)에 투영하는 투영광학계이다.In FIG. 1 showing a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, (1) an excimer laser for generating pulsed light, and (2) a light beam shaping for shaping light from an excimer laser to a predetermined size. Means (3) is a mirror, (4) is an optical sensor for detecting illuminance on the reticle plane, (5) is a condenser lens, (6) is a reticle, and (7) is a reticle (6) during the exposure process. A reticle stage for scanning operation, (8) a linear motor for scanning movement of the reticle stage (7) in the direction shown, (9) a bar mirror fixed to the reticle stage (7), (10) a reticle stage A laser interferometer for detecting the speed or position of (7), (11) a magnification adjusting mechanism for slightly changing the magnification of the projection system, (12) a motor for driving the magnification adjusting mechanism (11), and (13) a reticle Is a projection optical system for projecting a pattern of? To the wafer 14.
(15)는 웨이퍼(14)를 유지하는 웨이퍼척, (16)은 웨이퍼척(15)을 회전, 상하, 경사구동시키는θZ틸트스테이지, (17)은θZ틸트스테이지(16)를 유지함과 동시에 노광동작시에 주사동작을 행하는 주사스테이지, (18)은 주사스테이지(17)를 주사방향과 수직인 방향으로 이동시키는 Y스테이지, (19)는 Y스테이지(18)를 탑재한 스테이지베이스, (20)은 웨이퍼척(15)에 고정장착된 L자형바미러, (21)은 웨이퍼척(15)의 주사방향의 속도 또는 위치를 검출하는 레이저간섭계, (22)는 웨이퍼척(15)의 주사방향과 수직인 방향의 속도 또는 위치를 검출하는 레이저간섭계, (23)은 주사스테이지(17)를 주사방향으로 구동시키는 리니어모터, (24)는 Y스테이지(18)를 주사방향과 수직인 방향으로 구동시키는 리니어모터이다.15 is a wafer chuck holding a wafer 14, 16 is a θZ tilt stage for rotating, tilting and tilting the wafer chuck 15, 17 is a θZ tilt stage 16 At the same time, the scanning stage which performs the scanning operation during the exposure operation, 18 is a Y stage for moving the scanning stage 17 in a direction perpendicular to the scanning direction, 19 is a stage base on which the Y stage 18 is mounted, ( 20 is an L-shaped bar mirror fixedly mounted on the wafer chuck 15, 21 is a laser interferometer for detecting the speed or position of the wafer chuck 15 in the scanning direction, and 22 is a scan of the wafer chuck 15 A laser interferometer for detecting a speed or position in a direction perpendicular to the direction, 23 is a linear motor for driving the scanning stage 17 in the scanning direction, and 24 a Y stage 18 in a direction perpendicular to the scanning direction. It is a linear motor to drive.
(25)는 웨이퍼표면에 광속을 투영하는, 틸트포커스검출계의 발광부, (26)은 웨이퍼(14)표면에서 반사된 발광부(25)로부터의 광의 위치를 계측하여 웨이퍼표면의 경사 및 위치를 계측하는 틸트포커스검출계의 수광부로, (25) 및 (26)소자가 협동하여 틸트포커스검출계를 구성하고 있다.Reference numeral 25 denotes a light emitting portion of the tilt focus detection system for projecting a light beam onto the wafer surface, and 26 denotes a position of the light from the light emitting portion 25 reflected from the surface of the wafer 14 to measure the inclination and position of the wafer surface. In the light receiving portion of the tilt focus detection system for measuring, the elements (25) and (26) cooperate to form a tilt focus detection system.
(30)은 웨이퍼(14)상의 얼라인먼트마크의 위치를 계측하는 얼라인먼트현미경, (31)은 얼라인먼트현미경(30)상에 탑재된 TV카메라, (32)는 웨이퍼척(15)에 고정장착된, 레티클측 투과마크가 결상되는 주사스테이지측투과마크판, (33)은 레티클측투과마크상으로부터의 광을 광량센서(34)에 투영하는 결상렌즈, (34)는 4개의 광량검출부를 구비한 광량센서, (35)는 결상렌즈(33)와 광량센서(34)를 일체로한, Y스테이지상에 고정탑재된 광량센서유닛이다.Reference numeral 30 denotes an alignment microscope for measuring the position of the alignment mark on the wafer 14, 31 a TV camera mounted on the alignment microscope 30, 32 a fixed reticle mounted on the wafer chuck 15, and the like. The scanning stage side transmissive mark plate on which the side transmissive mark is imaged, 33 is an imaging lens for projecting light from the reticle side transmissive mark onto the light quantity sensor 34, and 34 is a light quantity sensor having four light quantity detection units. And 35 are light amount sensor units fixedly mounted on the Y stage, in which the imaging lens 33 and the light amount sensor 34 are integrated.
(40)은 주사스테이지(17)의 위치정보의 입력에 응해서 주사스테이지(17)가 소정의 위치관계가 될때 엑시머레이저(1)에 발광지령신호를 출력하여 적용하도록 동작가능한 발광제어부, (41)은 레티클면상의 조도를 검출하는 광센서(4)로부터의 광전류신호를 전압신호로 변환하는 전류전압변환기, (42)는 전류전압변환기(41)의 전압출력신호를 적분하는 적분기, (43)은 적분기(42)의 아날로그데이터를 디지틀데이터로 변환하는 아날로그디지틀(A/D)변환기, (44)는 중앙처리장치(CPU)(70)에 응해서 릴레이렌즈의 위치를 설정하는 메모리, (45)는 메모리(44)로 부터의 디지틀데이터를 아날로그데이터로 변환하는 디지틀아날로그(D/A)변환기, (46)은 D/A변환기(45)로부터의 위치데이터에 의해 릴레이렌즈구동모터(12)를 발동시키는 드라이버이다.40 is a light emission control unit operable to output and apply a light emission command signal to the excimer laser 1 when the scan stage 17 becomes a predetermined positional relationship in response to the input of the position information of the scanning stage 17, (41) Is a current voltage converter for converting an optical current signal from the optical sensor 4 for detecting illuminance on the reticle surface into a voltage signal, 42 is an integrator for integrating the voltage output signal of the current voltage converter 41, An analog digital (A / D) converter for converting analog data of the integrator 42 into digital data, 44 is a memory for setting the position of the relay lens in response to the central processing unit (CPU) 70, 45 is A digital analog (D / A) converter for converting digital data from the memory 44 into analog data, 46 activates the relay lens driving motor 12 by position data from the D / A converter 45. It is a driver.
(50),(53) 및 (56)은 각각 레티클스테이지(7), 주사스테이지(17) 및 Y스테이지(18)에 대한 주사속도지령신호를 보유하기 위한 메모리, (51),(54) 및 (57)은 메모리(50),(53),(56)로부터의 디지틀데이터를 아날로그데이터로 변환하는 D/A변환기, (52),(55) 및 (58)은 D/A변환회로(51),(54),(57)로부터의 아날로그신호를, 리니어모터(8),(23),(24)를 발동시키기 위해 증폭하는 드라이버, (60),(61) 및 (62)를 각각 레티클스테이지(7), 주사스테이지(17) 및 Y스테이지(18)의 위치카운터, (63),(64),(65) 및 (66)은 4개의 광량검출부를 구비한 광량센서로부터 입력된 아날로그신호를 디지틀데이터로 변환하는 A/D변환기, (70)은 노광장치의 전체를 제어하도록 동작하는 중앙처리장치(CPU), (71)은 CPU(70)의 각종 프로그램과 제어데이터를 기억하고 있는 판독전용기억장치(ROM), (72)는 CPU가 일시기억에 사용하는 등속추출기억장치(RAM)이다.(50), (53) and (56) are memories for holding scan rate command signals for the reticle stage (7), the scanning stage (17) and the Y stage (18), (51), (54) and Reference numeral 57 denotes a D / A converter for converting digital data from the memories 50, 53, and 56 into analog data, and reference numerals 52, 55, and 58 denote D / A conversion circuits 51. ), (60), (61), and (62) drivers that amplify the analog signals from (54), (57) to activate linear motors (8), (23), (24), respectively. The position counters of the stage 7, the scanning stage 17 and the Y stage 18, 63, 64, 65 and 66 are analog signals inputted from a light quantity sensor having four light quantity detection units. A / D converter for converting digital data into digital data, 70 is a central processing unit (CPU) which operates to control the entire exposure apparatus, and 71 is a read storing various programs and control data of the CPU 70. Dedicated memory (ROM), 72 is used by the CPU for temporary storage Constant velocity extraction memory (RAM).
이하의 항목에 대해서 본 실시예의 동작을 설명한다.:The operation of this embodiment will be described with reference to the following items:
[1] 레티클의 설정[1] reticle settings
[2] 레티클의 위치검출[2] reticle position detection
[3] 레티클의 상면검출[3] face detection, reticle
[4] 레티클전체면의 배율오차검출[4] detection of magnification errors over the entire surface of the reticle
[5] 얼라인먼트현미경의 대강의 포커스조정[5] rough focusing, alignment microscope
[6] 얼라인먼트현미경의 기준패턴위치검출[6] detection of reference pattern positions, alignment microscope
[7] 웨이퍼의 반입[7] loading of wafers
[8] 웨이퍼의 위치검출[8] detection of wafer location
[9] 주사노광[9] scanning exposure
[10] 웨이퍼의 반출[10] taking out wafers
[1] 레티클의 설정:[1] Setting the reticle:
레티클(6)이 레티클스테이지(7)상에 적재된 후, 레티클전용 현미경(도시생략)과 레티클구동기구(도시생략)에 의해 레티클(6)을 레티클스테이지(7)상의 소정위치에 위치결정한다.After the reticle 6 is loaded on the reticle stage 7, the reticle 6 is positioned at a predetermined position on the reticle stage 7 by a reticle-only microscope (not shown) and a reticle driving mechanism (not shown). .
[2]레티클의 위치검출:[2] Detect position of reticle:
레티클(6)의 위치결정완료후, Y스테이지(18)상의 광센서유닛(35)은 Y스테이지(18)의 이동에 의해 투영광학계(13)의 노광영역으로 이동한다. 또, 주사스테이지측투과마크판(32)도 주사스테이지(17)의 이동에 노광영역으로 이동하면, 주사스테이지측 투과마크판(32)은 주사스테이지(17)의 이 동작에 의해 광량센서유닛(35)위의 위치로 이동한다. 이것은 제2도에 도시되어 있다. 제2도에 있어서, (100)은 레티클(6)의 노광대상영역, (101)은 조명계에 이해 정의된 조명영역, (102)는 레티클(6)상에 배치된 레티클측투과마크, (103)은 주사스테이지측 투과마크판상에 형성된 투과마크, (111)~(114)는 광량센서(34)내의 4개의 광량검출부이다.After positioning of the reticle 6 is completed, the optical sensor unit 35 on the Y stage 18 moves to the exposure area of the projection optical system 13 by the movement of the Y stage 18. In addition, when the scanning stage side transmissive mark plate 32 also moves to the exposure area in response to the movement of the scanning stage 17, the scanning stage side transmissive mark plate 32 causes the light amount sensor unit ( 35) Move to the above position. This is shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 100 denotes an exposure target area of the reticle 6, 101 denotes an illumination area defined in the illumination system, 102 denotes a reticle side transmission mark disposed on the reticle 6, and 103 ) Are transmission marks formed on the scanning stage side transmission mark plate, and 111 to 114 are four light quantity detection units in the light intensity sensor 34.
상기 동작후, 투영광학계(13)를 통해 형성된 레티클측투과마크(121)~(124)(제3도)의 주사방향의 중앙부의 특정마크상이 주사스테이지측투과마크(125)~(128)(제4도)의 주사방향의 중앙부의 특정마크와 일치하도록, 레티클스테이지(7)와 주사스테이지(17)를 위치결정한다. 다음에, 웨이퍼노광공정시와 동일한 주사속도로 주사동작이 시작된다.After the above operation, the specific mark image in the center portion of the scanning direction of the reticle side transmission marks 121 to 124 (FIG. 3) formed through the projection optical system 13 is the scanning stage side transmission marks 125 to 128 ( The reticle stage 7 and the scanning stage 17 are positioned so as to coincide with the specific mark in the center of the scanning direction of FIG. Next, the scanning operation is started at the same scanning speed as in the wafer exposure process.
여기서, 레티클스테이지(7)와 주사스테이지(17)를 서로 완전히 일치시킨 상대적 위치에 의해 구동하면, 주사구동중에 레티클측투과마크(102)와 주사스테이지측 투과마크(103)간에 상대적위치일탈이 발생하지 않으므로 광량검출부(111)~(114)(제5도)로 입사하는 광량은 변화하지 않는다는 것에 주목하자. 이것을 고려하여 본 실시예에서는 레티클측투과마크(102)와 주사스테이지측투과마크(103)와의 상대적위치를 중앙부의 특정마크이외에는 이상적인 상대적 위치로부터 일탈되도록 구체적으로 설정하고 있다. 이것은 제3도의 (8-1)에 도시되어 있다.Here, when the reticle stage 7 and the scanning stage 17 are driven by the relative positions which completely coincide with each other, the relative position deviation occurs between the reticle side transmission mark 102 and the scanning stage side transmission mark 103 during the scanning operation. Note that the amount of light incident on the light amount detectors 111 to 114 (FIG. 5) does not change. In view of this, in this embodiment, the relative position between the reticle side penetration mark 102 and the scanning stage side penetration mark 103 is specifically set so as to deviate from the ideal relative position other than the specific mark in the center. This is shown in Fig. 8-1.
제8도의 (8-1)에 있어서, 실선은 이상적인 상대적위치이고, 점선으로 계측시의 실제 상대적위치이다.In Fig. 8-1, the solid line is an ideal relative position and the actual relative position at the time of measurement by a dotted line.
제8도의 (8-1)에 있어서, 원점 0는 레티클측투과마크(102) 및 주사스테이지측투과마크의 중앙부의 특정마크가 서로 일치되어야만 하는 레티클스테이지(7)와 주사스테이지(17)의 위치이다. 특정점A및 B는 레티클측투과마크(102)의 주기와 주사스테이지측투과마크(103)의 주기가 1주기(Lp)만큼 시프트한 위치이다.In Fig. 8 (8-1), the origin 0 is the position of the reticle stage 7 and the scanning stage 17 where the reticle side penetration mark 102 and the specific mark at the center of the scanning stage side penetration mark must coincide with each other. to be. Specific points A and B are positions where the period of the reticle side transmission mark 102 and the period of the scanning stage side transmission mark 103 are shifted by one period (Lp).
그러므로, 원점0에서 레티클측투과마크(102) 및 주사스테이지측 투과마크(103)의 중앙부의 특정마크가 서로 완전히 일치하고, 특정점A 및 B에서 레티클측투과마크(102)의 주기와 주사스테이지측투과마크(103)의 주기가 1주기(Lp)만큼 완전히 시프트하면, 제8도의 (8-2)의 실선으로 표시된 바와 같이, 원점0와 특정점 A및 B에서 광량검출부(111)~(114)의 출력은 모두 최대가 된다.Therefore, the specific mark at the center of the reticle side transmission mark 102 and the scanning stage side transmission mark 103 at the origin 0 completely coincide with each other, and the period and the scanning stage of the reticle side transmission mark 102 at the specific points A and B When the period of the side penetration mark 103 is shifted completely by one period Lp, as indicated by the solid line of (8-2) in FIG. 8, the light quantity detecting units 111 to (at the origin 0 and the specific points A and B). All outputs of 114) are maximum.
여기서, 원점0에서 레티클측투과마크(102) 및 주사스테이지측투과마크(103)의 중앙부의 특정마크가 서로 완전히 일치하지 않으면, 제8도의 (8-2)의 점선으로 표시된 바와 같이, 광량 검출부(111)~(114)중 어느 것 또는 전부의 출력이 최대가 되는 점이 원점0에서 일탈하게 된다.Here, if the specific mark at the center of the reticle side transmission mark 102 and the scanning stage side transmission mark 103 at the origin 0 does not coincide with each other completely, as indicated by the dotted line in (8-2) in FIG. The point at which the output of any or all of (111) to (114) becomes the maximum deviates from the origin zero.
제6도에 있어서, 점선은 레티클측투과마크(121),(122)의 중심선이고, 실선은 주사스테이지측투과마크(125),(126)의 중심선이다.6, the dotted line is the center line of the reticle side transmission marks 121 and 122, and the solid line is the center line of the scanning stage side penetration marks 125 and 126. In FIG.
제7도는 제 6도의 일부의 확대도로, 레티클측투과마크가 주사스테이지측 투과마크에 대한 이상적인 상대적인 위치로부터 Xeou, Yeou 양만큼 일탈된 경우를 도시한 것이다. 이 경우, 상부 광량센서(111),(112)의 출력이 최대가 되는 상대적 위치는 각각 L1및 L2만큼 이상적인 상대적 위치로부터 일탈된다.FIG. 7 is an enlarged view of a portion of FIG. 6 showing the case where the reticle side transmission mark deviates by the amount of Xeou, Yeou from the ideal relative position with respect to the scanning stage side transmission mark. In this case, the relative positions at which the outputs of the upper light quantity sensors 111 and 112 are maximized deviate from the ideal relative positions by L1 and L2, respectively.
본 실시예에서는 전체의 투과마크가 주사방향에 대해서 45도의 경사를 지니고 있다. 그러크로 이하와 같다:In this embodiment, the entire transmission mark has an inclination of 45 degrees with respect to the scanning direction. As such:
이것으로부터 이하가 된다:From this it becomes:
동시에, 다른 쌍의 레티클측투과마크(123) 및 (124)와 다른 쌍의 주사스테이지측투가마크(127) 및 (128)에 대해서 계측을 행한다. 레티클측투과마크가 주사스테이지측투과마크에 대한 이상적인 상대적 위치로부터 각각 L3, L4만큼 일칼되면, 이하의 관계식이 얻어진다:At the same time, measurement is performed on the other pair of reticle side penetration marks 123 and 124 and the other pair of scanning stage side penetration marks 127 and 128. If the reticle side penetration mark is cut by L3 and L4, respectively, from the ideal relative position to the scanning stage side transmission mark, the following relation is obtained:
여기서, 상부투과마크(125(126))와 하부투과마크(127(128))사이의 Y방향의 간격을 D, 레티클상의 이상적인 위치로부터의 일탈을(Xeo, Yeo), 각도일탈을 eeo, 중심배율오차를 Meo라 하면, 상기 Xeou, Yeou, Xeod및 Yeod 식으로부터 이하와 같다:Here, the distance in the Y direction between the upper transmission mark 125 (126) and the lower transmission mark 127 (128) is D, the deviation from the ideal position on the reticle (Xeo, Yeo), the angle deviation is eeo, the center If the magnification error is Meo, it is as follows from Xeou, Yeou, Xeod and Yeod equation:
상기 계측 및 연상에 의해, 레티클상의 이상적인 위치로부터 일탈(Xeo, Yeo)뿐아니라 각도일탈(eo)및 중심배율오차(Meo)가 명확하게 된다.By the measurement and association, the angle deviation (Xeo, Yeo) as well as the deviation from the ideal position on the reticle ( eo) and the center magnification error (Meo) become clear.
상기 L1~L4는 광량검출부(111)~(114)가 최대레벨이 되는 상대적위치로부터, 쉽게 결정됨에 주목하자.Note that the L1 to L4 are easily determined from the relative position at which the light quantity detecting units 111 to 114 become maximum levels.
이제, 제8도의 (8-1) 및 (8-2)를 참조하여 L1결정방법을 설명한다.The L1 determination method will now be described with reference to (8-1) and (8-2) in FIG.
제8도의 (8-2)에 있어서, Loo'는 광량검출부(111)가 최대인 점까지의 거리이다. 패턴의 1주기가 시프트된 레티클측상의 거리를 La, 패턴의 1주기의 간격을 Lp라 하면,In (8-2) of FIG. 8, Loo 'is the distance to the point where the light quantity detection part 111 is maximum. If the distance on the reticle side where one cycle of the pattern is shifted is La and the interval of one cycle of the pattern is Lp,
상기와 도일한 방법에 의해 L2~L4를 계측 및 연산에 의해 쉽게 구할 수 있다.By the same method as described above, L2 to L4 can be easily obtained by measurement and calculation.
본 실시예에서는 레티클측투과마크(102)와 주사스테이지측투과마크(103)와의 상대적 위치를 중앙부의 특정마크이외에는, 상술한 이상적인 상대적위치로부터 일탈되도록 구체적으로 설정하고 있다. 여기서, 원점 0로부터 특정점 A 및 B까지의 거리는 각각 La및 Lb이고, 이들은 각각 10㎜정도이다. 이에 비해 주사스테이지투과마크의 1주기는 수㎛정도이다. 그러므로, 레티클위치검출동작과 실제노광동작사이에는, 스페클, 유효광원 및 자세모두가 동일하다고 고려할 수 있다.In this embodiment, the relative position between the reticle side penetration mark 102 and the scanning stage side penetration mark 103 is specifically set so as to deviate from the above-described ideal relative position except for the specific mark in the center portion. Here, the distances from the origin 0 to the specific points A and B are La and Lb, respectively, which are each about 10 mm. In contrast, one cycle of the scanning stage permeation mark is about several micrometers. Therefore, it can be considered that the speckle, the effective light source, and the posture are all the same between the reticle position detecting operation and the actual exposure operation.
[3]레티클의 상면위치검출:[3] Detect top position of reticle:
상술한 레티클상의 이상적인 위치로부터의 일탈(Xeo, Yeo), 각도일탈(eo)및 배율오차(Meo)의 계측후, 보정을 행한다. 이상적인 상대적 위치로부터의 일탈(Xeo, Yeo)에 대해서는, 주사스테이지(17)측의 상대적 위치를 변경하여 보정한다. 각도일탈(eo)은 레티클스테이지(7)측의 레티클을θ회전하여 보정하고, 중심배율오차(Meo)는 배율조정기구(11)를 이용하여 보정한다.Deviation from the ideal position on the reticle (Xeo, Yeo), angular deviation ( eo) and correction of magnification error Meo. Deviations from the ideal relative position (Xeo, Yeo) are corrected by changing the relative position on the scanning stage 17 side. Angle deviation eo) corrects by rotating the reticle on the side of the reticle stage 7 by θ , and the center magnification error Meo using the magnification adjusting mechanism 11.
이후, 다시 복수회 레티클스테이지측투과마크(102)와 주사스테이지측투과마크(103)를 대응 시켜서 주사동작을 실행하고, 각 광량검출부(111)~(114)의 출력을 검출한다. 단, 주사동작마다, 주사스테이지측투과마크(103)의 위치를θZ틸트스테이지(16)에 의해 투영계(13)의 포커스방향으로 변화시킨다.Thereafter, a plurality of times the reticle stage side penetration mark 102 and the scanning stage side penetration mark 103 are made to perform a scanning operation, and the outputs of the respective light quantity detection units 111 to 114 are detected. However, every scanning operation, and changes the position of the scanning stage side transmission mark 103 in the focus direction of a projection system 13 by the Z-tilt θ stage 16.
주사스테이지측투과마크(103)의 위치를 투영계(13)의 포커스방향으로 변화시키면, 광량검출부(111)~(114)의 출력은 제8도의 (8-3)에 도시한 바와 같이 변화한다.When the position of the scanning stage side penetration mark 103 is changed in the focusing direction of the projection system 13, the output of the light amount detecting portions 111 to 114 changes as shown in (8-3) of FIG. .
여기서 감량검출부(111)~(114)의 출력이 최대가 되는 주사스테이지측투과마크의 Z방향위치가 레티클의 상면위치이다. 광량검출부(111),(112)의 출력이 최대가 되는 Z방향위치 및 광량검출부(113), (114)의 출력이 최대가 되는 Z방향위치로부터, 레티클(6)의 주사위치에 대한 상면의 위치 및 경사, 즉, 이상적 상면을 결정할 수 있다.Here, the Z-direction position of the scanning stage side penetration mark at which the outputs of the weight loss detection units 111 to 114 is maximum is the upper surface position of the reticle. From the Z direction position at which the output of the light quantity detectors 111 and 112 is maximum and the Z direction position at which the outputs of the light quantity detection units 113 and 114 are maximum, The position and inclination, ie the ideal top surface, can be determined.
이 이상적 상면은 다음의 웨이퍼노광공정시에 주사동작과 동기하여 웨이퍼표면에 대해서 재현될 필요가 있다 상기 계측후, 주사스테이지측투과마크판(32)을 투영계(13)의 아래로 이동하고, 주사동작에 동기하여 상기 이상적 상면을 주사스테이지측 투과마크판(32)을 이용하여 재현한다. 이때, 틸트포커스검출계(25)에 의거하여 계측한 이상적인 상면위치를 메모리에 기억한다.This ideal upper surface needs to be reproduced with respect to the wafer surface in synchronism with the scanning operation in the next wafer exposure process. After the measurement, the scanning stage side mark plate 32 is moved below the projection system 13, In synchronization with the scanning operation, the ideal upper surface is reproduced using the scanning stage side transmissive mark plate 32. At this time, the ideal upper surface position measured based on the tilt focus detection system 25 is stored in the memory.
[4]레티클전체면의 배율오차검출:[4] Detecting magnification errors on the entire surface of the reticle:
상기 레티클(6)의 이상적 위치로부터의 일탈(Xeo, Yeo), 각도일탈(eeo)및 배율오차(Meo)의 계측, 보정후 및 레티클의 주사위치에 대한 이상적 상면의 계측후, 오차를 모두 보정하도록 레티클스테이지측투과마크(102)와 주사스테이지측투과마크(103)를 다시 대응시켜서 주사동작을 실행하고 광량검출부(111)~(114)의 출력을 계측한다.After measurement and correction of deviations (Xeo, Yeo), angular deviations (eeo) and magnification error (Meo) from the ideal position of the reticle 6 and after measurement of the ideal upper surface for the dice of the reticle, all errors are corrected The reticle stage side transmission mark 102 and the scanning stage side transmission mark 103 are again associated with each other so as to perform a scanning operation and measure the output of the light quantity detecting units 111 to 114.
여기서, 투과마크의 중앙부의 특정마크위치에 대해서 보정이 완료되는 지를 확인함과 동시에 특정점 A 및 B에서 광량검출부(111)~(114)의 출력이 최대가 되는 지를 확인한다.Here, it is checked whether the correction is completed with respect to the specific mark position of the center portion of the transmission mark, and at the same time, it is checked whether the output of the light quantity detecting units 111 to 114 becomes the maximum.
특정점 A 및 B에 있어서, 광량검출부(111)~(114)의 출력중 어느 것이 특정점 A 및 B이외의 점에서 최대가 되면, 레티클의 위치검출([2]항목)의 경우에서와 동일한 방식으로 이하의 과정이 얻어진다: 즉, A위치에 있어서 레티클상의 이상적 위치로부터의 일탈(Xea, Yea), 각도일탈(ea)및 배율오차(Mea), 또 B위치에 있어서 레티클의 이상적위치로부터의 일탈(Xeb, Yeb), 각도일탈(eeb)및 배율오차를 검출한다. 그 결과와 원점 0에서의 일탈Xeo, Yeo,eo및 Meo에 의거해서, 원점 0로부터 A위치까지의 구간 및 원점 0로부터 B위치까지의 구간에 있어서의 위치일탈, 각도일탈 및 배율오차를, 레티클측 투과마크의 주상방향의 위치 r의 근사함수로서 Xe(r), Ye(r),e(r) 및 Me(r)의 값을 구한다 Xe(r)에 대해서는 주사동작에 동기하여 투과마크의 상대적 위치를 변화시키는 것에 의해 보정하고, Ye(r)에 대해서는, 주사도작에 동기하여 Y스테이지위치를 변화시키는 것에 의해,e(r)에 대해서는 주사동작에 동기하여 웨이퍼측을 회전시키는 것에 의해, Me(r)에 대해서는 주사동작에 동기하여 배율조정기구(11)에 의해 보정을 행함으로써 모든 일탈을 보정할 수 있다.At the specific points A and B, if any of the outputs of the light quantity detection units 111 to 114 becomes the maximum at a point other than the specific points A and B, the same as in the case of the position detection of the reticle (item [2]) In the same way the following procedure is obtained: deviation from the ideal position on the reticle on position A (Xea, Yea), angle deviation ( ea) and magnification error Mea, and deviation from the ideal position of the reticle at the B position (Xeb, Yeb), angle deviation (eeb), and magnification error are detected. The result and the deviation at origin zero Xeo, Yeo, Based on eo and Meo, the positional deviation, the angle deviation, and the magnification error in the section from the origin 0 to the A position and the section from the origin 0 to the B position are approximated by the position r in the columnar direction of the reticle side transmission mark. As Xe (r), Ye (r), The values of e (r) and Me (r) are obtained. For Xe (r), correction is made by changing the relative position of the transmission mark in synchronization with the scanning operation. For Ye (r), Y is synchronized with the scanning operation. By changing the stage position, By rotating the wafer side in synchronism with the scanning operation for e (r), all deviations can be corrected by performing correction by the magnification adjusting mechanism 11 in synchronism with the scanning operation for Me (r).
상기 보정치Xe(r), Ye(r),e(r) 및 Me(r)에 의거해서, 주사스테이지의 상대적 위치, Y스테이지위치, 웨이퍼측의 회전, 배율조정기구 및 상면위치를 어떤 방식으로 보정 또는 구동해야만 하는 지가 결정된다.The correction values Xe (r), Ye (r), Based on e (r) and Me (r), it is determined how the relative position of the scanning stage, the Y stage position, the rotation on the wafer side, the magnification adjusting mechanism and the upper surface position should be corrected or driven.
그러한 보정 및 구동에 이용되는 데이터는, 주사스테이지측투과마크로부터 본 레티클에 대한 보정데이터이다. 따라서, 이하 대레티클보정데이터라 한다. 이 때레티클보정데이터는 레티클의 주사방향위치의 함수이다.The data used for such correction and driving is correction data for the reticle viewed from the scanning stage side penetration mark. Therefore, hereinafter referred to as large reticle correction data. At this time, the reticle correction data is a function of the scanning direction position of the reticle.
[5] 얼라인먼트현미경의 대강의 포커스조정:[5] approximate focusing of alignment microscopes:
주사스테이지측투과마크(103)를 상기에서 구한 원점포커스위치로 하여 얼라인먼트현미경의 아래에 위치시킨다.The scanning stage side penetration mark 103 is positioned below the alignment microscope using the origin focus switch obtained above.
여기서, TV카메라(31)에 투과마크가 결상되도록 얼라인먼트현미경의 대물렌즈를 광축방향으로 이동한다. 이 목적은 얼라인먼트후의 웨이퍼를 투영광학계의 아래로 이동후, 포커스방향의 이동을 가능한 한 작게하는 것이다.Here, the objective lens of the alignment microscope is moved in the optical axis direction so that the transmission mark is formed on the TV camera 31. This object is to make the movement in the focus direction as small as possible after moving the wafer after alignment down the projection optical system.
[6] 얼라인먼트현미경의 기준패턴위치검출:[6] Detection of reference pattern positions in alignment microscopes:
본 실시예의 노광장치에서는, 투영계(13), 얼라인먼트현미경(30) 및 광량센서유닛(35)을 제9도에 도시한 바와 같이 동일한 Y축상에 배치하고 있다. 따라서, Y스테이지(18)의 이동에 의해, 광량센서유닛(35)을 얼라인먼트현미경 아래에 위치시키고, 주사스테이지(17)의 이동에 의해, 주사스테이지측투과마크판(32)을 광량센서유닛(35)위에 위치시키는 것이 가능하다.In the exposure apparatus of this embodiment, the projection system 13, the alignment microscope 30 and the light amount sensor unit 35 are arranged on the same Y axis as shown in FIG. Therefore, the light quantity sensor unit 35 is positioned below the alignment microscope by the movement of the Y stage 18, and the scanning stage side transmission mark plate 32 is moved by the light quantity sensor unit (by the movement of the scanning stage 17). It is possible to position above.
얼라인먼트현미경(30)은 제10도에 도시한 구성으로 되어 있고, 여기서, (150)은 얼라인먼트 현미경(30)내의 기준패턴, (151)은 대물렌즈, (152)~(155)는 광학렌즈, (156), (157)은 하프미러, (158), (159)는 광원(도시생략)으로부터 조명용의 광을 도광하는 광파이버이다.The alignment microscope 30 has the configuration shown in FIG. 10, where 150 is a reference pattern in the alignment microscope 30, 151 is an objective lens, and 152 to 155 are optical lenses, 156 and 157 are half mirrors, and 158 and 159 are optical fibers for guiding light for illumination from a light source (not shown).
또, 제11도에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트현미경의 위치기준이 되는 레티클대응마크(161),(162)가 기준마크(150)내에 배치되어 있다.As shown in FIG. 11, reticle corresponding marks 161 and 162 serving as the positional reference of the alignment microscope are arranged in the reference mark 150. As shown in FIG.
이 레티클대응마크(161),(162)의 투영상이 주사스테이지측투과마크판(32)상의 투과마크(125),(126)의 특정마크와 일치하도록 주사스테이지측투과마크판(32)의 주사방향의 위치결정을 행한다. 그 다음에, 이 결정된 위치에 대해서 주사방향으로 위치를 미소하게 변화시키면서, 또, 포커스방향으로도 위치를 변화시키면서, 광량검출부(111),(112)의 출력을 검출한다.The projection stage side transmissive mark plate 32 is formed such that the projection images of the reticle-corresponding marks 161 and 162 coincide with specific marks of the transmissive marks 125 and 126 on the scan stage side transmissive mark plate 32. Positioning in the scanning direction is performed. Then, the outputs of the light quantity detectors 111 and 112 are detected while changing the position slightly in the scanning direction with respect to this determined position and also changing the position in the focus direction.
상기 동작에 의해, 레티클측투과마크(102)의 투영상의 위치의 검출 및 상면검출의 경우와 마찬가지의 방법으로, 레티클대응마크(161),(162)의 투영상의 위치 및 상면검출이 행해진다.By the above operation, the projection image position and image detection of the reticle-corresponding marks 161 and 162 are performed in the same manner as in the case of the detection of the position of the projection image of the reticle side transmission mark 102 and the image detection. All.
이것은 레티클측투과마크(102)의 투영상의 위치검출 및 상면검출의 경우와 이하의 2가지점에서 다르다:This is different from the case of position detection and image detection of the projected image of the reticle side transmission mark 102 in the following two points:
(ⅰ) 정지상태에서 계측이 행해진다.(Iii) Measurement is performed in the stopped state.
(ⅱ) 광량검출부를 2개만 사용한다.(Ii) Only two light quantity detectors are used.
이상의 동작에 의해, 레티클측투과마크의 투영상의 위치, 상면에 대한 레티클대응마크(161)(162)의 투영상의 위치, 상면의 상대적위치가 명확하게 된다.By the above operation, the position of the projection image of the reticle side transmission mark, the position of the projection image of the reticle correspondence marks 161 and 162 with respect to the image surface, and the relative position of the image surface become clear.
이 상대적 위치를 투영광학계(13)와 얼라인먼트현미경(30)과의 베이스라인이라 한다.This relative position is referred to as the baseline between the projection optical system 13 and the alignment microscope 30.
이상 [1]~[6]의 고정은 웨이퍼처리의 개시전 또는 웨이퍼처리도중에 조작자로부터의 시스템캘리브레이션명령의 입력에 의해 자동적으로 실행가능하다.The above fixing [1] to [6] can be automatically executed by inputting a system calibration command from an operator before the start of wafer processing or during wafer processing.
[7] 웨이퍼반입:[7] wafer loading:
제1도로 되돌아가서, 본 실시예의 노광장치는, 이하와 같이 웨이퍼반입을 행한다. 웨이퍼 처리개시명령의 입력에 의해, 웨이퍼반송계(도시생략)내의 웨이퍼캐리어로부터 웨이퍼를 자동적으로 꺼낸다. 웨이퍼반송계내의 프리얼라인먼트기구부에 있어서, 웨이퍼를 XY스테이지에 탑재하고, 웨이퍼단부검출기능에 의해 웨이퍼의 외주형상뿐 아니라 그 오리엔테이션플랫부도 검출한다. 그 다음에 XYθ스테이지에 의해, 웨이퍼의 오리엔테이션플랫을 소정 방향으로 향하게 하고, 웨이퍼의 중심위치를 결정한다. 그 다음에, 포커스검출기능에 의해, 웨이퍼의 표면의 레벨(높이)을 검출한다.Returning to FIG. 1, the exposure apparatus of the present embodiment carries out wafer loading as follows. By input of the wafer processing start command, the wafer is automatically taken out from the wafer carrier in the wafer transfer system (not shown). In the prealignment mechanism in the wafer transfer system, the wafer is mounted on an XY stage, and the wafer end detection function detects not only the outer circumferential shape of the wafer but also its orientation flat portion. Then, the orientation plane of the wafer is oriented in the predetermined direction by the XY θ stage, and the center position of the wafer is determined. Then, the focus detection function detects the level (height) of the surface of the wafer.
이후, 프리얼라인먼트계의 상부에 배치되어 있는 현미경아래에 웨이퍼상의 프리얼라인먼트마크를 위치시켜서 프리얼라인먼트마크의 위치를 계측한 다음, 웨이퍼의 패턴위치가 반송계의 특정기준위치와 소정의 위치관계가 되도록, 상기 XYθ스테이지를 구동한다.Subsequently, the alignment mark on the wafer is placed under the microscope arranged on the upper portion of the alignment system to measure the position of the alignment mark, and then the pattern position of the wafer becomes a predetermined positional relationship with the specific reference position of the transfer system. The XY θ stage is driven.
그 다음에, 노광장치의 중앙처리장치(CPU)(70)에 대해 웨이퍼레벨검출에 의거하여 판명된 웨이퍼두께정보를 공급한다.Then, the wafer thickness information found on the basis of wafer level detection is supplied to the central processing unit (CPU) 70 of the exposure apparatus.
이 정보를 받으면, 노광장치의 CPU(70)는 웨이퍼를 탑재할 때 웨이퍼표면이 거의 투영계 및 얼라인먼트현미경의 포커스위치가 되도록θZ틸트스테이지의 Z구동기구를 구동시켜 웨이퍼척의 레벨(높이)을 변화시킨다.Upon receiving this information, the exposure apparatus the CPU (70) is a wafer chuck level to drive the Z drive mechanism of θ Z tilt stage so that the focus position of the wafer surface is substantially a projection system and the alignment microscope when mounting the wafer (height) Change.
이상의 동작후, 반송계는 반입용 핸드에 의해 웨이퍼를 반송계의 XYθ스테이지로부터 노광장치의 웨이퍼척상으로 이동시킨다.After the above operation, the transfer system moves the wafer from the XY θ stage of the transfer system onto the wafer chuck of the exposure apparatus by the carrying-in hand.
[8]웨이퍼의 위치검출:[8] Detection of wafers:
웨이퍼척(15)상에 웨이퍼(14)가 적재되면, 웨이퍼(14)를 Y스테이지(18)및 주사스테이지(17)에 의해 투영계 (13)의 아래로 이동시켜 포커스검출계(25),(26)에 의해, 웨이퍼전체면에 대한 레벨계측을 행한다.When the wafer 14 is loaded on the wafer chuck 15, the wafer 14 is moved below the projection system 13 by the Y stage 18 and the scanning stage 17 so that the focus detection system 25, In (26), level measurement of the entire wafer surface is performed.
그다음에, 웨이퍼상의 소정의 복수의 칩영역을 순차 얼라인먼트현미경(30)의 아래로 이동하여 각 칩영역내에 배치되어 있는 얼라인먼트마크의 위치계측을 행한다.Then, a plurality of predetermined chip regions on the wafer are sequentially moved below the alignment microscope 30 to perform position measurement of the alignment marks arranged in the respective chip regions.
얼라인먼트마크의 위치계측은 얼라인먼트현미경(30)내의 기준마크(150)내의 레티클대응마크(161),(162) 및 투과마크부(160)를 웨이퍼상에 투영하는 것에 의해 행해진다. 이때, 투과마크부(160)를 통과한 광은 웨이퍼(14)의 얼라인먼트마크를 조명하도록 이용된다. 따라서, CCD카메라(31)에는, 레티클대응마크(161),(162)및 웨이퍼(14)의 얼라인먼트마크가 투영된다.Position measurement of the alignment mark is performed by projecting the reticle-corresponding marks 161 and 162 and the transmission mark portion 160 in the reference mark 150 in the alignment microscope 30 onto the wafer. In this case, the light passing through the transmission mark unit 160 is used to illuminate the alignment mark of the wafer 14. Therefore, the alignment marks of the reticle correspondence marks 161 and 162 and the wafer 14 are projected on the CCD camera 31.
이 계측에 의해, 얼라인먼트현미경내의 레티클대응마크(161) 및 (162)에 대한 웨이퍼의 각 칩의 상대적 위치와 각 칩의 주사방향 및 주사방향과 수직인 방향의 배율이 결정된다.By this measurement, the relative position of each chip of the wafer with respect to the reticle correspondence marks 161 and 162 in the alignment microscope, and the magnification of the scanning direction and the direction perpendicular to the scanning direction of each chip are determined.
이상의 동작에 의해, 웨이퍼의 각 칩에 대한 노광공정시, 주사동작에 동기하여 주사스테이지의 상대적위치, Y스테이지위치 및 배율조정기구 등이 어떻게 보정 및 구동되어야 하는지가 결정된다.By the above operation, in the exposure process for each chip of the wafer, it is determined how the relative position of the scanning stage, the Y stage position, the magnification adjusting mechanism and the like should be corrected and driven in synchronization with the scanning operation.
그러한 보정 및 구동에 이용되는 데이터는 얼라인먼트현미경(30)내의 레티클대응마크(161),(162)로부터 본 웨이퍼에 대한 보정데이터이다. 따라서 이하, 대웨이퍼보정데이터라 한다.The data used for such correction and driving is correction data for the wafer viewed from the reticle corresponding marks 161 and 162 in the alignment microscope 30. Therefore, hereinafter, referred to as large wafer correction data.
[9] 주사노광:[9] scanning exposure:
전술의 대레티클보정데이터, 베이스라인 및 대웨이퍼보정데이터에 의거해서, 주사노광공정중에, 레티클과 웨이퍼의 각핍전체면을 정확하게 일치시켜서 포커스조정을 행하는 것이 가능하다.Based on the above-mentioned large reticle correction data, baseline and large wafer correction data, it is possible to perform focus adjustment by accurately matching the entire surface of each pleat of the reticle and the wafer during the scanning exposure process.
대웨이퍼보정데이터의 계측완료후, 대레티클보정데이터, 베이스라인 및 대웨이퍼보정데이터에 의거해서 웨이퍼(14)의 제 1칩을 투영계(13)아래로 이동시킨 다음, 대레티클보정데이터 및 대웨이퍼보정데이터에 의해 레티클과 특정칩의 이상적인 상대위치와 이상적인 상면위치를 유지하면서, 또 상호배율보정을 실행하면서, 래티클스테이지(7)와 주사스테이지(17)는 실제의 노광주사동작을 개시한다.After the measurement of the large wafer correction data is completed, the first chip of the wafer 14 is moved under the projection system 13 based on the large reticle correction data, the baseline and the large wafer correction data, and then the large reticle correction data and the large wafer are adjusted. The reticle stage 7 and the scanning stage 17 start the actual exposure scanning operation while maintaining the ideal relative position and the ideal upper surface position of the reticle and the specific chip by the wafer correction data and performing mutual magnification correction. .
본 실시예의 노광장치에서는 웨이퍼(14)의 노광량은 미리 입력되어 있다. 이 노광량을 실현하기 위해, 광원인 엑시머레이저(1)의 1펄스에서의 광에너지를 검출할 필요가 있다.In the exposure apparatus of this embodiment, the exposure amount of the wafer 14 is input in advance. In order to realize this exposure amount, it is necessary to detect the light energy in one pulse of the excimer laser 1 which is a light source.
본 실시예에서는, 웨이퍼처리개시전에, 엑시머레이저를 발진시켜 웨이퍼면조도에 대응하는 레티클면조도를 광센서(4)에 의해 계측한다. 이 계측에 의거해서, 웨이퍼상의 전체영역에 필요한 수의 노광광펄스를 계산한다.In this embodiment, before starting the wafer processing, the excimer laser is oscillated and the reticle surface roughness corresponding to the wafer surface roughness is measured by the optical sensor 4. Based on this measurement, the required number of exposure light pulses for the entire area on the wafer is calculated.
CPU(70)는 노광주사의 개시전에 상기 계산된 필요노광광펄스수로부터, 엑시머레이저가 발진되는 주사스테이지위치를 발진제어부(40)에 설정한다. 노광주사동작중, 노광제어부(40)는 주사스테이지(17)의 위치를 계속해서 모니터하고, 레이저가 발진되어야만 하는 미리 설정된 주사스테이지위치에 주사스테이지(17)가 도달할때마다 엑시머레이저(1)에 발진지령신호를 출력하고 엑시머레이저(1)를 발진시켜서 펄스광을 발생시킨다.The CPU 70 sets the oscillation control unit 40 to the scanning stage position at which the excimer laser is oscillated from the calculated required exposure pulse number before the start of the exposure scan. During the exposure scanning operation, the exposure control unit 40 continuously monitors the position of the scanning stage 17 and excimer laser 1 whenever the scanning stage 17 reaches a preset scanning stage position where the laser should be oscillated. The oscillation command signal is output to the oscillator 1, and the excimer laser 1 is oscillated to generate pulsed light.
이상의 동작에 의해, 1개 칩의 노광이 완료된다. 동일한 동작을 동일한 웨이퍼상의 남아있는 칩전부에 대해서 행한다.By the above operation, exposure of one chip is completed. The same operation is performed on all remaining chips on the same wafer.
[10] 웨이퍼의 반출 :[10] Wafer removal:
모든 칩의 노광이 완료된 후, 웨이퍼(14)를 Y스테이지(18) 및 주사스테이지(17)에 의해 웨이퍼반출위치로 이동한 다음, 반송계의 반출핸드(도시생략)에 의해 웨이퍼(14)를 웨이퍼척(15)으로부터 반출한다.After the exposure of all the chips is completed, the wafer 14 is moved to the wafer unloading position by the Y stage 18 and the scanning stage 17, and then the wafer 14 is unloaded by the unloading hand (not shown) of the transfer system. It unloads from the wafer chuck 15.
[변형예][Modification]
상기 본 발명의 실시예를 이하와 같이 변형해도 된다.The embodiment of the present invention described above may be modified as follows.
(1) 복수의 웨이퍼측 투과마크 및 광량센서:(1) A plurality of wafer-side transmission marks and light quantity sensor:
웨이퍼척의 주변에 복수의 웨이퍼측투과마크와 복수의 광량센서를 배치해도 된다. 이것에 의해 자세차이의 정밀한 보정이 가능하게 된다.A plurality of wafer side transmission marks and a plurality of light quantity sensors may be disposed around the wafer chuck. This enables precise correction of the posture difference.
(2) 테스트레티클:(2) Test Reticle:
상기 레티클측투과마크를 실제의 반도체소자를 제작하려는 실제의 레티클상에 다수 형성하는 것은 얼라인먼트패턴 또는 다른 패턴과의 관계때문에 불가능한 경우가 있다. 이 대책으로서, 레티클측투과마크를 다수 설치한 테스트레티클을 이용하여 주기적으로 엄밀한 보정을 행하므로 실제 레티클에 있어서는 소수의 레티클측투과마크를 형성해도 된다.It is sometimes impossible to form a plurality of the reticle side transmission marks on the actual reticle to manufacture the actual semiconductor device due to the alignment pattern or the relationship with other patterns. As a countermeasure, strict correction is performed periodically using a test reticle provided with a large number of reticle side penetration marks, so that a small number of reticle side transmission marks may be formed in actual reticles.
(3) 투과마크와 광량센서의 일체화:(3) Integration of transmission mark and light amount sensor:
레티클상 및 주사스테이지상에 상기 실시예에서와 같이 다수의 경사투과마크를 설치하고, 주사스테이지측투과마크아래에 광량센서를 고정장착해도 된다. 이것에 의해 주사스테이지측투과마크를 항상광량센서수광면에 동일한 포커스상태로 결상하는 것이 가능하다. 또, 레티클 상면위치의 고정밀도의 검출도 가능하다. 하지만, 이 방법에서는 주사스테이지측투과마크아래에 검출감도가 균일한 긴 광량센서를 배치할 필요가 있으므로, 광원으로서 엑시머레이저등의 고속펄스광원을 이용하는 경우에는, 광량센서 단독으로 감도균일성요구를 만족하는 것은 일반적으로 곤란하다. 이것에 의해 광량센서의 감도의 캘리브레이션이 필요하다. 그에 대한 실례로서는 노광장치에 있어서, 레티클을 정지상태로 유지하면서 주사스테이지측투과마크로 입사하는 광량을 균일하게 유지하고, 이 상태를 유지하면서, 주사스테이지측투과마크와 광량센서의 일체화구조로 구성된 검출유닛을 이동시킨다. 이 동작중에 광량센서의 출력변화를 캘리브레이션데이터로서 기억하고, 이것은 실제의 레티클위치검출 또는 상면검출시의 광량센서의 출력데이터의 캘리브레이션에 사용해도 된다. 하지만 광원으로부터의 광에너지의 안정성이 그다지 높지 않으면, 전술한 실시예를 참조하여 설명한 레티클면조도검출계를 이용해서 광원의 광에너지를 실측하여 캘리브레이션데이터를 보정할 필요가 있다.On the reticle and the scanning stage, a plurality of inclined transmission marks may be provided as in the above embodiment, and a light quantity sensor may be fixedly mounted below the scanning stage side transmission marks. This makes it possible to image the scanning stage side transmission mark at the same focus state on the light quantity sensor light-receiving surface at all times. It is also possible to detect high precision of the reticle upper surface position. However, in this method, it is necessary to arrange a long light quantity sensor with a uniform detection sensitivity under the scanning stage side transmission mark. Therefore, when a high speed pulse light source such as an excimer laser is used as the light source, the light intensity sensor alone is required for the uniformity of sensitivity. It is generally difficult to be satisfied. This requires calibration of the sensitivity of the light quantity sensor. As an example of this, in the exposure apparatus, while the reticle is in a stationary state, the amount of light incident on the scanning stage side penetration mark is uniformly maintained, and the detection is composed of an integrated structure of the scanning stage side transmission mark and the light quantity sensor while maintaining this state. Move the unit. During this operation, the output change of the light quantity sensor may be stored as calibration data, which may be used for calibration of the output data of the light quantity sensor at the time of actual reticle position detection or image detection. However, if the stability of the light energy from the light source is not so high, it is necessary to calibrate the calibration data by measuring the light energy of the light source using the reticle surface roughness detection system described with reference to the above-described embodiment.
이하, 상기 설명한 노광장치를 이용한 디바이스제조방법의 실시예를 설명한다.An embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described below.
제13도는 예를들면, 반도체칩(예를들면 IC 또는LSI), 액정패널, CCD, 박막자기헤드 또는 마이크로머신 등의 마이크로디바이스의 제조순서의 플로차트이다. 스텝 1은 반도체디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이고, 스텝 2는 상기 설계한 회로패턴에 의거해서 마스크를 제작하는 공정이며, 스텝 3은 실리콘 등의 재료를 이용해서 웨이퍼를 제조하는 공정이다.FIG. 13 is a flowchart of a manufacturing procedure of a microdevice such as a semiconductor chip (for example, IC or LSI), a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, or a micromachine. Step 1 is a design step of designing a circuit of a semiconductor device, step 2 is a step of making a mask based on the designed circuit pattern, and step 3 is a step of making a wafer using a material such as silicon.
스텝 4는 상기 준비한 마스크와 웨이퍼를 이용해서, 리소그래피기술에 의해 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성하는 소위 전(前)공정이라 불리는 웨이퍼공정이고, 다음의 스텝 5는 스텝 4에서 처리된 웨이퍼를 반도체칩으로 형성하는 후공정이라 불리는 조립공정이다. 이 공정은 어셈블링공정(다이싱 및 본딩공정)과 패키징공정(칩봉인)을 포함한다. 스탭 6은 스텝 5에서 작성된 반도체장치의 동작체크, 내구성체크 등을 수행하는 검사공정이다. 이들 공정에 의해, 반도체장치가 완성되어 출하된다(스텝7).Step 4 is a so-called pre-process wafer process in which an actual circuit is formed on the wafer by a lithography technique using the prepared mask and wafer, and the next step 5 is a semiconductor process of the wafer processed in step 4 It is an assembly process called post-process which forms into a chip. This process includes an assembly process (dicing and bonding process) and a packaging process (chip sealing). Step 6 is an inspection process for performing the operation check, durability check, and the like of the semiconductor device created in Step 5. By these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).
제14도는 웨이퍼공정의 상세를 표시한 플로차트이다. 스텝 11은 웨이퍼의 표면을 산화시키는 산화공정이고, 스텝 12는 웨이퍼표면에 절연막을 형성한는 CVD공정이며, 스텝 13은 증착법에 의해 웨이퍼상에 전극을 형성하는 전극형성공정이다. 스텝 14는 웨이퍼에 이온을 주입시키는 이온주입공정이고, 스텝 15는 웨이퍼에 레지스트(감광재)를 도포하는 레지스트공정이며, 스텝 16은 전술한 노광장치에 의해서 웨이퍼상에 마스크의 회로패턴을 노광에 의해 프린트하는 노광공정이다. 스텝17은 노광한 웨이퍼를 현상하는 현상공정이고, 스텝 18은 현상한 레지스트상이외의 부분을 제거하는 에칭공정이고, 스텝 19는 에칭공정후 웨이퍼상에 남아있는 레지스트를 박리하는 박리공정이다. 이들 공정을 반복함으로써, 웨이퍼상에 회로패턴이 중첩 형성된다.14 is a flowchart showing the details of the wafer process. Step 11 is an oxidizing step of oxidizing the surface of the wafer, step 12 is a CVD step of forming an insulating film on the wafer surface, and step 13 is an electrode forming step of forming an electrode on the wafer by a vapor deposition method. Step 14 is an ion implantation process for implanting ions into the wafer, and step 15 is a resist process for applying a resist (photosensitive material) to the wafer, and step 16 is for exposing the circuit pattern of the mask onto the wafer by the exposure apparatus described above. It is an exposure process to print by. Step 17 is a developing step of developing the exposed wafer, step 18 is an etching step of removing portions other than the developed resist image, and step 19 is a peeling step of peeling the resist remaining on the wafer after the etching step. By repeating these processes, circuit patterns are superimposed on the wafer.
이상 본 발명은 여기에 개시된 구조를 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 이로써 한정되지 않고, 개량목적이나 이하의 특허청구범위의 범위내에 들어가는 그러한 모든 변형이나 수정도 포함하는 것임은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the structure disclosed here, this invention is not limited to this, Comprising: It is a matter of course that all such a deformation | transformation and a correction which fall within the scope of the following claims are included.
Claims (11)
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