JP2005109418A - Method for determining parameter for signal processing, alignment method, and method and system for exposure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般には、フォトリソグラフィーにおいて半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ(LCD)用のガラス基板などの被処理体を露光する露光方法及び装置に係り、特に、アライメントのパラメーターを最適化する方法に関する。ここで、「アライメントのパラメーター」とは、レチクルと被処理体とのアライメントと何らかの関連性を有するパラメーターである。本発明は、ウェハプロセス誤差が発生し得る状況において、アライメントを高精度に行うのに好適である。 The present invention generally relates to an exposure method and apparatus for exposing an object to be processed such as a single crystal substrate for a semiconductor wafer and a glass substrate for a liquid crystal display (LCD) in photolithography, and in particular, optimizes alignment parameters. On how to do. Here, the “alignment parameter” is a parameter having some relationship with the alignment between the reticle and the object to be processed. The present invention is suitable for performing alignment with high accuracy in a situation where a wafer process error may occur.
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、半導体デバイスを製造するための投影露光装置には、レチクル又はマスク(本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する。)上に描画された回路パターンをウェハ上に高い解像力で投影露光することが要求されている。回路パターンの投影解像力は投影光学系の開口数(NA)及び露光波長に依存するので、投影光学系のNAを大きくする方法や露光光をより短波長化する方法が高解像度化のために採用されている。また、投影光学系のNAを大きくすることに伴う露光装置の焦点深度不足の問題を解決する平坦化技術として、CMP(Chemical Mechanical Polishing)プロセス等も導入されている。 Due to the recent demand for miniaturization and thinning of electronic equipment, a projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device is drawn on a reticle or mask (in this application, these terms are used interchangeably). It is required to project and expose a circuit pattern on a wafer with high resolution. Since the projection resolution of the circuit pattern depends on the numerical aperture (NA) of the projection optical system and the exposure wavelength, a method of increasing the NA of the projection optical system and a method of shortening the exposure light wavelength are adopted for higher resolution. Has been. In addition, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process or the like has been introduced as a flattening technique for solving the problem of insufficient depth of focus of an exposure apparatus associated with increasing the NA of the projection optical system.
露光に重要なパラメーターの1つとして、ウェハにパターンを幾つか重ね合わせる際の精度である重ね合わせ精度がある。所望の重ね合わせ精度を得るためには、レチクルとウェハとを高精度にアライメントする(レチクルとウェハの相対的な位置を合わせる)必要があり、回路パターンの微細化に伴ってアライメント精度はますます厳しくなっている。アライメントに必要な精度は、典型的には、回路線幅の1/3程度であり、例えば、現状の180nmデザインにおける必要精度はその1/3の60nmである。 One of the important parameters for exposure is the overlay accuracy, which is the accuracy when overlaying several patterns on the wafer. In order to obtain the desired overlay accuracy, it is necessary to align the reticle and wafer with high precision (alignment of the relative position of the reticle and wafer), and the alignment accuracy increases as the circuit pattern becomes finer. It is getting strict. The accuracy required for alignment is typically about 1/3 of the circuit line width. For example, the required accuracy in the current 180 nm design is 1/3 of 60 nm.
ウェハの各ショットとレチクルとのアライメントは、レチクル上の回路パターンと同時にウェハに露光転写された各ショットに対応してアライメントマークの位置を検出することにより行われる。アライメントマークは、光学系を介してアライメントマークからの光をCCDカメラで受光し、得られた電気信号を種々のパラメーターを用いて信号処理することによりその位置を検出している。そして、かかる検出結果に基づいてウェハをレチクルに対して位置決めすることにより行われる。検出結果とは、具体的には例えばウェハ倍率、ウェハ回転、シフト量等が挙げられる。 The alignment between each shot of the wafer and the reticle is performed by detecting the position of the alignment mark corresponding to each shot exposed and transferred onto the wafer simultaneously with the circuit pattern on the reticle. The alignment mark detects its position by receiving light from the alignment mark with a CCD camera via an optical system and processing the obtained electrical signal using various parameters. Then, the wafer is positioned with respect to the reticle based on the detection result. Specifically, the detection result includes, for example, wafer magnification, wafer rotation, shift amount, and the like.
アライメントマークを精度よく検出するためには、信号処理のパラメーターの最適化が必要である。これは、デバイス製造のプロセスに応じてアライメントマークの形状や状態等が変化し、それにより信号処理に最適なパラメーターが異なるからである。最適化がなされていないパラメーターを用いてアライメントマークの位置を検出すると検出誤差が生じる恐れがあり、重ね合わせ精度の低下にもつながる。 In order to detect the alignment mark with high accuracy, it is necessary to optimize signal processing parameters. This is because the shape and state of the alignment mark change depending on the device manufacturing process, and the optimum parameters for signal processing differ accordingly. If the position of the alignment mark is detected using a parameter that has not been optimized, a detection error may occur, leading to a decrease in overlay accuracy.
信号処理パラメーターの最適化の現状は、ある信号処理パラメーターを用いたAGAによってウェハの各ショットとレチクルとのアライメントを行い、数枚のセンダヘッド(send a head)を露光して重ね合わせ検査装置の結果によって決定される。重ね合わせ装置の結果がよければ、かかる信号処理パラメーターでアライメントを行いながら1ロット乃至数ロットの露光を行う。重ね合わせ装置の結果が悪ければ、信号処理パラメーターを変更してアライメントを行い、センダヘッドを露光して重ね合わせ検査装置の結果がよくなるまで繰り返す。 The current state of optimization of signal processing parameters is that the AGA using a certain signal processing parameter aligns each shot of the wafer with the reticle, exposes several sender heads, and results from the overlay inspection system. Determined by. If the result of the superposition apparatus is satisfactory, exposure of one to several lots is performed while performing alignment with such signal processing parameters. If the result of the overlay apparatus is bad, alignment is performed by changing the signal processing parameter, and the sender head is exposed to repeat until the result of the overlay inspection apparatus is improved.
しかし、回路パターンの急速な微細化に伴って要求されるアライメント精度が高くなり、CCDカメラの一画素の大きさよりも高い検出精度が求められるようになると、従来の最適なパラメーターを用いた信号処理でも検出精度が十分でない場合が生じる恐れがある。また、一般に、レチクルとウェハとのアライメントを行う際に、ウェハのアライメント精度を劣化させる大きな要因としてWIS(Wafer Induced Shift)と呼ばれるウェハに起因するアライメント誤差要因も存在する。なお、画素とは、画像を形成する最小単位であり、光電変換するCCDカメラの1つ1つのセル(基本単位)である。 However, as the alignment accuracy required with the rapid miniaturization of circuit patterns increases and detection accuracy higher than the size of one pixel of a CCD camera is required, signal processing using conventional optimal parameters However, the detection accuracy may not be sufficient. In general, when performing alignment between a reticle and a wafer, there is an alignment error factor caused by the wafer called WIS (Wafer Induced Shift) as a major factor that deteriorates the alignment accuracy of the wafer. A pixel is a minimum unit for forming an image, and is a cell (basic unit) of each CCD camera that performs photoelectric conversion.
そこで、本発明者は、従来のようにセンダヘッドの信号処理パラメーターをロット内の全ウェハに適用するとアライメント精度が低下してしまうため、アライメントの結果に基づいて信号処理パラメーターをロット内又はウェハ内で動的に変更することを検討した。 Therefore, the present inventor applies the signal processing parameters of the sender head to all the wafers in the lot as in the conventional case, so that the alignment accuracy is lowered. Therefore, the signal processing parameters are set in the lot or in the wafer based on the alignment result. We considered changing it dynamically.
なお、信号処理パラメーターを動的に変更して最適化する技術としては、例えば、CCDカメラが撮像したアライメント波形から撮像状態を変化させた擬似波形を直接作成し、かかる擬似波形に対して複数の信号処理パラメーターで信号処理を行い、変化させた撮像状態を検出できる信号処理パラメーターを最適なものとする提案がされている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、特許文献1に記載されている信号処理パラメーターの最適化技術は、CCDカメラが検出したアライメント波形から擬似波形を直接作成しているために、例えば、WIS等によりアライメント波形の一部に大きな誤差が生じると、かかる一部から得られる最適な信号処理パラメーターにも誤差が含まれ、実際には最適な信号処理パラメーターではない場合がある。 However, the signal processing parameter optimization technique described in Patent Document 1 directly creates a pseudo waveform from the alignment waveform detected by the CCD camera. When an error occurs, the optimum signal processing parameter obtained from such part also includes an error, and may not actually be the optimum signal processing parameter.
そこで、本発明は、設定された信号処理パラメーターが最適であるか否かを判断して、信号処理のパラメーターを決定する方法、アライメント方法、露光方法及び装置を提供することを例示的目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method, an alignment method, an exposure method, and an apparatus for determining whether a set signal processing parameter is optimal and determining a signal processing parameter. .
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのパラメーターを決定する方法は、物体に形成されたマークの位置を検出するための信号処理に設定可能なパラメーターを決定する方法であって、前記マークの光学像を撮像素子上に結像することにより得られる第1の波形を生成するステップと、前記第1の波形を前記撮像素子の1画素内で所定のずらし量だけずらして第2の波形を生成するステップと、前記第2の波形に対して前記パラメーターを変化させて前記信号処理を行うことにより前記パラメーターを決定するステップとを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for determining a parameter as one aspect of the present invention is a method for determining a parameter that can be set for signal processing for detecting a position of a mark formed on an object, Generating a first waveform obtained by forming an optical image of the mark on an image sensor, and shifting the first waveform by a predetermined shift amount within one pixel of the image sensor; And a step of determining the parameter by performing the signal processing by changing the parameter with respect to the second waveform.
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。 Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、設定された信号処理パラメーターが最適であるか否かを判断して、信号処理パラメーターを最適化する方法、露光方法及び装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method, an exposure method and an apparatus for determining whether or not a set signal processing parameter is optimal and optimizing the signal processing parameter.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「装置設定JOBパラメーター」は、ウェハの露光のために実際の露光装置に設定されているパラメーター値群を意味し、「装置非設定JOBパラメーター」は、当該ウェハの露光のために実際の露光装置には設定されていないが、機能的には設定可能なパラメーター値群のことを意味する。「アライメントパラメーター」とは、レチクルと被処理体とのアライメントと何らかの関連性を有するパラメーターである。また、「アライメントパラメーター」は、数値で設定可能なパラメーターの数値はもちろん、信号処理方式の選択といった、直接数値にはあてはまらない設定パラメーターの選択肢データーなどの条件も含む。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, “apparatus setting JOB parameter” means a parameter value group set in an actual exposure apparatus for wafer exposure, and “apparatus non-setting JOB parameter” means exposure of the wafer. For this reason, it means a set of parameter values that are not set in an actual exposure apparatus but are functionally settable. The “alignment parameter” is a parameter having some relationship with the alignment between the reticle and the object to be processed. The “alignment parameter” includes not only numerical values of parameters that can be set numerically but also conditions such as selection data of setting parameters that do not directly apply to numerical values, such as selection of a signal processing method.
図1は、本実施形態を実現するための露光システム1の構成図である。露光システム1において、100及び200は、半導体露光装置であり、レチクル上の回路パターンをウェハに露光する。300は、半導体露光装置100のアライメントパラメーターを最適化するホストコンピューターであり、パーソナルコンピューター又はワークステーションで構成される。400は、ハードディスクなどの記憶装置であり、露光装置100及び200によるアライメントパラメーター(例えば、アライメント波形に対する信号処理の処理パラメーター(フィルタ次数、処理ウィンドウの中心距離など)、信号処理方式など)をデータベース化して格納する。 FIG. 1 is a block diagram of an exposure system 1 for realizing this embodiment. In the exposure system 1, reference numerals 100 and 200 denote semiconductor exposure apparatuses, which expose a circuit pattern on a reticle onto a wafer. Reference numeral 300 denotes a host computer that optimizes the alignment parameters of the semiconductor exposure apparatus 100, and is constituted by a personal computer or a workstation. Reference numeral 400 denotes a storage device such as a hard disk, which is a database of alignment parameters (for example, signal processing parameters (filter order, processing window center distance, etc.) for the alignment waveform, signal processing method, etc.) by the exposure apparatuses 100 and 200. Store.
記憶装置400は、露光装置100又は200、若しくは、ホストコンピューター300に内蔵されてもよい。本実施形態においては、露光装置100及び200と記憶装置400にアクセスして本実施形態のアライメントパラメーターの最適化を実現するホストコンピューター300とは、例えば、LAN(Local Area Network)等のネットワーク500で接続されている。なお、図1では、半導体露光装置は2台であるが、勿論、1台でも2台より多くの半導体露光装置がネットワーク500に接続されていてもよい。 The storage device 400 may be built in the exposure apparatus 100 or 200 or the host computer 300. In the present embodiment, the host computer 300 that accesses the exposure apparatuses 100 and 200 and the storage device 400 to optimize the alignment parameters of the present embodiment is a network 500 such as a LAN (Local Area Network). It is connected. In FIG. 1, there are two semiconductor exposure apparatuses. Of course, one or more than two semiconductor exposure apparatuses may be connected to the network 500.
図2は、図1に示す半導体露光装置100の全体的な構成を示すブロック図である。半導体露光装置100は、レチクル130のパターンをウェハ700に露光するものである。 FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the semiconductor exposure apparatus 100 shown in FIG. The semiconductor exposure apparatus 100 exposes the pattern of the reticle 130 onto the wafer 700.
図2において、110は、レーザー光源ユニットである。レーザー光源ユニット110で発光した露光光としてのレーザー光は、照明光学系120により整形されてレチクル130のパターンを照明する。 In FIG. 2, reference numeral 110 denotes a laser light source unit. Laser light as exposure light emitted from the laser light source unit 110 is shaped by the illumination optical system 120 to illuminate the pattern of the reticle 130.
レチクル130は、図2におけるXY平面内をレチクル走査方向に移動可能なレチクルステージ140上に保持されている。150は、所定の縮小倍率を有する投影光学系である。照明光学系120を介して照明されたレチクル130のパターンは、投影光学系150によりウェハ700の1つのショット領域に投影され、ウェハ700を露光する。ウェハ700には、フォトレジスト(感光体)が塗布されており、露光により潜像が形成される。ウェハ700は、ウェハチャック160を介してウェハステージ170に載置されている。600は、アライメントユニット(アライメントスコープ)であり、ウェハ700に形成された図4(a)に示すようなアライメントマーク710を検出することができる。 The reticle 130 is held on a reticle stage 140 that can move in the reticle scanning direction in the XY plane in FIG. Reference numeral 150 denotes a projection optical system having a predetermined reduction magnification. The pattern of the reticle 130 illuminated through the illumination optical system 120 is projected onto one shot area of the wafer 700 by the projection optical system 150 to expose the wafer 700. Photoresist (photosensitive material) is applied to the wafer 700, and a latent image is formed by exposure. The wafer 700 is placed on the wafer stage 170 via the wafer chuck 160. Reference numeral 600 denotes an alignment unit (alignment scope) that can detect an alignment mark 710 formed on the wafer 700 as shown in FIG.
ウェハステージ170は、載置したウェハ700をステージの面内(x軸及びy軸方向)、上下(z軸方向)及び各軸まわりの傾き、回転の方向に移動し、位置決めの制御が可能である。ウェハステージ170のz軸方向における位置決め制御により、ウェハ700上に投影光学系150の焦点が合わせられる。 The wafer stage 170 moves the mounted wafer 700 in the plane of the stage (in the x-axis and y-axis directions), up and down (in the z-axis direction), and in the direction of inclination and rotation around each axis, thereby enabling positioning control. is there. The projection optical system 150 is focused on the wafer 700 by positioning control of the wafer stage 170 in the z-axis direction.
なお、レチクルステージ140、ウェハステージ170の移動及び位置決めの制御は、ステージの位置、姿勢の情報を図示しないセンサーにより測定し、かかる位置情報に基づいて行われる。 Control of movement and positioning of reticle stage 140 and wafer stage 170 is performed based on the position information obtained by measuring stage position and orientation information using a sensor (not shown).
また、レチクルステージ140とウェハステージ170とは、それぞれ制御部180と接続されており、リアルタイムにデーターを授受することで同期制御が可能である。また、レーザー光源ユニット110も同様に制御部180に接続されており、発光のタイミングとレチクルステージ140及びウェハステージ170の移動と同期した制御が可能である。 Reticle stage 140 and wafer stage 170 are each connected to control unit 180 and can be controlled synchronously by exchanging data in real time. Similarly, the laser light source unit 110 is also connected to the control unit 180, and can be controlled in synchronization with the timing of light emission and the movement of the reticle stage 140 and the wafer stage 170.
以下、図3を参照して、ウェハ700に形成されたアライメントマーク710の位置計測の原理について説明する。ここで、図3は、図2に示すアライメントユニット600の主要構成要素を示すブロック図である。光源610からの照明光は、ビームスプリッタ620で反射し、レンズ630を通り、ビームスプリッタ650で分割され、それぞれCCDセンサー660及び670で受光される。ここで、アライメントマーク710は、100倍程度の結像倍率で拡大され、CCDセンサー660及び670に結像される。CCDセンサー660及び670は、それぞれアライメントマーク710のX方向の位置計測用、アライメントマーク710のY方向の位置計測用になっており、一方のセンサーを他方のセンサーに対して、光軸まわりに90度回転させて設置している。 Hereinafter, the principle of position measurement of the alignment mark 710 formed on the wafer 700 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is a block diagram showing the main components of the alignment unit 600 shown in FIG. Illumination light from the light source 610 is reflected by the beam splitter 620, passes through the lens 630, is divided by the beam splitter 650, and is received by the CCD sensors 660 and 670, respectively. Here, the alignment mark 710 is enlarged at an image forming magnification of about 100 times and formed on the CCD sensors 660 and 670. The CCD sensors 660 and 670 are used for measuring the position of the alignment mark 710 in the X direction and for measuring the position of the alignment mark 710 in the Y direction, respectively. It is installed with a degree of rotation.
アライメントマーク710のX方向とY方向の計測原理は同じであるので、以下、X方向の位置計測について説明する。まず、位置計測用のアライメントマーク710について説明する。本実施形態のアライメントマーク710は、図4(a)に示すように、アライメント計測方向(X方向)に4μm、非計測方向(Y方向)に30μmの短冊型の位置計測用マーク(アライメントマークの「要素」と呼ぶ場合もある。)712が、X方向に予め設定された間隔(L=20μm)で複数本(図4(a)においては4つ)並んでいる。 Since the measurement principle of the alignment mark 710 in the X direction and the Y direction is the same, the position measurement in the X direction will be described below. First, the alignment mark 710 for position measurement will be described. As shown in FIG. 4A, the alignment mark 710 of this embodiment is a strip-shaped position measurement mark (alignment mark of 4 μm in the alignment measurement direction (X direction) and 30 μm in the non-measurement direction (Y direction). A plurality of (four in FIG. 4A) are arranged at a preset interval (L = 20 μm) in the X direction.
位置計測用マーク712の断面構造は、図4(b)に示すように、エッチング処理によって凹形状をしており、また、位置計測用マーク712上には図示しないレジストが塗布されている。 As shown in FIG. 4B, the cross-sectional structure of the position measurement mark 712 has a concave shape by etching, and a resist (not shown) is applied on the position measurement mark 712.
複数の位置計測用マーク712に照明光を照射して得られる反射光をCCDセンサー660及び670によって受光し、光電変換したアライメント波形DSを図4(c)に示す。図4(c)に示すアライメント波形DSに適切な信号処理を施し、それぞれの位置計測用マーク位置(図4(c)の左から順にM1、M2、M3、M4)を検出する。 FIG. 4C shows an alignment waveform DS obtained by photoelectrically converting the reflected light obtained by irradiating the plurality of position measurement marks 712 with illumination light by the CCD sensors 660 and 670. Appropriate signal processing is performed on the alignment waveform DS shown in FIG. 4C to detect each position measurement mark position (M1, M2, M3, M4 in order from the left in FIG. 4C).
次に、レチクル130とウェハ700の位置合わせを制御するためのアライメント動作の手順を示す。まず、レチクル130の回路パターンをウェハ上に投影し露光するJOB(装置設定JOB)の準備として、半導体露光装置100内に露光を行うウェハ700を搬入し、かかるウェハ700に対応するレチクル130を半導体露光装置100内に設定する。 Next, an alignment operation procedure for controlling the alignment between the reticle 130 and the wafer 700 will be described. First, as preparation for JOB (apparatus setting JOB) for projecting the circuit pattern of the reticle 130 on the wafer and exposing it, the wafer 700 to be exposed is loaded into the semiconductor exposure apparatus 100, and the reticle 130 corresponding to the wafer 700 is used as the semiconductor. It is set in the exposure apparatus 100.
次に、装置設定JOBに対してウェハ700とレチクル130とを位置合わせするために必要なアライメントパラメーターを特定の値に設定し(半導体露光装置100中の図示しない記憶部(メモリ)に記憶させてもよい。)、かかる装置設定JOBパラメーターの値によりアライメントユニット600及びウェハ700を保持するウェハステージ170を駆動して位置等に関する情報を計測する。ウェハステージ170の位置計測センサーとして、図示しないレーザー干渉計が備えられ、アライメントユニット600からのアライメントマーク710の位置情報とレーザー干渉計の出力に基づき、ウェハステージ170上のウェハ700の位置(シフト量)、ウェハ回転量、ウェハ倍率等の計測が行われる。かかる計測は、グローバルアライメントの手法で行われる。 Next, an alignment parameter necessary for aligning the wafer 700 and the reticle 130 with respect to the apparatus setting JOB is set to a specific value (stored in a storage unit (memory) not shown in the semiconductor exposure apparatus 100). The wafer stage 170 holding the alignment unit 600 and the wafer 700 is driven by the value of the apparatus setting JOB parameter to measure information on the position and the like. A laser interferometer (not shown) is provided as a position measurement sensor for the wafer stage 170, and the position (shift amount) of the wafer 700 on the wafer stage 170 based on the positional information of the alignment mark 710 from the alignment unit 600 and the output of the laser interferometer. ), Measurement of wafer rotation amount, wafer magnification, and the like is performed. Such measurement is performed by a global alignment method.
かかるグローバルアライメントとは、ウェハ内の複数のサンプルショットの位置座標を計測し、その計測値を統計処理し、ウェハのシフト、倍率、ローテーション誤差を算出し、この誤差を考慮してウェハの座標系を補正した後、各ショットへのステップ移動を行うものである。また、最近ではグローバルアライメントを発展させたアドバンストグローバルアライメント(AGA:Advanced Global Alignment)が提案されている。AGAは、レーザー干渉計付のXYステージ精度頼りでウェハの位置計測を行うグローバルアライメントのことで、アライメントマークの光学像を検出手段としてのCCDカメラ等の撮像素子上に結像し、その電気信号を種々のパラメーターを用いて信号処理して、ウェハ倍率、ウェハ回転、シフト量を求めると共に、異常値はね等の統計処理を行うものである。 Such global alignment measures the position coordinates of a plurality of sample shots in a wafer, statistically processes the measured values, calculates wafer shift, magnification, and rotation errors, and takes this error into account to coordinate the wafer. After the correction, the step movement to each shot is performed. Recently, Advanced Global Alignment (AGA: Advanced Global Alignment), which is a global alignment, has been proposed. AGA is a global alignment that relies on the accuracy of an XY stage equipped with a laser interferometer to measure the position of a wafer. Is subjected to signal processing using various parameters to obtain wafer magnification, wafer rotation, and shift amount, and statistical processing such as abnormal value splashing is performed.
これらの計測結果と、この計測結果を導出するプロセスにおいて算出される信号群(以下、「アライメント信号」という。)とは、図2に示す通信ユニット(ADUL:Alignment Data Up Load)190を介してホストコンピューター300に転送される。ホストコンピューター300は、AGA計測により得られたウェハ700のシフト量、ウェハ回転量、ウェハ倍率等のアライメント結果やアライメント信号を記憶装置400に格納する。 These measurement results and a signal group (hereinafter referred to as “alignment signal”) calculated in the process of deriving the measurement results are transmitted via a communication unit (ADUL: Alignment Data Up Load) 190 shown in FIG. Transferred to the host computer 300. The host computer 300 stores the alignment result and alignment signal such as the shift amount of the wafer 700, the wafer rotation amount, and the wafer magnification obtained by the AGA measurement in the storage device 400.
半導体製造装置100は、AGA計測とアライメント信号の検出を管理し、そのデーターをホストコンピューター300に通信するための通信ユニット190を備えるものとする。通信ユニット190を利用することにより、ホストコンピューター300との間でデーターの授受が可能となり、ホストコンピューター300側で管理されたアライメントパラメーターの値を受信して制御部180は半導体露光装置100を制御することが可能である。 The semiconductor manufacturing apparatus 100 includes a communication unit 190 that manages AGA measurement and alignment signal detection and communicates the data to the host computer 300. By using the communication unit 190, data can be exchanged with the host computer 300, and the control unit 180 controls the semiconductor exposure apparatus 100 by receiving the value of the alignment parameter managed on the host computer 300 side. It is possible.
次に、本実施形態におけるアライメント信号の処理方式及びアライメントパラメーターについて説明する。 Next, an alignment signal processing method and alignment parameters in the present embodiment will be described.
図5は、アライメント信号の処理方式の一例を説明するための波形図である。図5に示す処理方式は、アライメント信号ASに対して区間A及び区間Bを設定し、区間内でランダムノイズの除去のためにフィルタ処理を施した後、一次微分した信号AS’を用いて位置検出用マーク位置を算出する方式である。この場合、例えば、処理パラメーターであるフィルタの次数がアライメントパラメーターとなりうる。 FIG. 5 is a waveform diagram for explaining an example of an alignment signal processing method. The processing method shown in FIG. 5 sets a section A and a section B with respect to the alignment signal AS, performs a filtering process for removing random noise in the section, and then uses a signal AS ′ obtained by first-order differentiation. This is a method for calculating the detection mark position. In this case, for example, the order of the filter that is the processing parameter can be the alignment parameter.
また、別のアライメント信号の処理方式を図6に示す。図6における処理方式は、例えば、アライメント信号列yに対して計測方向xにおけるS(x)を数式1ように定義することができる。なお、数式1は、公開特許平成8年第94315号公報の数式24においてa=WC−WW/2、b=WC+WW/2とした場合に相当する。 Another alignment signal processing method is shown in FIG. In the processing method in FIG. 6, for example, S (x) in the measurement direction x with respect to the alignment signal sequence y can be defined as Equation 1. In addition, Formula 1 is equivalent to the case where a = WC−WW / 2 and b = WC + WW / 2 in Formula 24 of Japanese Patent Laid-Open No. 94315.
S(x)の極値をマーク中心位置とするような場合には、図6に示すように、処理パラメーターであるウィンドウ幅WWやウィンドウ中心距離WCなどがアライメントパラメーターとなりうる。具体例として、図6に示すように、ある点xにおけるS(x)を数式1から求め、続いてxを変化させながらS(x)を得る。この曲線S(x)の極小(最小)値、又は、図6に示す1/S(x)の極大(最大)値をマーク位置とするものである。 When the extreme value of S (x) is the mark center position, as shown in FIG. 6, the window width WW, the window center distance WC, etc., which are processing parameters, can be the alignment parameters. As a specific example, as shown in FIG. 6, S (x) at a certain point x is obtained from Formula 1, and then S (x) is obtained while changing x. The minimum (minimum) value of the curve S (x) or the maximum (maximum) value of 1 / S (x) shown in FIG. 6 is used as the mark position.
更に、別のアライメント信号の処理方式を図7に示す。図7における処理方式は、アライメント信号ASに対して区間A及び区間Bを設定し、区間A及び区間Bに対して数式2のような多項式近似を行い、得られた多項式からマーク位置を算出するものである。この場合、処理パラメーターである多項式の次数がアライメントパラメーターとなりうる。 Further, another alignment signal processing method is shown in FIG. In the processing method in FIG. 7, section A and section B are set for the alignment signal AS, polynomial approximation such as Expression 2 is performed on section A and section B, and a mark position is calculated from the obtained polynomial. Is. In this case, the order of the polynomial that is the processing parameter can be the alignment parameter.
次に、図8を参照して、本発明の第1の実施形態におけるアライメントパラメーターの最適化について説明する。第1の実施形態では、アライメントパラメーターとしてアライメント信号処理の処理パラメーターの最適化を示す。ここで、図8は、アライメント信号処理の処理パラメーターの最適化を説明するためのフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 8, optimization of alignment parameters in the first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, optimization of the processing parameter of the alignment signal processing is shown as the alignment parameter. Here, FIG. 8 is a flowchart for explaining the optimization of the processing parameters of the alignment signal processing.
まず、ステップ1010では、通信ユニット190からアライメント波形を取得する。次に、ステップ1020では、第1の波形及び第2の波形の生成処理を行う。 First, in step 1010, an alignment waveform is acquired from the communication unit 190. Next, in step 1020, the first waveform and the second waveform are generated.
図9は、ステップ1020の第1の波形及び第2の波形の生成処理の詳細なフローチャートである。ステップ1022では、まず、要求されるアライメントマークの検出分解能をσ[nm]、CCDセンサー660及び670の画素ピッチをL[nm]とした場合に、数式3で与えられる分割数Nを設定する。 FIG. 9 is a detailed flowchart of the first waveform and second waveform generation processing in step 1020. In step 1022, first, when the required detection resolution of the alignment mark is σ [nm] and the pixel pitch of the CCD sensors 660 and 670 is L [nm], the division number N given by Equation 3 is set.
次に、取得したアライメント波形から第1の波形を生成する(ステップ1024)。第1の波形とは、CCDの各画素あたり1つの値をもった離散値の情報の集合であるアライメント波形から、各種補間法を用いて生成される連続波形である。補間方法は線形補間でもスプライン補間でもよい。 Next, a first waveform is generated from the acquired alignment waveform (step 1024). The first waveform is a continuous waveform generated by using various interpolation methods from an alignment waveform which is a set of discrete value information having one value for each pixel of the CCD. The interpolation method may be linear interpolation or spline interpolation.
次に、第1の波形をk画素ずらして、第2の波形Fkを生成する(ステップ1026)。そして、全ての第2の波形Fkの生成が終了したかどうかを判断し(ステップ1028)、k=Nになるまでkの値を増やして(即ち、k←k+1)、第2の波形Fkの生成を繰り返す(ステップ1029)。 Next, the first waveform is shifted by k pixels to generate a second waveform Fk (step 1026). Then, it is determined whether or not the generation of all the second waveforms Fk has been completed (step 1028), the value of k is increased until k = N (that is, k ← k + 1), and the second waveform Fk The generation is repeated (step 1029).
ここで、図10を用いて、ステップ1026乃至1029における第2の波形Fkの生成について詳細に説明する。図10は、ステップ1026乃至1029に示す第2の波形の生成過程を説明するための図である。 Here, generation of the second waveform Fk in steps 1026 to 1029 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the generation process of the second waveform shown in steps 1026 to 1029.
図10(a)に示すように、取得したアライメント波形yi(0)に対して、画素iのまわりでN分割し、第1の波形がyi(−m)、・・・、yi(−1)、yi(0)、yi(1)、・・・、yi(m)のように変換されたとする。但し、N=2mとする。 As shown in FIG. 10A, the acquired alignment waveform yi (0) is divided into N around the pixel i, and the first waveform is yi (−m),..., Yi (−1). ), Yi (0), yi (1),..., Yi (m). However, N = 2m.
まず、画素iにおいて、第1の波形の画素ずらしをしないで第2の波形F0(i)を以下に示す数式4に基づいて算出する。 First, in the pixel i, the second waveform F0 (i) is calculated based on the following Equation 4 without shifting the pixel of the first waveform.
ここで注目すべき点は、画素iにおける取得したアライメント波形yi(0)と、画素iにおける第2の波形F0(i)とは、必ずしも一致している必要はない点である。以下、本実施形態におけるパラメーターの最適化の評価基準としては、第2の波形F0(i)を用いればよい。 The point to be noted here is that the alignment waveform yi (0) acquired at the pixel i and the second waveform F0 (i) at the pixel i do not necessarily need to match. Hereinafter, the second waveform F0 (i) may be used as an evaluation criterion for parameter optimization in the present embodiment.
次に、図10(b)に示すように、第1の波形yi(−m)、・・・、yi(−1)、yi(0)、yi(1)、・・・、yi(m)を計測方向にk画素ずらして、画素iで以下の数式5で示されるような処理を行い、第2の波形Fkを生成する。 Next, as shown in FIG. 10B, the first waveform yi (−m),..., Yi (−1), yi (0), yi (1),. ) Is shifted by k pixels in the measurement direction, and the processing as shown in the following Expression 5 is performed on the pixel i to generate the second waveform Fk.
なお、第2の波形Fkの算出方法は、Nが偶数の場合と奇数の場合で異なっており、図10はN=2m(偶数)の場合である。N=2m+1(奇数)の場合は、図11(a)に示されるように、画素iにおいて、第1の波形の画素ずらしをしない第2の波形F0(i)は、以下に示す数式6に基づいて算出する。 Note that the calculation method of the second waveform Fk differs depending on whether N is an even number or an odd number, and FIG. 10 shows a case where N = 2m (even number). In the case of N = 2m + 1 (odd number), as shown in FIG. 11A, in the pixel i, the second waveform F0 (i) without pixel shifting of the first waveform is expressed by Equation 6 below. Calculate based on
次に、図11(b)に示すように、第1の波形を計測方向にk画素ずらして、画素iにおける第2の波形Fkを数式7に基づいて算出する。 Next, as shown in FIG. 11B, the first waveform is shifted by k pixels in the measurement direction, and the second waveform Fk at the pixel i is calculated based on Equation 7.
以上により、取得したアライメント波形に対して、第2の波形Fkが生成されたことになる。ここで、図11は、ステップ1026乃至1029に示す第2の波形の別の生成過程を説明するための図である。 Thus, the second waveform Fk is generated for the acquired alignment waveform. Here, FIG. 11 is a diagram for explaining another generation process of the second waveform shown in steps 1026 to 1029.
図8に戻って、生成した第2の波形F0を選択し(ステップ1030)、所定の処理パラメーターで信号処理を行う(ステップ1040)。この処理パラメーターの変更が終了するまで(ステップ1050)、処理パラメーターの変更を行い(ステップ1060)、全ての処理パラメーターで信号処理を行い、処理結果を記憶装置400に格納する。なお、この処理パラメーターの変更は、装置設定JOBパラメーターの値と装置非設定JOBパラメーターの値を両方含む範囲で行うこととする。 Returning to FIG. 8, the generated second waveform F0 is selected (step 1030), and signal processing is performed with predetermined processing parameters (step 1040). Until the change of the processing parameter is completed (step 1050), the processing parameter is changed (step 1060), the signal processing is performed with all the processing parameters, and the processing result is stored in the storage device 400. Note that this processing parameter change is performed within a range including both the value of the device setting JOB parameter and the value of the device non-setting JOB parameter.
次に、ステップ1040乃至1060までの処理を、第2の波形Fkを全て選択するまで(ステップ1070)、kの値を増やし(ステップ1080)、全ての第2の波形Fkにおいて全ての処理パラメーターで信号処理を行った後、処理パラメーターの最適化を行う(ステップ1090)。 Next, in steps 1040 to 1060, the value of k is increased (step 1080) until all the second waveforms Fk are selected (step 1070), and all the processing parameters in all the second waveforms Fk are used. After performing the signal processing, the processing parameters are optimized (step 1090).
以下、ステップ1090における処理パラメーターの最適化の詳細を説明する。図12は、本実施形態における処理パラメーターの最適化の一例を示すグラフである。図12(a)は、図5に示した処理方式におけるフィルタ次数を変化させたときに、k画素ずらし(ずらし量)の理想値に対する信号処理結果の誤差(理想値からのずれ)をプロットしたものであり、縦軸に理想値からのずれを、横軸に第2の波形のずらし量を採用している。図12(a)を参照するに、フィルタ次数によって信号処理結果の誤差が異なっている。換言すれば、サンプリング誤差が異なっていることを示している。 Hereinafter, details of the optimization of the processing parameter in step 1090 will be described. FIG. 12 is a graph showing an example of processing parameter optimization in the present embodiment. FIG. 12A plots the error (deviation from the ideal value) of the signal processing result with respect to the ideal value of the k pixel shift (shift amount) when the filter order in the processing method shown in FIG. 5 is changed. The vertical axis represents the deviation from the ideal value, and the horizontal axis represents the shift amount of the second waveform. Referring to FIG. 12A, the error of the signal processing result varies depending on the filter order. In other words, the sampling error is different.
図12(b)は、各フィルタ次数において、画素ずらしの理想値に対する信号処理の誤差を3Kで示しており、例えば、要求精度を満たす最小次数(この場合ではF=10)を最適な処理パラメーターとすることができる。3Kは、以下の数式8で表されるKの3倍の値である。なお、3Kは、画素ずらしの理想値に対する信号処理の誤差がない場合(即ち、0)からの標準偏差ということもできる。 FIG. 12B shows, in each filter order, the signal processing error with respect to the ideal pixel shift value by 3K. For example, the minimum order satisfying the required accuracy (in this case, F = 10) is the optimum processing parameter. It can be. 3K is a value that is three times the value of K expressed by Equation 8 below. Note that 3K can be said to be a standard deviation from the case where there is no signal processing error with respect to the ideal pixel shift value (ie, 0).
また、取得するアライメント波形を変えると、図13(a)に示すような処理結果も得られる。この場合は、図13(b)に示すように、k画素ずらしの理想値からのずれのばらつきが最小な処理パラメーター(F=15)を最適パラメーターとして選択することができる。ここで、図13は、本実施形態における処理パラメーターの最適化の一例を示すグラフである。 If the alignment waveform to be acquired is changed, a processing result as shown in FIG. 13A is also obtained. In this case, as shown in FIG. 13B, the processing parameter (F = 15) having the smallest variation in deviation from the ideal value of the k pixel shift can be selected as the optimum parameter. Here, FIG. 13 is a graph showing an example of optimization of processing parameters in the present embodiment.
図14は、図6に示した処理方式における処理ウィンドウの中心距離WCを変更した場合の処理パラメーターの最適化の一例を示すグラフである。図14(a)は、図6に示した処理方式における処理ウィンドウの中心距離WCを変更したときに、k画素ずらし(ずらし量)の理想値に対する信号処理結果の誤差(理想値からのずれ)をプロットしたものであり、縦軸に理想値からのずれを、横軸に第2の波形のずらし量を採用している。 FIG. 14 is a graph showing an example of optimization of processing parameters when the center distance WC of the processing window in the processing method shown in FIG. 6 is changed. FIG. 14A shows an error (deviation from the ideal value) of the signal processing result with respect to the ideal value of the k pixel shift (shift amount) when the center distance WC of the processing window in the processing method shown in FIG. 6 is changed. Is plotted with the deviation from the ideal value on the vertical axis and the shift amount of the second waveform on the horizontal axis.
図14(b)は、各処理ウィンドウの中心距離WCにおいて、画素ずらしの理想値に対する信号処理の誤差を3Kで示しており、この場合、理想値からの誤差のばらつきが最小であるWC=7を最適な処理パラメーターとして選択することができる。 FIG. 14B shows the signal processing error with respect to the ideal value of pixel shift at 3K at the center distance WC of each processing window. In this case, WC = 7 where the variation in the error from the ideal value is minimum. Can be selected as the optimum processing parameters.
また、図15は、図7に示した処理方式における多項式の次数を変更した場合の処理パラメーターの最適化の一例を示すグラフである。図15(a)は、図7に示した処理方式における多項式の次数を変更したときに、k画素ずらし(ずらし量)の理想値に対する信号処理結果の誤差(理想値からのずれ)をプロットしたものであり、縦軸に理想値からのずれを、横軸に第2の波形のずらし量を採用している。 FIG. 15 is a graph showing an example of optimization of processing parameters when the degree of the polynomial in the processing method shown in FIG. 7 is changed. FIG. 15A plots an error (deviation from the ideal value) of the signal processing result with respect to the ideal value of the k pixel shift (shift amount) when the order of the polynomial in the processing method shown in FIG. 7 is changed. The vertical axis represents the deviation from the ideal value, and the horizontal axis represents the shift amount of the second waveform.
図15(b)は、各多項式次数において、画素ずらしの理想値に対する処理信号の誤差を3Kで示しており、この場合、理想値からの誤差のばらつきが最小であるN=3を最適な処理パラメーターとして選択することができる。 FIG. 15B shows, in each polynomial order, the error of the processing signal with respect to the ideal value of pixel shift by 3K. In this case, N = 3 in which the variation of the error from the ideal value is the minimum is optimally processed. Can be selected as a parameter.
次に、図16及び図17を参照して、本発明の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態では、アライメントパラメーターとしてアライメント信号処理の処理方式自体の最適化を示す。なお、本実施形態では、図16における各処理方式における処理パラメーターは最適化されていることを前提条件とする。ここで、図16は、アライメント信号処理の処理方式の最適化を説明するためのフローチャートである。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, optimization of the processing method itself of alignment signal processing is shown as an alignment parameter. In the present embodiment, it is assumed that the processing parameters in each processing method in FIG. 16 are optimized. Here, FIG. 16 is a flowchart for explaining optimization of the processing method of the alignment signal processing.
まず、アライメント波形を取得し(ステップ2010)、上述したステップ1020のように第1の波形から第2の波形Fkを生成する(ステップ2020)。その後、第2の波形F0を選択して(ステップ2030)、所定の信号処理を行う(ステップ2040)。なお、ステップ2040の所定の信号処理は、第2の波形Fkを全て選択するまで(ステップ2050)、kの値を増やし(ステップ2060)、繰り返し行われる。 First, an alignment waveform is acquired (step 2010), and a second waveform Fk is generated from the first waveform as in step 1020 described above (step 2020). Thereafter, the second waveform F0 is selected (step 2030), and predetermined signal processing is performed (step 2040). The predetermined signal processing in step 2040 is repeated until the value of k is increased (step 2060) until all the second waveforms Fk are selected (step 2050).
ステップ2040乃至2060までの処理を、全ての信号処理方式が終了するまで(ステップ2070)、信号処理方式を変更しながら(ステップ2080)行う。全ての第2の波形Fkに対して全ての信号処理を行った後、信号処理方式の最適化を行う(ステップ2090)。 The processing from step 2040 to 2060 is performed while changing the signal processing method (step 2080) until all the signal processing methods are completed (step 2070). After performing all signal processing on all the second waveforms Fk, optimization of the signal processing method is performed (step 2090).
以下、ステップ2090における信号処理方式の最適化の詳細を説明する。図17は、本実施形態における信号処理方式の最適化の一例を示すグラフである。図17(a)は、信号処理方式別にk画素ずらし(ずらし量)の理想値に対する信号処理結果の誤差(理想値からのずれ)をプロットしたものであり、縦軸に理想値からのずれを、横軸に第2の波形のずらし量を採用している。図17(a)を参照するに、処理方式によって信号処理結果の誤差が異なっている。換言すれば、サンプリング誤差が異なっていることを示している。 Hereinafter, details of the optimization of the signal processing method in step 2090 will be described. FIG. 17 is a graph showing an example of optimization of the signal processing method in the present embodiment. FIG. 17A plots the error (deviation from the ideal value) of the signal processing result with respect to the ideal value of the k pixel shift (shift amount) for each signal processing method, and the vertical axis indicates the deviation from the ideal value. The amount of shift of the second waveform is adopted on the horizontal axis. Referring to FIG. 17A, the error of the signal processing result varies depending on the processing method. In other words, the sampling error is different.
図17(b)は、各信号処理方式において、k画素ずらしの理想値に対する信号処理結果の誤差を3Kで示しており、例えば、理想値からの誤差のばらつきが最小な信号処理(この場合P4)を最適な信号処理方式とすることができる。なお、3Kは、画素ずらしの理想値に対する信号処理の誤差がない場合(即ち、0)からの標準偏差ということもできる。 FIG. 17B shows, in each signal processing method, the error of the signal processing result with respect to the ideal value shifted by k pixels in 3K. For example, the signal processing (in this case P4 in which variation in error from the ideal value is minimal) ) Can be an optimal signal processing method. Note that 3K can be said to be a standard deviation from the case where there is no signal processing error with respect to the ideal pixel shift value (that is, 0).
次に、図18を参照して、本発明の第3の実施形態を説明する。第3の実施形態では、第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせた場合を示す。ここで、図18は、アライメント信号処理の処理パラメーター及び処理方式の最適化を説明するためのフローチャートである。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In 3rd Embodiment, the case where 1st Embodiment and 2nd Embodiment are combined is shown. Here, FIG. 18 is a flowchart for explaining optimization of the processing parameters and processing method of the alignment signal processing.
まず、アライメント波形を取得し(ステップ3010)、上述したステップ1020のように第1の波形から第2の波形Fkを生成した後(ステップ3020)、第2の波形F0を選択する(ステップ3030)。 First, an alignment waveform is acquired (step 3010), the second waveform Fk is generated from the first waveform as in step 1020 described above (step 3020), and then the second waveform F0 is selected (step 3030). .
次に、第2の波形F0に対して所定の処理パラメーターで信号処理を行う(ステップ3040)。この処理パラメーターの変更が終了するまで(ステップ3050)、処理パラメーターを変更し(ステップ3060)、全ての処理パラメーターで信号処理を行う。 Next, signal processing is performed on the second waveform F0 with predetermined processing parameters (step 3040). Until the change of the processing parameter is completed (step 3050), the processing parameter is changed (step 3060), and signal processing is performed with all the processing parameters.
次に、ステップ3040乃至ステップ3060までの処理を、第2の波形Fkを全て選択するまで(ステップ3070)、kの値を増やし(ステップ3080)、全ての第2の波形Fkにおいて全ての処理パラメーターで信号処理を行った後、当該信号処理における処理パラメーターの最適化を行う(ステップ3090)。 Next, in the processing from step 3040 to step 3060, until all the second waveforms Fk are selected (step 3070), the value of k is increased (step 3080), and all the processing parameters in all the second waveforms Fk are processed. After performing the signal processing in step 3, the processing parameters in the signal processing are optimized (step 3090).
ステップ3010乃至3080までの処理パラメーターの最適化の処理を、全ての信号処理方式が終了するまで(ステップ3100)、信号処理方式を変更しながら行い(ステップ3110)、各信号処理方式別に処理パラメーターが最適化された後に、信号処理方式の最適化を行う(ステップ3120)。 The process parameter optimization process from steps 3010 to 3080 is performed while changing the signal processing system (step 3110) until all signal processing systems are completed (step 3100). After the optimization, the signal processing method is optimized (step 3120).
次に、第1の実施形態乃至第3の実施形態におけるアライメントパラメーターの最適化の適用タイミングを説明する。アライメントパラメーターの最適化は、ロットの先頭ウェハに対して行ってもよいし、或いは、ロット内で抽出したウェハに対して行ってもよい。また、複数のロットにおける複数のウェハで行ってもよいし、ウェハのショット毎に行ってもよい。 Next, the application timing of alignment parameter optimization in the first to third embodiments will be described. The optimization of the alignment parameter may be performed on the first wafer of the lot, or may be performed on the wafer extracted in the lot. Further, it may be performed for a plurality of wafers in a plurality of lots, or may be performed for each wafer shot.
つまり、半導体露光装置100内の通信ユニット190は、図示しないセンサーなどでウェハ700の搬入を確認した後で、ウェハ700上に形成された識別子又は外部入力によって、当該ウェハが最適化対象ウェハかを判断する。最適化対象、即ち、アライメント波形取得対象のウェハの場合、ホストコンピューター300は、通信ユニット190を介して、アライメント波形を取得する。取得したアライメント波形に対して、上述したk画素ずらしによる最適化処理を実行する。ホストコンピューター300は、最適なアライメントパラメーターの値が、装置設定JOBパラメーターの値でない場合は、制御部180に最適化されたアライメントパラメーターを送信する。これに応答して、半導体露光装置100は、装置設定JOBパラメーターを最適パラメーターに変更し、次のJOBに反映させることができる。 In other words, the communication unit 190 in the semiconductor exposure apparatus 100 confirms whether the wafer 700 is to be optimized by an identifier or an external input formed on the wafer 700 after confirming the loading of the wafer 700 with a sensor (not shown) or the like. to decide. In the case of an optimization target, that is, a wafer whose alignment waveform is to be acquired, the host computer 300 acquires an alignment waveform via the communication unit 190. The above-described optimization processing by shifting the k pixels is performed on the acquired alignment waveform. If the optimal alignment parameter value is not the apparatus setting JOB parameter value, the host computer 300 transmits the optimized alignment parameter to the control unit 180. In response to this, the semiconductor exposure apparatus 100 can change the apparatus setting JOB parameter to the optimum parameter and reflect it in the next JOB.
また、図1において、ある半導体露光装置100で得られたアライメントパラメーターの最適化領域を含む一定範囲をホストコンピューター300で管理し、別の半導体露光装置200のアライメントパラメーターを最適化する際に利用することにより、半導体露光装置200で全領域を処理することなく、半導体露光装置200の最適化領域を早く見つけることが可能となる。 In FIG. 1, a certain range including the optimization region of the alignment parameter obtained by a certain semiconductor exposure apparatus 100 is managed by the host computer 300 and used when optimizing the alignment parameter of another semiconductor exposure apparatus 200. This makes it possible to quickly find the optimized region of the semiconductor exposure apparatus 200 without processing the entire area by the semiconductor exposure apparatus 200.
以上の実施形態によれば、本発明によれば、露光装置に設定されたアライメントパラメーターが最適であるか否かを判断して、信号処理のパラメーターを最適化する方法、アライメント方法、露光方法及び装置を提供することができる。特に、ウェハプロセス誤差であるWISが発生し得る状況においても、最適なアライメント信号処理方式及び処理パラメーターを提供することができる。 According to the above embodiments, according to the present invention, a method, an alignment method, an exposure method, and a method for optimizing a signal processing parameter by determining whether or not an alignment parameter set in an exposure apparatus is optimal. An apparatus can be provided. In particular, an optimum alignment signal processing method and processing parameters can be provided even in a situation where WIS, which is a wafer process error, can occur.
本実施形態は、露光装置を使用する上で、アライメントパラメーターを決定する際に、多大な時間やコストを費やすことなく、アライメントパラメーターの最適化が可能となり、生産性を高めCoO(Cost Of Ownership)の良い露光システムを達成することができる。 In the present embodiment, when using the exposure apparatus, the alignment parameters can be optimized without consuming a great deal of time and cost when determining the alignment parameters, thereby improving productivity and increasing the cost of ownership (CoO (Cost Of Ownership)). A good exposure system can be achieved.
更に、本実施形態における最適なアライメントパラメーターを決定するために、露光する必要がなく、重ね合わせ検査装置がない環境下でも決定が可能な場合もあり、よりコスト低下につながる。 Furthermore, in order to determine the optimum alignment parameter in the present embodiment, it is not necessary to perform exposure, and determination may be possible even in an environment without an overlay inspection apparatus, leading to further cost reduction.
次に、図19及び図20を参照して、上述の半導体露光装置100(露光システム1)を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図19は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。 Next, an embodiment of a device manufacturing method using the semiconductor exposure apparatus 100 (exposure system 1) described above will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique of the present invention using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4. The assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), and the like are performed. Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).
図20は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ1(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置100(露光システム1)によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置100(露光システム1)を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。 FIG. 20 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 1 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 100 (exposure system 1) to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before. Thus, the device manufacturing method using the exposure apparatus 100 (exposure system 1) and the resulting device also constitute one aspect of the present invention.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although the preferable Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these Examples, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
1 露光システム
100及び200 半導体露光装置
130 レチクル
150 投影光学系
160 ウェハチャック
170 ウェハステージ
300 ホストコンピューター
400 半導体露光装置
500 LAN
600 アライメントユニット
610 光源
620及び650 ビームスプリッタ
630 レンズ
660及び670 CCDセンサー
700 ウェハ
710 アライメントマーク
720 位置計測用マーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure system 100 and 200 Semiconductor exposure apparatus 130 Reticle 150 Projection optical system 160 Wafer chuck 170 Wafer stage 300 Host computer 400 Semiconductor exposure apparatus 500 LAN
600 Alignment unit 610 Light source 620 and 650 Beam splitter 630 Lens 660 and 670 CCD sensor 700 Wafer 710 Alignment mark 720 Position measurement mark
Claims (14)
前記マークの光学像を撮像素子上に結像することにより得られる第1の波形を生成するステップと、
前記第1の波形を前記撮像素子の1画素内で所定のずらし量だけずらして第2の波形を生成するステップと、
前記第2の波形に対して前記パラメーターを変化させて前記信号処理を行うことにより前記パラメーターを決定するステップとを有することを特徴とする方法。 A method for determining parameters that can be set for signal processing for detecting a position of a mark formed on an object,
Generating a first waveform obtained by forming an optical image of the mark on an image sensor;
Shifting the first waveform by a predetermined shift amount within one pixel of the image sensor to generate a second waveform;
And determining the parameter by performing the signal processing while changing the parameter with respect to the second waveform.
前記撮像素子の1画素内の領域を3以上の分割数で分割するステップと、
前記分割ステップで分割した分割数毎に前記第1の波形をずらすステップとを有することを特徴とする請求項1記載の方法。 Generating the second waveform comprises:
Dividing an area within one pixel of the image sensor by a division number of 3 or more;
The method according to claim 1, further comprising: shifting the first waveform for each division number divided in the division step.
N>L/σ
で与えられることを特徴とする請求項4記載の方法。 The division number N is σ when the required detection resolution of the mark is L, and the pixel pitch of the image sensor is L,
N> L / σ
5. The method of claim 4, wherein:
前記ずらし量に対応する前記信号処理後の理想値からの誤差を算出するステップと、
前記算出ステップで算出された前記理想値からの誤差のばらつきが最小である前記パラメーターを選択するステップとを有することを特徴とする請求項1記載の方法。 Determining the parameter comprises:
Calculating an error from the ideal value after the signal processing corresponding to the shift amount;
The method according to claim 1, further comprising a step of selecting the parameter having the smallest variation in error from the ideal value calculated in the calculating step.
前記ずらし量に対応する前記信号処理後の理想値からの誤差を算出するステップと、
前記算出ステップで算出された前記理想値からの誤差のばらつきが所定の値以下である前記パラメーターを選択するステップとを有することを特徴とする請求項1記載の方法。 Determining the parameter comprises:
Calculating an error from the ideal value after the signal processing corresponding to the shift amount;
The method according to claim 1, further comprising: selecting the parameter in which a variation in error from the ideal value calculated in the calculating step is equal to or less than a predetermined value.
請求項1記載のパラメーターを決定する方法によって前記原版と前記被処理体との位置合わせを行う手段を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a pattern of an original to an object to be processed,
2. An exposure apparatus comprising means for aligning the original plate and the object to be processed by the parameter determining method according to claim 1.
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。 Exposing a workpiece using the exposure apparatus according to claim 13;
And performing a predetermined process on the exposed object to be processed.
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