JP2503508B2 - Transfer device and pattern forming method using the transfer device - Google Patents
Transfer device and pattern forming method using the transfer deviceInfo
- Publication number
- JP2503508B2 JP2503508B2 JP62116174A JP11617487A JP2503508B2 JP 2503508 B2 JP2503508 B2 JP 2503508B2 JP 62116174 A JP62116174 A JP 62116174A JP 11617487 A JP11617487 A JP 11617487A JP 2503508 B2 JP2503508 B2 JP 2503508B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- photosensitive substrate
- image
- amount
- positional deviation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感光性基板上にマスクのパターンを露光す
る装置に関し、特に半導体素子製造等に用いられる微細
パターンの転写、露光装置(光露光方式、X線露光方
式、あるいは電子線露光方式)に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for exposing a mask pattern on a photosensitive substrate, and more particularly to a transfer and exposure apparatus for fine patterns used in the manufacture of semiconductor elements (optical exposure). System, X-ray exposure system, or electron beam exposure system).
近年、半導体素子(超LSI等)の製造においては、フ
ォトリソグラフィ工程で扱うパターンの最小線幅が増々
細くなり、縮小投影型露光装置(所謂ステッパー)で解
像できる線幅や1μm以下のサブミクロンの領域に達し
ている。さらにエキシマレーザ光を露光用の照明光とす
るエキシマステッパーにおいては、0.6μm程度の線幅
を解像することが可能となる。また波長十数オングスト
ローム程度の軟X線を用いた露光装置も高解像力を容易
に得る方式として注目されている。このように回路パタ
ーンを構成する線幅が細くなると、当然原版となるマス
ク(又はレチクル)と感光基板(レジストを塗布した半
導体ウェハ等)との位置合わせ精度が問題となる。この
位置合わせ、すなわちアライメントの技術は、光電的な
センシングな記述とともに年々向上しており、現在十分
とは言わないまでも実用上支障のない程度の精度は得ら
れている。このアライメント動作の後、マスク(レチク
ル)と感光基板とは相対的な移動が生じないようにされ
て、マスク(レチクル)のパターンの露光が行なわれ
る。この露光動作に要する時間は、光ステッパーの場
合、0.2秒〜1秒程度、X線ステッパーの場合10〜30秒
程度となっている。従ってその露光時間中にマスクと感
光基板との相対位置が何らかの原因、例えば外部からの
振動、空気のゆらぎ等によって変化してしまうと、正し
い解像力が得られず、レジスト中に転写されたパターン
の変形(線幅の太り)や位置ずれが生じることになる。In recent years, in the manufacture of semiconductor devices (VLSI, etc.), the minimum line width of patterns handled in the photolithography process has become thinner and narrower, and the line width that can be resolved by a reduction projection type exposure apparatus (so-called stepper) and submicron of 1 μm or less. Has reached the realm of. Furthermore, in an excimer stepper using excimer laser light as illumination light for exposure, it is possible to resolve a line width of about 0.6 μm. Further, an exposure apparatus using a soft X-ray having a wavelength of about a dozen angstroms is also attracting attention as a method for easily obtaining a high resolution. When the line width forming the circuit pattern becomes thin in this way, the accuracy of alignment between the mask (or reticle), which is the original plate, and the photosensitive substrate (semiconductor wafer coated with resist, etc.) naturally becomes a problem. This alignment, that is, the alignment technique has been improved year by year along with the description of photoelectric sensing, and the accuracy has been obtained so far as it is not practically hindered if not sufficient at present. After this alignment operation, the mask (reticle) and the photosensitive substrate are prevented from moving relative to each other, and the pattern of the mask (reticle) is exposed. The time required for this exposure operation is about 0.2 seconds to 1 second for the optical stepper and about 10 to 30 seconds for the X-ray stepper. Therefore, if the relative position between the mask and the photosensitive substrate changes during the exposure time due to some cause, such as external vibration or air fluctuation, the correct resolving power cannot be obtained, and the pattern transferred in the resist cannot be obtained. Deformation (thickness of line width) and displacement will occur.
そこで露光動作中に生じるアライメント完了位置から
の相対的な位置ずれを検出し、そのずれ量が許容範囲を
越えたら警告を発生するといった方法が考えられ、例え
ば特開昭61−53724号公報に開示されている。Therefore, a method of detecting a relative displacement from the alignment completion position during the exposure operation and issuing a warning when the displacement amount exceeds the allowable range is disclosed, for example, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-53724. Has been done.
上記従来の技術においては、単にマスク(レチクル)
と感光基板との相対的な位置ずれの程度のみを検出する
ため、露光中における相対位置ずれと感光基板を現像し
た後に確認できるパターンの位置ずれとが必らずしも正
確に一致しない、といった問題点があった。これは相対
位置ずれがたとえ許容範囲以上になったとしても、それ
が全露光時間中で瞬間的にしか起らなかった場合、又は
許容範囲内におさまってはいるものの全露光時間に渡っ
て相対位置ずれが進行していった場合等が生じるからで
ある。このため上記従来技術では、不必要なときに警告
を出してしまったり、逆にパターンの位置ずれが大きく
なるときに警告が出ない等の不都合が生じることになっ
た。In the above conventional technique, simply a mask (reticle) is used.
Since only the relative positional displacement between the photosensitive substrate and the photosensitive substrate is detected, the relative positional displacement during exposure and the positional displacement of the pattern that can be confirmed after developing the photosensitive substrate do not necessarily exactly match. There was a problem. This means that even if the relative displacement exceeds the permissible range, it occurs only momentarily during the entire exposure time, or if the relative displacement is within the permissible range, the relative displacement is maintained over the entire exposure time. This is because, for example, a case where the positional deviation progresses occurs. For this reason, in the above-mentioned conventional technique, there arises such inconvenience that a warning is issued when it is not necessary, or a warning is not issued when the positional deviation of the pattern becomes large.
本発明は上記問題点を解決するために、マスク(又は
レチクル)のパターンの感光基板への露光動作中に、マ
スクと感光基板との間で生じる相対的な位置ずれ量を検
出する位置ずれ検出手段(干渉計7)と、位置ずれの履
歴情報を作り出す手段(アップダウンカウンタ30、クロ
ック発生器32、メモリ34等)と、感光基板(特にレジス
ト)の感光特性(例えばレジスト層が現像後に完全に除
去される露光量のしきい値)と履歴情報とに基づいて、
感光基板に露光されたパターンの変形を演算によって検
出(又は予測)する変形検出手段とを設けるようにし
た。In order to solve the above problems, the present invention detects a positional deviation amount that detects a relative positional deviation amount generated between a mask and a photosensitive substrate during an exposure operation of a mask (or reticle) pattern on the photosensitive substrate. Means (interferometer 7), means for producing positional deviation history information (up / down counter 30, clock generator 32, memory 34, etc.), and photosensitive characteristics of the photosensitive substrate (especially resist) (for example, the resist layer is completely developed after development). Exposure threshold value) and history information,
A deformation detecting means for detecting (or predicting) the deformation of the pattern exposed on the photosensitive substrate by calculation is provided.
本発明では、露光作動中に生じるマスクと感光基板と
の相対的な位置ずれに応じて、露光動作中における転写
パターンエッジ部の光量分布の変化を考えるようにし、
その光量分布の変化とレジストの特性とに基づいて、レ
ジスト上に解像されるパターンの線幅のずれ量や、パタ
ーンの中心位置のずれ量等を予測するものである。この
ため、レジスト上に転写されたパターンの変形が従来の
方法よりも格段に正確に求められる。In the present invention, the change in the light amount distribution of the transfer pattern edge portion during the exposure operation is considered in accordance with the relative positional deviation between the mask and the photosensitive substrate that occurs during the exposure operation,
The deviation amount of the line width of the pattern resolved on the resist, the deviation amount of the central position of the pattern, and the like are predicted based on the change of the light amount distribution and the characteristics of the resist. For this reason, the deformation of the pattern transferred onto the resist is required more accurately than in the conventional method.
第1図は本発明の実施例による露光装置の全体構成を
示す図であり、レチクルのパターンをステップアンドリ
ピート方式でウェハ上に露光するウェハステッパーに適
用した場合の構成を示す。不図示の露光用光源からの照
明光は、開閉可能なシャッター2を介してコンデンサー
レンズ(照明光学系の一部)1に入射し、ここで均一な
照明光にされてレチクルRを一様に照明する。レチクル
Rはレチクルホルダー3に保持される。レチクルRに形
成された回路パターン等の像は投影レンズ4によりウェ
ハW上に結像投影される。ウェハWの表面にはレジスト
層が所定の厚さで塗布されている。ウェハWは2次元移
動可能なステージ5上に載置、保持され、モータ6によ
って移動制御される。ステージ5の2次元的な位置はレ
ーザ光波干渉式測長器(以下干渉計とする)7によっ
て、例えば0.02μmの分解能で逐次検出される。モータ
6、干渉計7とも第1図では一対しか示していないが、
実際にはx方向用とy方向用との夫々に対して一対が設
けられ、ステージ5の2次元移動の制御とステージ5
{すなわちウェハW)の座標位置の計測が行なわれる。
アライメント光学系8はレチクルRとウェハW上の露光
すべき1つのショット領域との相対的な位置合わせ、す
なわちアライメントに際して、アライメントマークの検
出を行なうものである。このアライメント光学系8の方
式、構成は本実施例では特に限定したものである必要は
なく、ウェハステッパーに設けられたものであれば、ど
のようなものでもまったく支障はない。主制御系10は本
実施例の装置を統括制御するものであり、干渉計7から
の座標計測値の入力、モータ6へ駆動指令の出力等を行
なう。さらに主制御系10はシャッター2を開閉制御する
制御部12との間で所定の指令、情報のやり取りを行なう
とともに、パターン変形検出部14から露光動作中におけ
るレジスト上でのパターン転写装置のずれ、線幅のずれ
等に関する情報を入力する。位置ずれ履歴検出部16は干
渉計7からの位置情報とシャッター制御部12からの露光
状態信号とを入力して、露光時間内における位置ずれの
履歴情報、具体的には位置ずれのヒストグラムを作成す
る。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, showing the configuration when applied to a wafer stepper that exposes a reticle pattern on a wafer by a step-and-repeat method. Illumination light from an exposure light source (not shown) is incident on a condenser lens (a part of the illumination optical system) 1 through a shutter 2 that can be opened and closed, and is made uniform illumination light here to make the reticle R uniform. Illuminate. The reticle R is held by the reticle holder 3. The image of the circuit pattern or the like formed on the reticle R is image-projected on the wafer W by the projection lens 4. A resist layer having a predetermined thickness is applied to the surface of the wafer W. The wafer W is placed and held on the stage 5 which is two-dimensionally movable, and its movement is controlled by the motor 6. The two-dimensional position of the stage 5 is sequentially detected by a laser light wave interferometer length measuring device (hereinafter referred to as an interferometer) 7 with a resolution of 0.02 μm, for example. Although only a pair of the motor 6 and the interferometer 7 is shown in FIG. 1,
Actually, a pair is provided for each of the x-direction and the y-direction and controls the two-dimensional movement of the stage 5 and the stage 5.
{That is, the coordinate position of the wafer W) is measured.
The alignment optical system 8 detects an alignment mark during relative alignment between the reticle R and one shot area on the wafer W to be exposed, that is, during alignment. The method and configuration of the alignment optical system 8 need not be particularly limited in this embodiment, and any device provided in the wafer stepper will not cause any problem. The main control system 10 integrally controls the apparatus of this embodiment, and inputs coordinate measurement values from the interferometer 7 and outputs drive commands to the motor 6. Further, the main control system 10 exchanges predetermined commands and information with the control unit 12 that controls the opening and closing of the shutter 2, and the pattern deformation detection unit 14 shifts the pattern transfer device on the resist during the exposure operation. Enter information about line width deviation. The positional deviation history detection unit 16 inputs the positional information from the interferometer 7 and the exposure state signal from the shutter control unit 12, and creates positional deviation history information within the exposure time, specifically, a positional deviation histogram. To do.
パターン変形検出部14はこの履歴情報と、予めわかっ
ているレジストの感光特性とに基づいて、上記線幅のず
れやパターン転写位置(線幅中心位置)のずれ等を演算
し、その結果を主制御系10へ出力する。主制御系10はそ
の結果に基づいて、その露光が十分な解像で行なわれた
か否かを判定し、不十分であった場合は警告、表示等を
発生する。The pattern deformation detection unit 14 calculates the deviation of the line width, the deviation of the pattern transfer position (line width center position), and the like based on the history information and the known photosensitive characteristics of the resist, and the result is mainly used. Output to control system 10. Based on the result, the main control system 10 determines whether or not the exposure has been performed with sufficient resolution, and if insufficient, issues a warning, display, etc.
第2図は位置ずれ履歴検出部16の一部の具体的な構成
を示す回路ブロック図である。アップダウンカウント回
路(UDC)30には干渉系7からのアップ(UP)、ダウン
(DOWN)パルスが入力する。干渉計7は例えばステージ
5が0.02μm移動するたびに上記アップダウンパルスを
発生する。このUDC30はシャッター制御部12からの露光
状態を表わすステータス信号STSの入力に基づいて、ア
ップダウンパルスの計数を開始する。アンドゲート回路
31は、1つのショット領域に対する露光時間よりも十分
短い間隔でクロックパルスを発生するクロック発生器32
からのパルス信号と、ステータス信号STSとを入力し、
露光期間中だけクロックパルスを出力する。アドレスカ
ウンタ(CNT)33はそのクロックパルスの入力に基づい
て、クロックパルスを順次計数し、メモリ(RAM)34に
対するアクセス番地(アドレス値)を順次更新してい
く。RAM34は指定された番地にUDC30からの計数値を順次
格納していく。すなわちRAM34には露光動作中における
相対位置ずれ量の履歴が記憶される。FIG. 2 is a circuit block diagram showing a specific configuration of a part of the displacement history detecting unit 16. Up (UP) and down (DOWN) pulses from the interference system 7 are input to the up / down count circuit (UDC) 30. The interferometer 7 generates the up / down pulse each time the stage 5 moves 0.02 μm, for example. The UDC 30 starts counting up / down pulses based on the input of the status signal STS indicating the exposure state from the shutter controller 12. AND gate circuit
Reference numeral 31 is a clock generator that generates clock pulses at intervals sufficiently shorter than the exposure time for one shot area.
Input the pulse signal from and the status signal STS,
The clock pulse is output only during the exposure period. The address counter (CNT) 33 sequentially counts clock pulses based on the input of the clock pulse, and sequentially updates the access address (address value) to the memory (RAM) 34. The RAM 34 sequentially stores the count value from the UDC 30 at the designated address. That is, the RAM 34 stores a history of the relative positional deviation amount during the exposure operation.
第3図は露光動作中における相対的な位置ずれの様子
すなわち履歴情報を示すグラフであり、横軸は時間を表
わし、縦軸は位置ずれ量(例えば干渉計7からのアップ
ダウンパルスのパルス数)を表わす。時刻tsから時刻te
までが露光時間であり、クロック発生器32からのクロッ
クパルスは図中の黒丸の時刻で発生するものとする。FIG. 3 is a graph showing a relative position deviation during exposure operation, that is, history information, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amount of positional deviation (for example, the number of up / down pulses from the interferometer 7). ) Is represented. Time ts to time te
Is the exposure time, and the clock pulse from the clock generator 32 is generated at the time indicated by the black circle in the figure.
またUDC30、CNT33の計数値は時刻ts以前はともに零
(又はそれ以外の所定値)にセットされているものとす
る。また第3図において、時刻ts以前はアライメント動
作によってレチクルRとウェハWとは所定の誤差範囲内
に整合され、ほぼ静止状態にされているものとする。Further, it is assumed that the count values of UDC30 and CNT33 are both set to zero (or another predetermined value) before time ts. In addition, in FIG. 3, before time ts, the reticle R and the wafer W are aligned within a predetermined error range by the alignment operation and are in a substantially stationary state.
また第2図には示していないが、RAM34に記憶された
履歴情報は、検出部16内に設けられた演算処理回路によ
って第4図のようなヒストグラムに変換される。第4図
において横軸はx方向の位置ずれ量(パルス数)Δxを
表わし、縦軸は各ずれ量の度数を表わす。通常干渉計7
の出力はデジタル値(パルス列)であるので、この様な
ヒストグラム表現が現実的なのであるが、以後しばらく
の間、説明を簡単にするために第5図の連続曲線をこれ
に代えて考えることにする。第5図の曲線は位置ずれ関
係とも呼ばれ、ステップアンドリピート方式の場合、各
ショット毎に曲線の形が一定になるとは限らない。さ
て、いまレチクルRに形成されたパターンが第6図の様
に、透明部PR中に形成された一本の線状の遮光部CPであ
るとしよう。このパターンの露光中に、第5図に示した
ような位置ずれが起こると、レジスト上で得られる演算
光量分布は、本来のパターンによる明暗情報を位置ずれ
関係でたたみ込みをすれば容易に求められる。実際、レ
チクルR上のパターンは非常に簡単なパターン(単なる
明暗)であるので第7図に示す様な形になることがすぐ
わかる。第7図(a)は正しい位置にレチクルR、ウェ
ハWが静止していて、相対的の位置誤差が生じないとき
の光量分布である。これに第7図(b)に示したような
位置ずれ(第5図と同一)が発生すると、第7図(c)
に示すような光量分布が得られる。この第7図(c)に
おいて、右側のエッジに関しては第7図(b)の波形を
位置で積分した波形、左側のエッジに関しては、これを
上下逆にした波形となっている。この第7図(c)のよ
うな波形の光量分布がレジスト上で実際に生じる遮光部
CPの投影像になる。Although not shown in FIG. 2, the history information stored in the RAM 34 is converted into a histogram as shown in FIG. 4 by the arithmetic processing circuit provided in the detector 16. In FIG. 4, the horizontal axis represents the positional deviation amount (pulse number) Δx in the x direction, and the vertical axis represents the frequency of each deviation amount. Normal interferometer 7
Since the output of is a digital value (pulse train), such a histogram expression is realistic, but for the time being after that, in order to simplify the explanation, consider the continuous curve of FIG. 5 instead. To do. The curve of FIG. 5 is also called a positional shift relationship, and in the case of the step-and-repeat method, the shape of the curve is not always constant for each shot. Now, suppose that the pattern formed on the reticle R is one linear light-shielding portion CP formed in the transparent portion PR as shown in FIG. If a positional deviation as shown in FIG. 5 occurs during exposure of this pattern, the calculated light intensity distribution obtained on the resist can be easily obtained by convolving the light and dark information of the original pattern with the positional deviation relationship. To be In fact, since the pattern on the reticle R is a very simple pattern (simple light and dark), it is easy to understand that the pattern shown in FIG. 7 is obtained. FIG. 7A shows a light amount distribution when the reticle R and the wafer W are stationary at the correct positions and no relative position error occurs. When the positional deviation (same as FIG. 5) as shown in FIG. 7 (b) occurs in this, FIG. 7 (c)
A light amount distribution as shown in is obtained. In FIG. 7 (c), the right edge has a waveform obtained by integrating the waveform of FIG. 7 (b) at the position, and the left edge has a waveform obtained by inverting the waveform. A light-shielding portion in which a light amount distribution having a waveform as shown in FIG. 7C actually occurs on the resist
It becomes a projected image of CP.
一方、レジストの光量対現像後の残り量の特性(レジ
ストの感光特性)を考えてみる。これは一般には第8図
(a)の如く示されるが、ここでは第8図(b)の様に
簡単にして用いる。第8図において横軸は積算光量(ド
ーズ量)を表わし、縦軸はレジストの残り量(層の厚
み)を表わす。この感光特性において第8図(b)中の
光量Pは完全にレジストが除去される境界値を表わす。
この特性を第7図(c)で得られた光量分布に合わせる
と、実際のパターンがレジスト上のどこに得られるかが
わかる。第9図は、その求め方を表わした図であり、第
9図(a)は正しい位置で露光したと仮定したときのパ
ターン(エッジE1、E2を有する遮光部CP)を表わし、第
9図(b)は位置ずれがあったときの光量分布(第7図
(c)と同一)を表わし、第9図(c)は(b)をレジ
ストの光量しきい値Pで2値化して得た予想パターンを
表わす。第9図(d)は位置ずれ曲線の零点を第9図
(a)中の左右エッジE1、E2に対応させて描いたもので
ある。この第9図において(c)の右側エッジE2′の位
置は、第9図(d)の位置ずれ曲線を左から積分(斜線
部分)して、その値が光量しきい値Pと一致した点であ
り、左側エッジE1′は第9図(d)の位置ずれ曲線を右
から積分してその値がしきい値Pと一致した点である。On the other hand, let us consider the characteristic of the light quantity of the resist versus the residual quantity after development (photosensitive characteristics of the resist). This is generally shown as in FIG. 8 (a), but here it is simply used as in FIG. 8 (b). In FIG. 8, the horizontal axis represents the integrated light amount (dose amount), and the vertical axis represents the remaining resist amount (layer thickness). In this photosensitive characteristic, the light amount P in FIG. 8B represents a boundary value at which the resist is completely removed.
By matching this characteristic with the light amount distribution obtained in FIG. 7 (c), it is possible to know where the actual pattern is obtained on the resist. FIG. 9 is a diagram showing how to obtain it, and FIG. 9 (a) shows a pattern (a light-shielding portion CP having edges E 1 and E 2 ) on the assumption that exposure is performed at a correct position. FIG. 9 (b) shows the light quantity distribution (the same as FIG. 7 (c)) when there is a position shift, and FIG. 9 (c) binarizes (b) with the light quantity threshold P of the resist. The expected pattern obtained by FIG. 9 (d) shows the zero point of the displacement curve in correspondence with the left and right edges E 1 and E 2 in FIG. 9 (a). In FIG. 9, the position of the right edge E 2 ′ in (c) is integrated (shaded portion) from the left of the position deviation curve in FIG. 9 (d), and its value matches the light amount threshold value P. The left edge E 1 ′ is the point at which the position deviation curve of FIG. 9 (d) is integrated from the right and its value matches the threshold value P.
さて、いま評価したい値は第9図(a)に示したパタ
ーン波形に対する第9図(c)のパターン波形のずれで
あり、これは線幅のずれと中心のずれに分けて考えるの
が一般的である。第9図(c)に示した右エッジE2′の
ずれをr、左エッジE1′のずれをl(rと反対方向にず
れているので図では−l)とすると、 線幅ずれ(線幅の太り)は1/2(r−l)、 中心ずれは1/2(r+l)となる。Now, the value to be evaluated now is the deviation of the pattern waveform of FIG. 9 (c) with respect to the pattern waveform shown in FIG. 9 (a), which is generally considered separately for the deviation of the line width and the deviation of the center. Target. If the deviation of the right edge E 2 ′ shown in FIG. 9 (c) is r and the deviation of the left edge E 1 ′ is l ( −1 in the figure because it is displaced in the opposite direction to r), the line width deviation ( The line width is 1/2 (r-1), and the center deviation is 1/2 (r + 1).
rとlは前述の様に位置ずれ曲線を左右から所定値に
達するまで積分していくことにより求まる。これは第4
図のヒストグラムに戻って考えると、単に右(正方向)
から度数を数えていく、又は左(負方向)から度数を数
えていくことに過ぎず、この処理はパターン変形検出部
14によって簡単に実現できる。もちろん、積分の方向を
反対にして、 (全露光量−P) と一致する点を探しても結果は同じである。ここで全露
光量とは、予めウェハに与える露光時間、照度等がわか
っている場合を意味する。ここではレチクルR上のパタ
ーンを第6図の様に遮光部CPによる“線”と仮定した
が、これが明暗反転した“スリット”である場合は線幅
ずれの結果の符号が反転するのみで、求め方は全く同じ
でよい。また仮定したレチクルR上のパターンの幅のち
がいに関しては上記の値は影響をうけないので、あらゆ
るパターンの露光の評価に、この結果を用いることがで
きる。As described above, r and l are obtained by integrating the displacement curve from the left and right until a predetermined value is reached. This is the fourth
Returning to the histogram of the figure, just right (forward direction)
This is because counting the frequency from the beginning or counting the frequency from the left (in the negative direction).
Easy to achieve with 14. Of course, the result is the same even if the direction of integration is reversed and a point that coincides with (total exposure amount-P) is searched for. Here, the total exposure amount means that the exposure time to be applied to the wafer, the illuminance, etc. are known in advance. Here, it is assumed that the pattern on the reticle R is a "line" formed by the light-shielding portion CP as shown in FIG. 6, but if this is a "slit" that is light-dark inverted, only the sign of the line width deviation result is inverted, The method of finding is exactly the same. Further, since the above value is not affected with respect to the difference in the width of the assumed pattern on the reticle R, this result can be used for evaluating the exposure of any pattern.
そこで本実施例の動作をまとめると以下の通りであ
る。ステップアンドリピート方式でウェハWを露光して
いく際、ウェハW上の1つのショット領域に対してレチ
クルRとの相対位置決めが完了した時点でシャッター2
が開かれる。これに応答して位置ずれ履歴検出部16のRA
M34には相対位置ずれの履歴情報が順次記憶されてい
く。そしてシャッター2が閉じて露光動作が完了する
と、パターン変形検出部14は線幅ずれと中心ずれとの2
つの量を演算する。これと並行してステージ5は、次の
ショット領域に対する露光のための移動を開始する。Therefore, the operation of this embodiment is summarized as follows. When the wafer W is exposed by the step-and-repeat method, the shutter 2 is released when the relative positioning with the reticle R with respect to one shot area on the wafer W is completed.
Is opened. In response to this, the RA of the misregistration history detection unit 16
The history information of the relative displacement is sequentially stored in M34. When the shutter 2 is closed and the exposure operation is completed, the pattern deformation detection unit 14 detects the line width deviation and the center deviation.
Calculate two quantities. In parallel with this, the stage 5 starts moving for exposure to the next shot area.
先の式によって線幅ずれと中心ずれとが求まると、そ
れらは主制御系10に送られる。主制御系10はそれらずれ
量をウェハW上のショット領域のマップに対応して記憶
するとともに、必要に応じてリアルタイムに警告や表示
を行なう。あるいは1枚のウェハWに対する露光が終了
した時点でウェハ上のショットのマップとともにブラウ
ン管に表示を行なう。When the line width deviation and the center deviation are obtained by the above equation, they are sent to the main control system 10. The main control system 10 stores the deviation amounts in correspondence with the map of the shot area on the wafer W, and gives a warning or display in real time as needed. Alternatively, when the exposure of one wafer W is completed, the shot map on the wafer is displayed on the cathode ray tube together with the map.
以上のように、パターン変形検出部14は第5図〔又は
第7図(b)、第9図(d)〕のように得られた位置ず
れ曲線を左右から積分(積算)していって、その積分値
がレジストの感光特性に基づく光量しきい値Pと一致す
る点の零点からのずれ量(r、l)を求めるといった極
めて簡単な演算を行なうだけでよい。また本実施例の場
合、位置ずれ情報は第4図のように離散的なヒストグラ
ムとして扱われるため、線幅ずれ、中心ずれの量の予測
値は干渉系7からのアップダウンパルスの計測分解能
(例えば0.02μm)で得ることができる。尚、本実施例
の第5図、第7図(b)、第9図(b)に示した位置ず
れ曲線中の零点は、レチクルRのパターンが露光される
ウェハW上のショット領域の設計上の位置、すなわちシ
ョットアドレス位置に対応している。またx方向とy方
向との両方に対して同様にパターンの変形検出を行なう
ことは言うまでもない。As described above, the pattern deformation detecting unit 14 integrates (integrates) the position deviation curves obtained as shown in FIG. 5 [or FIG. 7 (b) and FIG. 9 (d)] from the left and right. It is only necessary to perform an extremely simple calculation such as obtaining the deviation amount (r, l) from the zero point of the point where the integrated value coincides with the light amount threshold P based on the photosensitive characteristics of the resist. Further, in the case of the present embodiment, since the positional deviation information is treated as a discrete histogram as shown in FIG. 4, the predicted value of the amount of line width deviation and center deviation is the measurement resolution of the up / down pulse from the interferometer 7 ( For example, 0.02 μm). The zero point in the positional deviation curve shown in FIG. 5, FIG. 7B, and FIG. 9B of this embodiment is the design of the shot area on the wafer W on which the pattern of the reticle R is exposed. It corresponds to the upper position, that is, the shot address position. It goes without saying that pattern deformation detection is similarly performed for both the x direction and the y direction.
次に本発明の第2の実施例について説明する。先の第
1実施例ではウェハ上の1つのショット領域に対する露
光の際、線幅ずれ量や中心ずれ量が予め定められた値以
上になったときには警告や表示を行なうのみにとどめた
が、第2実施例ではより積極的に中心ずれを補正するよ
うにした。従って本実施例ではウェハに新たに転写され
るパターンと、ウェハ上にすでに形成されたパターンと
の重ね合わせ精度を微妙にコントロールすることが可能
となる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the above-described first embodiment, when the exposure amount for one shot area on the wafer is exposed, if the line width deviation amount or the center deviation amount exceeds a predetermined value, only a warning or display is given. In the second embodiment, the center deviation is corrected more positively. Therefore, in this embodiment, it is possible to delicately control the overlay accuracy of the pattern newly transferred to the wafer and the pattern already formed on the wafer.
このため本実施例においては、露光動作中、逐次的に
パターンの中心ずれ、線幅ずれを高速演算するハードウ
ェア、又はソフトウェアが必要となる。ここでは代表し
てソフトウェア的な処理の手順を第10図のフローチャー
ト図に基づいて説明する。尚、本実施例において中心ず
れの補正はステージ5を微小量だけ移動させて行なう
が、その補正はある制限のもとで行なわれる。ある制限
とは線幅ずれと中心ずれとを独立には補正できないとい
うことである。すなわち中心ずれを補正するためには、
必ず線幅ずれの量を悪化(増大)させなければならない
ということである。従って中心ずれの補正は、線幅ずれ
量の許容値に余裕があるときに、その範囲内に制限して
可能となる。Therefore, in the present embodiment, hardware or software for sequentially calculating the pattern center deviation and the line width deviation at high speed during the exposure operation is required. Here, as a representative, the procedure of software processing will be described based on the flowchart of FIG. In this embodiment, the center deviation is corrected by moving the stage 5 by a small amount, but the correction is performed under certain restrictions. One limitation is that the line width deviation and the center deviation cannot be corrected independently. That is, in order to correct the center deviation,
This means that the amount of line width deviation must be aggravated (increased). Therefore, the correction of the center deviation can be performed within the range when the allowable value of the line width deviation has a margin.
さて、第10図のフローチャートは1ショットの露光動
作中におけるクロックパルスの発生間隔(例えば2mSe
c)毎に逐次実行されるものである。第10図において、
クロックパルスが発生すると、干渉計7からの座標計測
値を読み取り、ステージ5の目標静止位置(ショット位
置)との差Δxをメモリに記憶する(ステップ100)。
この際、(差Δxから直接)ヒストグラムを作成するた
めに、メモリの所定の番地を目標静止位置に対応させ、
そこから番地が増える方向を正の位置ずれ量(+Δx)
とし、番地が減る方向を負の位置ずれ量(−Δx)と
し、各番地(アドレス値)の増減を干渉計7からのアッ
プダウンパルスの数に対応させておく。そして読み取っ
た差Δxに対応した番地の内容を1(もしくは一定値)
だけ増加させるようにする。これにより、メモリのある
番地領域内にはヒストグラムが作成されていく。本実施
例の場合、この作成されていくヒストグラムが本発明の
履歴情報に相当している。次にメモリ上に作成中のヒス
トグラムを第9図(d)に示したように左右からそれぞ
れ積算(面積計算)する(ステップ102)。そしてその
積算値Kが光量しきい値Pよりも大きくなったか否かを
判断し(ステップ104)、K>Pならば次のクロックパ
ルスの発生まで待機するために本フローチャートのプロ
グラムからメインプログラムにリターンする。ステップ
104でK≦Pと判断されると、中心ずれ量ΔXPと線幅ず
れ量ΔDPとを先の実施例と同様に算出する。Now, the flowchart of FIG. 10 shows the clock pulse generation interval (for example, 2 mSe) during one shot exposure operation.
It is executed sequentially for each c). In FIG.
When the clock pulse is generated, the coordinate measurement value from the interferometer 7 is read and the difference Δx from the target stationary position (shot position) of the stage 5 is stored in the memory (step 100).
At this time, in order to create a histogram (directly from the difference Δx), a predetermined address in the memory is made to correspond to the target stationary position,
Positive displacement amount (+ Δx) in the direction from which the address increases
Then, the direction in which the address decreases is defined as a negative displacement amount (−Δx), and the increase or decrease of each address (address value) is made to correspond to the number of up / down pulses from the interferometer 7. Then, the content of the address corresponding to the read difference Δx is set to 1 (or a constant value).
Only try to increase. As a result, a histogram is created in the address area having the memory. In the case of the present embodiment, the created histogram corresponds to the history information of the present invention. Next, the histograms being created in the memory are integrated (area calculation) from the left and right as shown in FIG. 9 (d) (step 102). Then, it is judged whether or not the integrated value K becomes larger than the light amount threshold value P (step 104), and if K> P, the program of this flowchart changes from the program of this flowchart to the main program in order to wait until the next clock pulse is generated. To return. Step
When it is determined that K ≦ P in 104, the center deviation amount ΔXP and the line width deviation amount ΔDP are calculated in the same manner as in the previous embodiment.
すなわち、 ΔXP=1/2(r+l)、 ΔDP=1/2(r−l)である。 That is, ΔXP = 1/2 (r + 1) and ΔDP = 1/2 (r-1).
次に算出された線幅ずれ量ΔDPが予め定められている
許容値TDよりも小さいか否かが判断され(ステップ10
8)、ΔDP<TDであれば、中心ずれの補正のためにステ
ージ5を対応する量だけx方向、又はy方向に微動させ
(ステップ110)、メインプログラムにリターンする。
またステップ108でΔDP≧TDと判断されると、線幅ずれ
量は許容値に達してしまっているため、中心ずれの補正
を行なうことはもはや意味がなく、この時点で警告や表
示を行なう(ステップ112)。Next, it is judged whether or not the calculated line width deviation amount ΔDP is smaller than a predetermined allowable value TD (step 10
8) If ΔDP <TD, the stage 5 is finely moved in the x direction or the y direction by a corresponding amount to correct the center deviation (step 110), and the process returns to the main program.
If ΔDP ≧ TD is determined in step 108, the line width deviation amount has reached the allowable value, so it is no longer meaningful to correct the center deviation, and a warning or display is given at this point ( Step 112).
すなわち露光動作中にステップ112が実行されること
によって、露光中の位置ずれがリアルタイムに検出で
き、その時点で露光を中止してしまうこともできる。ま
た第10図中のステップ110は1ショットの露光動作中で
ΔDP<TDであれば常に実行されるように表わしたが、は
じめてステップ110が実行されたときに1度だけ補正す
るようにしてもよい。またステップ110の補正はレチク
ルRを微動させても同様の効果が得られる。また、中心
ずれについては、ステップ108で判定した時点での線幅
ずれの余裕量から最大補正できる量が決まるので、その
補正を行なっても許容値TDを越えて中心ずれが発生して
しまうことがわかればステップ112を実行して警告を出
すようにしてもよい。さらに第10図に示すように露光中
に逐次的にエッジ位置のずれを計算する場合は、ステッ
プ102で求めるヒストグラムの積算値Kが(全光量−
P)と一致する点を、クロックパルスによる各サンプリ
ング毎に求めればよい。この場合、全光量とは例えばあ
る露光照度のもとで露光時間が予め定められていること
を意味する。今仮りに全光量(設定値)が0.5秒、光量
しきい値Pがその照度のもとで0.3秒、そしてクロック
パルスのサンプリング周期を2mSecとすると、全光量に
対応するサンプリング数(露光完了後のヒストグラムの
積算値と同一)は250であり、しきい値Pに対応するサ
ンプリング数は150であるから、(全光量−P)に対応
する値は100である。従ってステップ102で作成中のヒス
トグラムを左右から積算したとき、その積算値Kが100
と一致したとき、ステップ106以降を実行するようにす
る。ただし、この場合は想定するエッジの位置ずれの方
向と積算方向との対応が逆になる点が異なる。That is, by executing step 112 during the exposure operation, the positional deviation during the exposure can be detected in real time, and the exposure can be stopped at that time. Further, step 110 in FIG. 10 is shown to be always executed if ΔDP <TD during the exposure operation for one shot, but if step 110 is executed for the first time, it may be corrected only once. Good. Further, the same effect can be obtained in the correction in step 110 even if the reticle R is slightly moved. As for the center deviation, the maximum correction amount is determined from the margin of the line width deviation at the time of determination in step 108, and therefore the center deviation may exceed the allowable value TD even if the correction is performed. If it is known, step 112 may be executed to issue a warning. Further, as shown in FIG. 10, when the deviation of the edge position is sequentially calculated during the exposure, the integrated value K of the histogram obtained in step 102 is (total light amount-
The point that coincides with P) may be obtained for each sampling by the clock pulse. In this case, the total light amount means that the exposure time is predetermined under a certain exposure illuminance, for example. Assuming that the total light intensity (set value) is 0.5 seconds, the light intensity threshold value P is 0.3 seconds under the illuminance, and the clock pulse sampling period is 2 mSec, the sampling number corresponding to the total light intensity (after completion of exposure) Is the same as the integrated value of the histogram of) and the number of samplings corresponding to the threshold value P is 150, so the value corresponding to (total light amount-P) is 100. Therefore, when the histograms being created are integrated from the left and right in step 102, the integrated value K is 100.
When it matches with, step 106 and subsequent steps are executed. However, in this case, the difference is that the correspondence between the assumed edge position deviation direction and the integration direction is opposite.
次に本発明の他の実施例について説明するが、以下の
各実施例は先の実施例で説明した中心ずれや線幅ずれの
検出方法をそのまま応用したものである。第3の実施例
では、第10図中のステップ106で説明したのと同様に、
中心ずれや線幅ずれを、一枚のウェハをステップアンド
リピート方式で露光する間の各ショット毎に求める。そ
して1枚のウェハへの露光を終了するまでに、各ショッ
ト毎に中心ずれ量、又は線幅ずれ量が許容値を越えるか
否かを計数していき、許容値を越えるショット数が予め
定められた数を越える場合は警告や表示を発生するよう
にする。警告、表示の発生は1枚のウェハの露光動作
中、又は完了後に行なわれる。この第3実施例において
は、露光すべき複数のウェハの夫々に対して警告が出さ
れると、何らかの不安定要因又は外乱(床振動等)によ
ってステージの静定状態が悪化していることがわかる。
また複数枚のウェハのうち、わずかな枚数に対して警告
が出されれば、そのウェハだけは次工程に送らないよう
にすることができる。Next, other embodiments of the present invention will be described. In each of the following embodiments, the method of detecting the center deviation and the line width deviation described in the previous embodiment is applied as it is. In the third embodiment, as described in step 106 in FIG. 10,
The center deviation and line width deviation are obtained for each shot during the exposure of one wafer by the step-and-repeat method. By the time the exposure of one wafer is completed, it is counted for each shot whether or not the center deviation amount or the line width deviation amount exceeds an allowable value, and the number of shots exceeding the allowable value is predetermined. If the specified number is exceeded, a warning or display will be issued. Warnings and indications are issued during or after the exposure operation of one wafer. In the third embodiment, when a warning is issued for each of a plurality of wafers to be exposed, it is understood that the static state of the stage is deteriorated due to some instability factor or disturbance (floor vibration, etc.). .
If a warning is issued for a small number of the plurality of wafers, only that wafer can be prevented from being sent to the next process.
第4の実施例では、中心ずれ又は線幅ずれをウェハ上
のショット位置に対応させてステップアンドリピート式
の露光動作中に順次記憶しておく。そして同一ロット内
の複数のウェハを露光していくとき、各ウェハについて
同様の記憶を行ない、少なくとも2枚目以降のウェハを
露光していくとき、ウェハ上の特定のショット位置にお
いて中心ずれや線幅ずれが多発するときには警告表示を
発生するようにする。この警告、表示の発生タイミング
は2枚目以降のウェハについての露光動作中でもよい
し、1ロットのウェハの露光動作が終了した後でもよ
い。In the fourth embodiment, the center deviation or line width deviation is sequentially stored during the step-and-repeat exposure operation in association with the shot position on the wafer. When a plurality of wafers in the same lot are exposed, the same memory is stored for each wafer, and when at least the second and subsequent wafers are exposed, the center shift and the line at a specific shot position on the wafer are performed. A warning display is generated when the width is frequently misaligned. The warning and display may be generated during the exposure operation for the second and subsequent wafers, or after the exposure operation for one lot of wafers is completed.
この第4実施例によれば、ロット内のウェハの各々で
の特定ショット位置で位置ずれが多発していたことがわ
かるので、後工程の検査時点で重点的に検査すべきショ
ットが予めわかることになる。According to the fourth embodiment, it can be seen that the positional deviation frequently occurs at the specific shot position on each of the wafers in the lot, and therefore the shots to be inspected with priority at the time of the inspection in the subsequent process can be known in advance. become.
第5の実施例では、先の第4実施例と同様にウェハ上
の各ショット位置毎に線幅ずれ量を順次記憶する。そし
て複数のウェハ(最低2枚)について露光が完了し、3
枚目以降のウェハの露光を行なっていくとき、統計的に
みて線幅ずれ量が大きくなるショット位置に対しては、
そのショット領域をレチクルに対して位置決めするとき
のステージの静定時間を長くするように制御する。普
通、ステージをステッピングさせ、目標静止位置に対し
て所定の位置決め誤差内でステージが追い込まれたとき
から、その誤差内におさまっている時間を計時し、所定
時間(数百mSec)が経過した後も誤差内におさまってい
るときには露光を行なうようにしている。そこで、次の
ショット位置では統計的に位置ずれ(線幅ずれ)が大き
いとわかっているとき、ステッピング後に計時する所定
時間、すなわち静定時間を通常の場合よりも長くするよ
うに制御する。従って、この第5実施例によれば、多数
枚のウェハを処理していく過程で、位置ずれの大きい特
定ショットに対しても位置ずれを小さくすることが可能
となる。In the fifth embodiment, similar to the fourth embodiment, the line width deviation amount is sequentially stored for each shot position on the wafer. Then, the exposure is completed for a plurality of wafers (at least two), and 3
When performing exposure of the first and subsequent wafers, statistically, for shot positions where the line width deviation amount becomes large,
Control is performed so as to lengthen the settling time of the stage when positioning the shot area with respect to the reticle. Normally, after the stage is stepped and the stage is driven within the predetermined positioning error with respect to the target stationary position, the time staying within the error is measured and after the predetermined time (several hundred mSec) has elapsed. When it is within the error, exposure is performed. Therefore, when it is known that the positional deviation (line width deviation) is statistically large at the next shot position, control is performed so that the predetermined time measured after stepping, that is, the settling time is made longer than in the normal case. Therefore, according to the fifth embodiment, in the process of processing a large number of wafers, it is possible to reduce the positional deviation even for a specific shot having a large positional deviation.
以上、本発明の各実施例はいずれもウェハに対する半
導体素子パターンの露光時に位置ずれのチェックを行な
うようにしたが、必らずしも素子パターンの露光時であ
る必要はなく、例えばステージ単体の位置決め精度、ス
テッピング精度等を調整、検査する段階においても全く
同様に応用できる。As described above, in each of the embodiments of the present invention, the positional deviation is checked during the exposure of the semiconductor element pattern on the wafer, but it is not always necessary during the exposure of the element pattern. The same can be applied at the stage of adjusting and inspecting the positioning accuracy, stepping accuracy, etc.
以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は光、
特に紫外域の光を用いた露光装置以外の装置、例えば軟
X線を用いたX線露光装置、電子線を用いた電子線露光
装置等に幅広く応用できるものである。また半導体素子
製造用のマスク以外に単なる矩形状のパターンを基板上
に投影し、基板表面を矩形状に絞られたエネルギービー
ムで加工する装置においても、矩形パターンの投影像と
基板との相対位置ずれを加工中に検出できる。The embodiments of the present invention have been described above.
In particular, the present invention can be widely applied to devices other than the exposure device using light in the ultraviolet region, such as an X-ray exposure device using a soft X-ray and an electron beam exposure device using an electron beam. In addition to masks for semiconductor device manufacturing, even in a device that projects a simple rectangular pattern on a substrate and processes the substrate surface with an energy beam that is narrowed into a rectangular shape, the projected image of the rectangular pattern and the relative position of the substrate Misalignment can be detected during processing.
以上のように本発明によれば、基板上に投射されたパ
ターンの位置ずれ、寸法ずれ等を投射動作中、又は投射
後に位置ずれの履歴情報と感応層(レジスト)の特性と
を考慮して予想検出するため、レジストの現像、又は別
の測定器を用いた検査を経ることなくパターンの異状を
高精度に認定することができる。このため半導体素子の
生産現場においては、露光されたウェハ上のショットの
なかで解像不良となるショットが次工程にまわす前に発
見できるため、生産管理上極めて有用である。As described above, according to the present invention, the positional deviation of the pattern projected on the substrate, the dimensional deviation, etc. are taken into consideration during the projection operation or after the projection, and the positional deviation history information and the characteristics of the sensitive layer (resist) are taken into consideration. Since it is predicted and detected, it is possible to accurately identify the pattern abnormality without developing the resist or inspecting using another measuring device. For this reason, in a semiconductor device production site, it is possible to find a shot having a poor resolution among shots on an exposed wafer before sending it to the next step, which is extremely useful in production control.
また本発明によるパターン形成方法によれば、感光基
板上の感光層内に転写されたパターン像の形状変化(線
幅変化や中心位置変化)を、マスクと感光基板とのアラ
イメント状態からの位置ずれ量の履歴情報に基づいて算
出しているので、現像後に感光基板上に得られる実際の
パターン像の変形量とほぼ合致した予想が可能となり、
真に問題となる位置ずれが生じた露光ショットに対して
警告や表示を行うことができる。Further, according to the pattern forming method of the present invention, the shape change (line width change or center position change) of the pattern image transferred in the photosensitive layer on the photosensitive substrate is displaced from the alignment state between the mask and the photosensitive substrate. Since it is calculated based on the history information of the amount, it is possible to make a prediction that substantially matches the amount of deformation of the actual pattern image obtained on the photosensitive substrate after development.
It is possible to issue a warning or display for an exposure shot in which a position shift that is a real problem occurs.
さらに本発明によるパターン形成方法によれば、マス
クと感光基板とのアライメント状態からの位置ずれの履
歴情報を転写期間中に逐次生成するようにし、その履歴
情報に基づいて感光基板上に転写されたパターン像の変
形(線幅変化や中心位置変化)をリアルタイムに特定
し、転写動作中にマスクや感光基板の相対位置を補正す
るようにしたので、感光層に転写されるパターン像を実
質的に変形させるように作用する真の位置ずれに対して
補正が働くので、より忠実なパターン形成が可能とな
る。Further, according to the pattern forming method of the present invention, the history information of the positional deviation from the alignment state between the mask and the photosensitive substrate is sequentially generated during the transfer period, and the history information is transferred onto the photosensitive substrate based on the history information. Since the deformation of the pattern image (change in line width and center position) is specified in real time and the relative position of the mask and photosensitive substrate is corrected during the transfer operation, the pattern image transferred to the photosensitive layer is substantially Since the correction works on the true positional deviation that acts so as to deform, more faithful pattern formation is possible.
第1図は本発明の実施例による投影露光装置の構成を示
す図、第2図は位置ずれ履歴検出部の一部の構成を示す
回路ブロック図、第3図は位置ずれの履歴を表わすグラ
フ、第4図は位置ずれの履歴に応じて作成されるヒスト
グラムを表わすグラフ、第5図は第4図のヒストグラム
を連続曲線におきかえたグラフ、第6図はレチクル上に
設けられたパターンの一例を示す図、第7図(a)、
(b)、(c)はレジスト中に形成される転写パターン
の位置ずれによる光量分布の変化の様子を示すチャート
図、第8図(a)、(b)はレジストの感光特性を模式
的に示すグラフ、第9図(a)、(b)、(c)、
(d)は位置ずれによって得られるレジスト上の転写パ
ターンの様子を示すチャート図、第10図は本発明の他の
実施例による動作を示すフローチャート図である。 各図中において、 R……レチクル W……ウェハ 5……ステージ 7……干渉計 10……主制御系 14……パターン変形検出部 16……位置ずれ履歴検出部FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit block diagram showing a part of the configuration of a misregistration history detection unit, and FIG. 3 is a graph showing a misregistration history. FIG. 4 is a graph showing a histogram created according to the history of displacement, FIG. 5 is a graph in which the histogram of FIG. 4 is replaced with a continuous curve, and FIG. 6 is an example of a pattern provided on the reticle. FIG. 7 (a),
8 (b) and 8 (c) are charts showing how the light amount distribution changes due to the positional deviation of the transfer pattern formed in the resist, and FIGS. 8 (a) and 8 (b) schematically show the photosensitive characteristics of the resist. Graphs shown in FIGS. 9 (a), (b), (c),
(D) is a chart showing the state of the transfer pattern on the resist obtained by the positional deviation, and FIG. 10 is a flow chart showing the operation according to another embodiment of the present invention. In each figure, R ... Reticle W ... Wafer 5 ... Stage 7 ... Interferometer 10 ... Main control system 14 ... Pattern deformation detection unit 16 ... Position deviation history detection unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/30 541S ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/30 541S
Claims (6)
該マスクに対して所定の位置関係で整列させた感光基板
に前記パターンを転写する装置において、 前記パターンの感光基板への転写動作中に生じる前記マ
スクと感光基板との間の相対的な位置ずれ量を検出する
位置ずれ検出手段と;該検出された位置ずれ量に基づい
て位置ずれの履歴情報を作り出す手段と;前記感光基板
の感光特性と前記履歴情報とに基づいて、前記感光基板
に転写されたパターンの変形を検出する変形検出手段と
を備えたことを特徴とする転写装置。1. Illuminating a mask having a predetermined pattern,
In an apparatus for transferring the pattern onto a photosensitive substrate aligned in a predetermined positional relationship with the mask, a relative positional shift between the mask and the photosensitive substrate that occurs during an operation of transferring the pattern onto the photosensitive substrate. Position deviation detecting means for detecting the amount; means for generating positional deviation history information based on the detected positional deviation amount; and transfer to the photosensitive substrate based on the photosensitive characteristic of the photosensitive substrate and the history information And a deformation detecting means for detecting the deformation of the formed pattern.
は、前記マスクと感光基板とが整列すべきアライメント
目標位置を基準として相対的な位置ずれ量の度数に応じ
たヒストグラムを作成する手段を含み、前記変形検出手
段は作成されるヒストグラムと前記感光特性上のしきい
値とに基づいて前記転写されたパターンのエッジ位置の
ずれ量を演算することを特徴とする請求項1項に記載の
装置。2. The means for generating the positional deviation history information includes means for creating a histogram corresponding to the frequency of relative positional deviation amount with reference to an alignment target position at which the mask and the photosensitive substrate should be aligned. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the deformation detecting unit calculates a deviation amount of an edge position of the transferred pattern based on a histogram created and a threshold value on the photosensitive characteristic. .
れるエッジ位置のずれ量に基づいて、転写されたパター
ンの線幅の変化と転写中心位置の変化とを別々に算出す
ることを特徴とする請求項2項に記載の装置。3. The deformation detecting means separately calculates a change in the line width of the transferred pattern and a change in the transfer center position based on the deviation amount of the edge position obtained by the calculation. The device according to claim 2.
該パターンの像を感光基板上の複数のショット領域の各
々にアライメントされた状態で順次露光する転写装置を
用いて前記感光基板上にパターンを形成する方法におい
て、 前記パターンの像の前記ショット領域への転写動作中に
生じる前記マスクと感光基板とのアライメント状態から
の相対的な位置ずれ量を逐次検出し、該位置ずれ量に基
づいて位置ずれの履歴情報を生成する段階と; 該履歴情報に基づいて、前記感光基板の感光層内に転写
されたパターンの形状変化または位置変化に対応した変
化情報を算出する段階と; 該算出された変化情報に基づいて前記感光基板上の各シ
ョット領域に転写されたパターンの像の変化が許容範囲
内か否かを判定し、該許容範囲を越えたショット領域が
存在するときは、当該ショット領域の前記感光基板上で
の位置を表す情報を表示する段階とを含むことを特徴と
するパターン形成方法。4. Illuminating a mask having a predetermined pattern,
A method of forming a pattern on the photosensitive substrate using a transfer device that sequentially exposes the image of the pattern to each of a plurality of shot areas on the photosensitive substrate, comprising: Sequentially detecting the relative positional deviation amount from the alignment state of the mask and the photosensitive substrate that occurs during the transfer operation, and generating positional deviation history information based on the positional deviation amount; A step of calculating change information corresponding to a shape change or a position change of a pattern transferred in the photosensitive layer of the photosensitive substrate, based on the calculated change information; It is determined whether the change in the image of the transferred pattern is within the permissible range, and if there is a shot area that exceeds the permissible range, the photosensitive group of the shot area is determined. Pattern forming method which comprises the step of displaying information representing the position of the above.
するホルダーと、前記パターンの像で露光される感光基
板を保持して2次元的に移動するステージとを備え、前
記感光基板上の複数のショット領域の各々に前記パター
ンの像をアライメントして順次転写する転写装置を用い
て前記感光基板上にパターンを形成する方法において、 前記パターンの像の前記ショット領域への転写期間中に
検出される前記パターンの像と前記ショット領域とのア
ライメント状態からの相対的な位置ずれ量に基づいて位
置ずれの履歴情報を逐次生成し、該履歴情報に基づいて
前記感光基板の感光層内に転写されるパターンの像の変
形量を逐次算出する段階と; 前記算出された像の変形量が所定の許容値を越えたか否
かを前記転写期間中に逐次判定する段階と; 該判定の結果、前記算出された像の変形量が許容値を越
えていないときは前記算出された像の変形量が総合的に
補正されるように、前記ホルダーと前記ステージの少な
くとも一方の位置を前記転写期間の終了前に微小補正す
る段階とを含むことを特徴とするパターン形成方法。5. A plurality of holders on the photosensitive substrate, comprising: a holder for holding a mask on which a predetermined pattern is formed; and a stage for holding a photosensitive substrate exposed by the image of the pattern and moving it two-dimensionally. In the method of forming a pattern on the photosensitive substrate by using a transfer device that sequentially transfers the image of the pattern to each of the shot areas, the pattern image is detected during the transfer period of the image of the pattern to the shot area. The positional deviation history information is sequentially generated based on the relative positional deviation amount from the alignment state between the pattern image and the shot area, and is transferred into the photosensitive layer of the photosensitive substrate based on the historical information. Sequentially calculating the amount of deformation of the image of the pattern; and sequentially determining whether or not the calculated amount of deformation of the image exceeds a predetermined allowable value during the transfer period. As a result of the determination, when the calculated deformation amount of the image does not exceed the allowable value, the position of at least one of the holder and the stage is adjusted so that the calculated deformation amount of the image is comprehensively corrected. And finely correcting before the end of the transfer period.
に1度だけ行うことを特徴とする請求項第5項に記載の
方法。6. The method according to claim 5, wherein the finely correcting step is performed only once during the transfer period.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62116174A JP2503508B2 (en) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | Transfer device and pattern forming method using the transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62116174A JP2503508B2 (en) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | Transfer device and pattern forming method using the transfer device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63281425A JPS63281425A (en) | 1988-11-17 |
JP2503508B2 true JP2503508B2 (en) | 1996-06-05 |
Family
ID=14680628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62116174A Expired - Fee Related JP2503508B2 (en) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | Transfer device and pattern forming method using the transfer device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2503508B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7466854B2 (en) | 2000-06-21 | 2008-12-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Size checking method and apparatus |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8389673B2 (en) | 2009-07-31 | 2013-03-05 | Chemtura Corporation | Aryl ether oligomers and process for making aryl ether oligomers |
US8362127B2 (en) | 2010-01-25 | 2013-01-29 | Chemtura Corporation | Flame retardant halogenated phenyl ethers |
-
1987
- 1987-05-13 JP JP62116174A patent/JP2503508B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7466854B2 (en) | 2000-06-21 | 2008-12-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Size checking method and apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63281425A (en) | 1988-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0444450B1 (en) | Latent-image control of lithography tools | |
US5521036A (en) | Positioning method and apparatus | |
JP3186011B2 (en) | Projection exposure apparatus and device manufacturing method | |
US6706456B2 (en) | Method of determining exposure conditions, exposure method, device manufacturing method, and storage medium | |
JP3265668B2 (en) | How to calculate the best focus position | |
US8908148B2 (en) | Calibration method and inspection apparatus | |
JP3267414B2 (en) | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the scanning exposure apparatus | |
CN100495212C (en) | Method of determining characteristic a process step and device manufacturing method | |
US20100044594A1 (en) | Apparatus for aligning a particle-beam-generated pattern to a pattern on a pre-patterned substrate | |
JP3360760B2 (en) | Exposure amount unevenness measurement method, exposure method and exposure apparatus | |
CN102696095A (en) | Optical characteristic measurement method, exposure method and device manufacturing method | |
JP2008263193A (en) | Exposure method and manufacturing method for electronic device | |
JP2765422B2 (en) | Exposure apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same | |
US7184594B1 (en) | Pattern matching method and device, position determining method and device, position aligning method and device, exposing method and device, and device and its production method | |
JPH10284377A (en) | Exposure method and manufacture of device using the same | |
US9052604B2 (en) | Photolithography systems and associated alignment correction methods | |
JP2503508B2 (en) | Transfer device and pattern forming method using the transfer device | |
JP3244783B2 (en) | Alignment apparatus and method, and exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method using the same | |
JP3651630B2 (en) | Projection exposure method and projection exposure apparatus | |
US7388213B2 (en) | Method of registering a blank substrate to a pattern generating particle beam apparatus and of correcting alignment during pattern generation | |
JP3427113B2 (en) | Stage accuracy evaluation method | |
JP2815010B2 (en) | Projection optical device and imaging characteristic adjustment method | |
US6744492B2 (en) | Exposure apparatus | |
JP3259341B2 (en) | Alignment method, exposure method using the alignment method, and device manufacturing method using the exposure method | |
JPH06181168A (en) | Aligning method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |