JPH0837148A - Patterning method by stepwise moving projection exposure apparatus - Google Patents
Patterning method by stepwise moving projection exposure apparatusInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 細長いパターンを充分に大きな縮小率で投影
露光することができ、したがって微細なパターニングを
高精度に行うことができるようにする。
【構成】 逐次移動式投影型露光装置により同一の単位
パターン12を一枚のウェハ2上に位置をずらしながら
次々と露光していくパターニング方法において、1つの
フォトマスクに1つの単位パターンを複数の分割パター
ン12a,12bに分けて形成しておき、ウェハ上にて
各分割パターンが隣接して連続する1つの単位パターン
を構成するように露光することで1単位分のパターニン
グを行う。この時、各分割パターンの相互接続部分には
隣接パターン間の位置ずれ測定用マークパターン13
a,13bを含ませておき、現像後に前記パターンによ
り形成された測定用マーク15を観察して位置ずれを測
定し、そのデータをその後のパターニング工程での逐次
移動式投影型露光装置の位置制御の補正情報とする。
(57) [Abstract] [Purpose] A long and narrow pattern can be projected and exposed at a sufficiently large reduction ratio, and therefore fine patterning can be performed with high accuracy. In a patterning method in which the same unit pattern 12 is successively exposed on a single wafer 2 by a sequential movement type projection exposure apparatus, one unit pattern is formed on a single photomask in a plurality of patterns. The divided patterns 12a and 12b are separately formed, and exposure is performed so that each divided pattern is adjacent and continuous to form one unit pattern on the wafer, whereby patterning for one unit is performed. At this time, the mark pattern 13 for measuring the positional deviation between the adjacent patterns is formed in the interconnection portion of each divided pattern.
a and 13b are included, the measurement mark 15 formed by the pattern is observed after development to measure the positional deviation, and the data is used to control the position of the sequential movement type projection exposure apparatus in the subsequent patterning step. Correction information.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、さまざまな集積回路や
薄膜磁気ヘッドなどの微小デバイスの製造プロセスにお
いて多用されている逐次移動式投影型露光装置によるパ
ターニング方法の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a patterning method by a sequential movement type projection exposure apparatus which is widely used in the manufacturing process of various microcircuits such as integrated circuits and thin film magnetic heads.
【0002】[0002]
【従来の技術】さまざまな集積回路や薄膜磁気ヘッドな
どの微小デバイスの製造プロセスにおいては、逐次移動
式投影型露光装置(ステッパーと呼ばれている)による
パターニング工程が何回も行われる。係るパターニング
の基本は、ウェハに塗布されたフォトレジスト上に露光
装置を用いて回路パターンや機構パターンを露光して現
像し、レジストを選択的に除去して露光パターン通りの
レジスト膜を得る工程である。2. Description of the Related Art In a manufacturing process of various microcircuits such as integrated circuits and thin film magnetic heads, a patterning process by a successive movement type projection exposure apparatus (called a stepper) is performed many times. The basis of such patterning is a process of exposing a circuit pattern or a mechanism pattern on a photoresist applied on a wafer by using an exposure device to develop it, and selectively removing the resist to obtain a resist film according to the exposure pattern. is there.
【0003】そして、逐次移動式投影型露光装置は、同
一のウェハ上に位置をずらしながら同一の回路パターン
を次々と露光するための装置であり、フォトマスクの回
路パターン像を縮小または等倍でウェハ上に投影する光
学系と、ウェハの位置を相対的に精密に移動させる数値
制御式の位置決め変位機構とを基本的に備えている。The successive-moving projection type exposure apparatus is an apparatus for exposing the same circuit pattern one after another while shifting the position on the same wafer, and reduces or reduces the size of the circuit pattern image of the photomask. It basically comprises an optical system for projecting onto the wafer and a numerically controlled positioning displacement mechanism for relatively precisely moving the position of the wafer.
【0004】また、ウェハ上に微細なパターン(回路パ
ターンや機構パターンを含む)を高精度に形成するため
には、ウェハ上のパターンの実寸法に対してフォトマス
クのパターン寸法が大きいほうが良い(実寸法に対する
マスクパターンの拡大率が大きいということは、露光時
の縮小率が大きいことと同じである)。ただし、露光装
置のマスク面における有効露光エリアの寸法には限度が
あるので、使用する装置の有効露光エリアに収まる範囲
でパターン拡大率のできるだけ大きなフォトマスクを用
いて、高精度なパターニングを行うようにしている。Further, in order to form a fine pattern (including a circuit pattern and a mechanism pattern) on a wafer with high accuracy, it is better that the pattern size of the photomask is larger than the actual size of the pattern on the wafer ( The large enlargement ratio of the mask pattern with respect to the actual size is the same as the large reduction ratio during exposure). However, there is a limit to the size of the effective exposure area on the mask surface of the exposure apparatus, so use a photomask with a pattern expansion ratio as large as possible within the effective exposure area of the apparatus used to perform highly accurate patterning. I have to.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】通常の露光装置におけ
るマスク面の有効露光エリアは正方形であり、パターニ
ングしようとする回路パターンが正方形であれば、有効
露光エリアを無駄なく活用したできるだけ大きな拡大率
のマスクパターンを設計することができる。しかし、縦
横比の大きな細長い外形のパターンを露光する場合、マ
スクパターンの拡大率を充分に大きくすると、細長いマ
スクパターンの長辺寸法が正方形の有効露光エリアから
はみ出してしまうので、有効露光エリアに大きな非使用
エリアがあっても、細長いマスクパターンの長辺寸法が
有効露光エリアに収まるようにマスクパターンの拡大率
を小さく設定しなければならなかった。したがって、細
長いパターンを充分に大きな縮小率で投影露光すること
ができず、微細なパターニングを高精度に行うことが難
しかった。The effective exposure area of the mask surface in a normal exposure apparatus is a square, and if the circuit pattern to be patterned is a square, the effective exposure area can be utilized without waste and the enlargement ratio as large as possible. A mask pattern can be designed. However, when exposing a pattern with a long and narrow external shape having a large aspect ratio, if the enlargement ratio of the mask pattern is made sufficiently large, the long side dimension of the long and narrow mask pattern will protrude from the square effective exposure area. Even if there is an unused area, the enlargement ratio of the mask pattern must be set small so that the long side dimension of the elongated mask pattern fits within the effective exposure area. Therefore, it is impossible to project and expose a long and narrow pattern at a sufficiently large reduction rate, and it is difficult to perform fine patterning with high accuracy.
【0006】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、細長いパターンを充分に大きな縮小率で投影露光
することができ、また微細なパターニングを高精度に行
うことができ、さらには必要に応じて製品製造中或いは
製造後の品質管理を行うこともできるようにした逐次移
動式投影型露光装置によるパターニング方法を提供する
ことにある。The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to solve the above problems and perform projection exposure of a long and narrow pattern at a sufficiently large reduction rate. To provide a patterning method by a sequential movement type projection exposure apparatus capable of performing fine patterning with high accuracy and further performing quality control during or after product production as needed. is there.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る逐次移動式投影型露光装置によるパ
ターニング方法では、逐次移動式投影型露光装置により
同一の単位パターンを一枚のウェハ上に位置をずらしな
がら次々と露光していくパターニング方法において、1
つのフォトマスクに1つの単位パターンを複数の分割パ
ターンに分けて形成しておき、ウェハ上にて各分割パタ
ーンが隣接して連続する1つの単位パターンを構成する
ように位置をずらしながら複数回露光することで1単位
分のパターニングを行うとともに、前記各分割パターン
の相互接続部分には隣接パターン間の位置ずれ測定用マ
ークを含ませておき、現像後に前記マークにより隣接パ
ターン間の位置ずれを測定し、その位置ずれデータをそ
の後のパターニング工程での逐次移動式投影型露光装置
の位置制御の補正情報とするようにした。In order to achieve the above object, in the patterning method by the sequential movement projection type exposure apparatus according to the present invention, the same unit pattern is formed on one wafer by the sequential movement projection type exposure apparatus. In the patterning method that exposes one after another while shifting the position above, 1
One unit pattern is divided into a plurality of divided patterns and formed on one photomask, and the divided patterns are exposed a plurality of times while shifting the positions so that the divided patterns are adjacent and continuous to form one unit pattern. By doing so, patterning for one unit is performed, and the interconnecting portion of each divided pattern is provided with a mark for measuring the positional deviation between the adjacent patterns, and the positional deviation between the adjacent patterns is measured by the mark after development. Then, the positional deviation data is used as correction information for position control of the sequential movement projection exposure apparatus in the subsequent patterning process.
【0008】そして前記位置ずれ測定用マークとして
は、例えば隣接する2つの分割パターンにより構成され
る二重同心マークを用いることができる。また、別の構
成としては、隣接する2つの分割パターンにそれぞれ形
成されたピッチの微少に異なる目盛マークが隣接するも
のとしてもよい。As the position deviation measuring mark, for example, a double concentric mark composed of two adjacent division patterns can be used. Further, as another configuration, scale marks slightly different in pitch formed on two adjacent division patterns may be adjacent to each other.
【0009】[0009]
【作用】フォトマスク上では単位パターンが複数の分割
パターンに分れているが、ウェハの位置をずらしながら
各分割パターンの像を順次露光することで、ウェハ上で
は各分割パターンが隣接して連続し、目的の単位パター
ンの露光が行われたことになる。この時、ウェハ上で各
分割パターンが相互に位置ずれなく高精度に連続するこ
とが重要であるが、前記位置ずれ測定用マークを用い、
あるワークについての位置ずれを測定し、そのデータを
次のワークのパターニング時の位置制御の補正情報とし
て活用することで、高精度化を実現することができる。The unit pattern is divided into a plurality of divided patterns on the photomask. However, by sequentially exposing the images of the divided patterns while shifting the position of the wafer, the divided patterns are continuously adjacent to each other on the wafer. Then, the exposure of the target unit pattern is performed. At this time, it is important that each of the divided patterns is continuous with high precision on the wafer without misalignment with each other.
High accuracy can be realized by measuring the positional deviation of a certain work and using the data as correction information for position control at the time of patterning the next work.
【0010】また、一般に上記位置ずれは、ウェハ上の
各単位パターン形成位置で異なる。そこでより正確な位
置制御(補正)を行うためには、予めダミーウェハを用
いてすべてのパターン形成位置に実際に露光等してパタ
ーンを製造し、その時に同時に形成される測定用マーク
を測定し、使用した露光装置の各ウェハ上の各場所での
露光(ショット)の位置ずれを求め、記憶する。そして
かかる各位置に対する補正値を用いて上記位置制御を行
う。Further, generally, the above-mentioned positional deviation is different at each unit pattern forming position on the wafer. Therefore, in order to perform more accurate position control (correction), all the pattern formation positions are actually exposed in advance by using a dummy wafer to manufacture a pattern, and the measurement marks formed at the same time are measured. The positional deviation of the exposure (shot) at each position on each wafer of the used exposure apparatus is obtained and stored. Then, the position control is performed using the correction value for each position.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明に係る逐次移動式投影型露光装
置によるパターニング方法の好適な実施例を添付図面を
参照にして詳述する。図1は本実施例を実施するための
露光装置の一例を示している。同図に示すように、この
露光装置(ステッパ)は、X−Yステージ1の上にウェ
ハ2を載置し、水平平面内で移動可能となっており、所
定方向に所定ステップ幅ずつ移動させながら、このウェ
ハ2上の各位置にマスク3上に形成されたマスクパター
ン4を転写(露光)するようになっている。すなわち、
光源5から出射された光をレンズ6で平行高速にしてマ
スク3を透過させ、さらに縮小投影レンズ7を通過させ
ることにより、マスク3に形成したパターン4と相似の
縮小されたパターンを、ウェハ2上に塗布されたレジス
トの所定位置に照射させ、露光させる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a patterning method using a successive movement projection type exposure apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an example of an exposure apparatus for carrying out this embodiment. As shown in the figure, this exposure apparatus (stepper) places a wafer 2 on an XY stage 1 and is movable in a horizontal plane, and is moved in a predetermined direction by a predetermined step width. However, the mask pattern 4 formed on the mask 3 is transferred (exposed) to each position on the wafer 2. That is,
The light emitted from the light source 5 is made parallel and high-speed by the lens 6 and transmitted through the mask 3, and further passes through the reduction projection lens 7, whereby a reduced pattern similar to the pattern 4 formed on the mask 3 is formed on the wafer 2 A predetermined position of the resist applied above is irradiated and exposed.
【0012】また、上記X−Yステージ1は、X−Yス
テージ駆動・制御部8からの制御信号を受けて、上記し
た1回の露光処理が終わる都度所定方向に所定ピッチだ
け移動されるようになっている。これにより、ウェハ状
のパターン形成エリア中のすべての場所に同一のマスク
3を用いて露光処理が行われ、同一パターンが形成され
る。Further, the XY stage 1 receives a control signal from the XY stage drive / control unit 8 and is moved by a predetermined pitch in a predetermined direction each time the above-mentioned one exposure process is completed. It has become. As a result, the exposure process is performed using the same mask 3 at all locations in the wafer-shaped pattern formation area, and the same pattern is formed.
【0013】ところで、上記の露光装置におけるX−Y
ステージ1による移動距離は、±0.1〜0.2μm程
度の精度誤差がある。そして、係る精度誤差により、ウ
ェハ2上に実際にパターンを露光した際に位置ずれを生
じる。しかし、本発明者らが知得したところによると、
係る位置ずれは、装置固有のものであり、しかも、ウェ
ハ2の各場所で異なる。さらに、このように各場所で異
なるものの、同一場所での位置ずれは、そのずれ方向並
びに距離が、毎回ほぼ同じに現れることがわかった。By the way, XY in the above exposure apparatus
The movement distance of the stage 1 has an accuracy error of about ± 0.1 to 0.2 μm. Then, due to the accuracy error, a position shift occurs when the pattern is actually exposed on the wafer 2. However, according to what the present inventors have learned,
Such positional deviation is peculiar to the apparatus and is different at each position of the wafer 2. Further, it has been found that, although the positions are different at each place, the position deviation and the distance at the same place are almost the same every time.
【0014】そこで本発明では、X−Yステージ駆動・
制御部8に補正情報メモリ9を接続し、各場所での位置
ずれに基づく補正情報を格納しておき、露光処理をする
ためにX−Yステージ1を移動させる際には、係る補正
情報を加味して駆動制御を行い、ウェハ2上の正しい位
置にパターンを露光できるようにしている。なお、図中
符合10は、入力装置であり、上記補正値を補正情報メ
モリ9に格納するようにしている。また、補正情報メモ
リ9には、その補正値に対応するパターン形成位置情報
も対にして格納する必要があるが、それもこの入力装置
10を介して行われる。Therefore, in the present invention, the XY stage drive
When the correction information memory 9 is connected to the control unit 8 and correction information based on the positional deviation at each place is stored and the XY stage 1 is moved for exposure processing, the correction information is stored. In consideration of this, drive control is performed so that the pattern can be exposed at the correct position on the wafer 2. Reference numeral 10 in the drawing is an input device, and the correction value is stored in the correction information memory 9. Further, the correction information memory 9 also needs to store the pattern formation position information corresponding to the correction value in a pair, which is also performed via the input device 10.
【0015】次に、具体的な例をあげて説明する。図2
(A)の例において、符号3´の正方形は露光装置にお
けるマスク面における有効露光エリアである。また符号
12の長方形は、精度面で望ましい拡大率で作成したフ
ォトマスクの単位パターンである。細長い単位パターン
12の長辺寸法が有効露光エリア3´より大きく、パタ
ーン12がエリア3´からはみ出すので、このマスクパ
ターンの拡大率ではパターニングすることができない。
そのため従来はマスクパターンの拡大率をより小さくし
てパターニングしている。Next, a specific example will be described. Figure 2
In the example of (A), the square 3'is an effective exposure area on the mask surface in the exposure apparatus. Further, the rectangle of reference numeral 12 is a unit pattern of the photomask created with a desired enlargement ratio in terms of accuracy. Since the long-side dimension of the elongated unit pattern 12 is larger than the effective exposure area 3'and the pattern 12 protrudes from the area 3 ', patterning cannot be performed with this mask pattern enlargement ratio.
Therefore, conventionally, patterning is performed by reducing the enlargement ratio of the mask pattern.
【0016】しかし本発明においては、同図(B)に例
示するように、拡大率の大きな細長い単位パターン12
を分割パターン12a,12bに中央から2分割し、分
割パターン12aの下に分割パターン12bを配置した
フォトマスクを作成し、正方形の有効露光エリア3´内
に分割パターン12a,12bが同時に収まるようにす
る。However, in the present invention, as shown in FIG. 1B, the elongated unit pattern 12 having a large enlargement ratio.
Is divided into two into the divided patterns 12a and 12b from the center, and a photomask in which the divided pattern 12b is arranged under the divided pattern 12a is created so that the divided patterns 12a and 12b can be simultaneously accommodated in the square effective exposure area 3 '. To do.
【0017】そして同図(C)に例示するように、ウェ
ハ2上に単位パターン12を1回パターニングするため
に、まずフォトマスクの分割パターン12bを遮光した
状態で分割パターン12aの像をウェハ2上に露光する
(この露光でウェハ2上に形成されるパターンを実パタ
ーン14aとする)。次にX−Yステージ駆動・制御部
9からの制御信号を受けてX−Yステージが所定方向に
移動することにより、ウェハ2を2次元に所定量だけ変
位させる。そして、フォトマスクの分割パターン12a
を遮光した状態で分割パターン12bの像をウェハ2上
に露光する(この露光でウェハ2上に形成されるパター
ンを実パターン14bとする)。これにより、実パター
ン14a,14bが一直線に並ぶように形成され、単位
パターン12に対応する細長な実パターンが形成され
る。Then, as illustrated in FIG. 1C, in order to pattern the unit pattern 12 on the wafer 2 once, first, the image of the divided pattern 12a is formed on the wafer 2 with the divided pattern 12b of the photomask shielded. The upper surface is exposed (the pattern formed on the wafer 2 by this exposure is referred to as an actual pattern 14a). Next, when the XY stage is moved in a predetermined direction in response to a control signal from the XY stage drive / control unit 9, the wafer 2 is two-dimensionally displaced by a predetermined amount. Then, the division pattern 12a of the photomask
The image of the divided pattern 12b is exposed on the wafer 2 in a state of being shielded from light (the pattern formed on the wafer 2 by this exposure is referred to as an actual pattern 14b). As a result, the actual patterns 14a and 14b are formed so as to be aligned in a straight line, and an elongated actual pattern corresponding to the unit pattern 12 is formed.
【0018】このように本例では2回の露光操作でウェ
ハ2に1つの単位パターンが形成されることになるの
で、以後、同じ操作をウェハ2の位置をずらしながら逐
次行うことで、図2に例示するように、ウェハ2上に実
パターン14a,14bからなる多数の単位パターンを
形成することができる。As described above, in this example, one unit pattern is formed on the wafer 2 by two exposure operations. Therefore, the same operation is performed successively while shifting the position of the wafer 2 as shown in FIG. As illustrated in FIG. 2, a large number of unit patterns including the real patterns 14a and 14b can be formed on the wafer 2.
【0019】ここで重要なことは、実パターン14aと
実パターン14bとが正確に隣接・連続して前述の単位
パターンに対応する実パターンを正確に形成することで
ある。そのためには1回目の露光から2回目の露光に移
る際のウェハ2の2次元移動量を正確に制御する必要が
あり、係る点が本発明の特徴の一つである。What is important here is that the actual pattern 14a and the actual pattern 14b are accurately adjacent to each other and continuous, and the actual pattern corresponding to the above-mentioned unit pattern is accurately formed. For that purpose, it is necessary to accurately control the two-dimensional movement amount of the wafer 2 when shifting from the first exposure to the second exposure, which is one of the features of the present invention.
【0020】そこで、2回の露光操作で1つの単位パタ
ーンを形成する際のウェハ2の位置決め制御について詳
述する。まずフォトマスク上の2つの分割パターン12
a,12bの配置寸法、両分割パターンの寸法、投影縮
小率などから、2回目の露光に際してウェハ2をどれだ
け移動させなければならないかを計算することができ、
その計算結果に従って数値制御装置(実際にはこの数値
制御装置はX−Yステージ駆動・制御部9内に内蔵され
ている)のプログラムを組んでおくことになる。そして
この数値制御装置の演算結果に基づいてX−Yステージ
駆動・制御部9がX−Yステージ1を所定方向に移動さ
せるのであるが、このようなオープンループ制御だけで
は充分な精度を実現することが難しいので、次のような
補正制御も行う。Therefore, the positioning control of the wafer 2 when forming one unit pattern by two exposure operations will be described in detail. First, two divided patterns 12 on the photomask
It is possible to calculate how much the wafer 2 must be moved in the second exposure from the arrangement dimensions of a and 12b, the dimensions of both divided patterns, the projection reduction rate, and the like.
A program for a numerical controller (actually, this numerical controller is built in the XY stage drive / control unit 9) is built in accordance with the calculation result. Then, the XY stage drive / control unit 9 moves the XY stage 1 in a predetermined direction based on the calculation result of the numerical controller, but sufficient accuracy is realized only by such open loop control. Since it is difficult to do so, the following correction control is also performed.
【0021】すなわち、図2(B)に示すように、各分
割パターン12a,12bの相互接続部分に隣接パター
ン間の位置ずれ測定用マークパターン13a,13bを
形成しておく。そして、あるウェハ2のパターニングを
終了して現像すると、同図(C)に示すように、両実パ
ターン14a,14bの境界線上に測定用マーク15が
形成される。そこで、その後に顕微鏡などによってウェ
ハ2上の実パターンを観察し、そのパターン中に含まれ
ている前記測定用マーク15により隣接パターン間の位
置ずれを測定する。そして、この測定結果からウェハ2
の移動制御の補正量を求め、入力装置10を介して位置
情報とともに補正情報メモリ9に格納する。That is, as shown in FIG. 2B, mark patterns 13a and 13b for measuring the positional deviation between the adjacent patterns are formed in the interconnected portions of the divided patterns 12a and 12b. Then, when the patterning of a certain wafer 2 is completed and developed, a measurement mark 15 is formed on the boundary line between the two actual patterns 14a and 14b as shown in FIG. Then, after that, the actual pattern on the wafer 2 is observed with a microscope or the like, and the positional deviation between the adjacent patterns is measured by the measurement mark 15 included in the pattern. Then, from this measurement result, the wafer 2
The correction amount of the movement control is calculated and stored in the correction information memory 9 together with the position information via the input device 10.
【0022】次のワークに対するパターニング工程で
は、その補正量を加えて数値制御装置を動作させる。こ
のように実際に生じた位置ずれに基づいてワーク移動量
を逐次補正していくことで、高精度なパターニングを実
現することができる。そして、上記測定用マーク15や
それを形成するためのパターンの一例を示すと、図3に
示すようになっている。In the next patterning step for the work, the numerical controller is operated with the correction amount added. Thus, by sequentially correcting the work movement amount based on the actual positional deviation, it is possible to realize highly accurate patterning. An example of the measurement mark 15 and a pattern for forming the measurement mark 15 is shown in FIG.
【0023】すなわち、図4(A)に示すように、一方
の分割パターン12aの境界線には正方形のパターン1
3aを形成し、他方の分割パターン12bの境界線には
ロ字状のパターン13bを形成する。そして、各パター
ン13a,13bは、ともに各境界線で線対称になり、
境界線同士を接続、すなわち、正規の状態で露光した場
合に両者の中心が一致するように形成されている。ま
た、図中ハッチングで示す部分がメタルなどにより遮光
された部分である。That is, as shown in FIG. 4A, a square pattern 1 is formed on the boundary line of one of the divided patterns 12a.
3a is formed, and a square-shaped pattern 13b is formed on the boundary line of the other divided pattern 12b. Then, each of the patterns 13a and 13b is line-symmetrical at each boundary line,
The boundary lines are formed so that their centers coincide with each other when they are connected to each other, that is, when they are exposed in a normal state. Further, the hatched portion in the figure is a portion shielded from light by a metal or the like.
【0024】そして、2回の露光操作により、それぞれ
パターン13a,13b部分に対応するウェハ2上所定
位置が露光されるが、そのパターン13a,13bは分
割パターン12a,12bの境界線上に位置するため、
結局多重露光され、2回の露光操作で光が1度も照射さ
れなかった部分が、測定用マーク15となる。The predetermined positions on the wafer 2 corresponding to the patterns 13a and 13b are exposed by two exposure operations, but the patterns 13a and 13b are located on the boundary line of the divided patterns 12a and 12b. ,
Eventually, a portion which has been subjected to multiple exposure and which has not been irradiated with light even once by the two exposure operations becomes the measurement mark 15.
【0025】これにより、同図(B)に示すように、現
像後に隣接する2つの分割パターンにより構成される正
方形の二重同心マークが形成される。そして、外側輪郭
線15aが分割パターン12aに含まれるマークにより
形成され、内側輪郭線15bが分割パターン12bに含
まれるマークにより形成される。分割パターン12aに
よる実パターン14aと分割パターン12bによる実パ
ターン14bとが正確に連続していれば、外側輪郭線1
5aと内側輪郭線15bとが正確に同心配置になる。そ
こで、輪郭線15aと15bのX軸方向の間隔Dxおよ
びY軸方向の間隔Dyとを測定すれば、X軸およびY軸
方向のずれ量を求めることができる。As a result, a square double concentric mark formed by two adjacent divided patterns is formed after development, as shown in FIG. The outer contour line 15a is formed by the mark included in the divided pattern 12a, and the inner contour line 15b is formed by the mark included in the divided pattern 12b. If the actual pattern 14a of the divided pattern 12a and the actual pattern 14b of the divided pattern 12b are accurately continuous, the outer contour line 1
5a and the inner contour line 15b are accurately concentric. Therefore, by measuring the distance Dx in the X-axis direction and the distance Dy in the Y-axis direction between the contour lines 15a and 15b, the shift amount in the X-axis and Y-axis directions can be obtained.
【0026】そして、各軸方向のずれ量の補数が補正値
となるので、係る値を測定位置(アドレス)とともに入
力装置10を介して補正情報メモリ9に格納する。する
と、メモリ内では例えば図5に示すようなテーブル状に
データが記憶保持され、その後の露光処理では、X−Y
テーブル駆動・制御部8から露光使用する位置(アドレ
ス)に基づいてアクセスされ、それと対になる補正値が
読み出されるようになる。Since the complement of the amount of deviation in each axial direction becomes the correction value, this value is stored in the correction information memory 9 via the input device 10 together with the measurement position (address). Then, in the memory, the data is stored and held in the form of a table as shown in FIG. 5, for example, and in the subsequent exposure processing, XY
The table drive / control section 8 makes an access based on the position (address) at which exposure is used, and the correction value paired therewith is read out.
【0027】また、位置ずれ測定用マークは、上記した
ものに限ることなく例えば図6に示すようなものを用い
ることもできる。この図示の例では、2つの分割パター
ンにそれぞれ形成されたピッチの微少に異なる目盛マー
クがウェハ2上で隣接するように配置されるようにした
ものである。すなわち、同図(A)に示すように、各分
割パターン12a,12bの境界線上所定位置にX軸目
盛マーク用パターン17a,17bと、Y軸目盛マーク
用パターン16a,16bを形成する。この例でも、ハ
ッチング部分がメタルが塗布され遮光される部分であ
る。そして、当該境界線近傍が多重露光されることによ
り、一度も光が照射されなかった部分に所定のマークが
形成される。Further, the positional deviation measuring mark is not limited to the above-mentioned one, and for example, a mark as shown in FIG. 6 can be used. In the example shown in the figure, the graduation marks with slightly different pitches, which are respectively formed in the two divided patterns, are arranged so as to be adjacent to each other on the wafer 2. That is, as shown in FIG. 7A, the X-axis scale mark patterns 17a and 17b and the Y-axis scale mark patterns 16a and 16b are formed at predetermined positions on the boundary between the divided patterns 12a and 12b. Also in this example, the hatched portion is a portion that is coated with metal and shielded from light. Then, the vicinity of the boundary line is subjected to multiple exposure, so that a predetermined mark is formed in a portion that has never been irradiated with light.
【0028】つまり、実パターン14aに含まれるX軸
目盛マーク19aと実パターン14bに含まれるX軸目
盛マーク19bとが隣接対向し、両実パターン14a,
14bを跨ぐようにしてY軸目盛マーク18a,18b
とが隣接対向する。そして、係る一対の目盛マークはノ
ギスやマイクロメータの目盛と同様に機能し、このマー
クを顕微鏡などで観察すれば、別個の測距目盛手段がな
くても、被観察物自体に測距用の目盛があるので、前述
の位置ずれ測定が簡単に行える。なお、各マーク18
a,18b,19a,19bは、ゼロ点位置を明確にす
べく少なくとも基準位置のマークの長さを長くしてい
る。That is, the X-axis scale mark 19a included in the actual pattern 14a and the X-axis scale mark 19b included in the actual pattern 14b are adjacently opposed to each other, and both actual patterns 14a,
Y-axis scale marks 18a, 18b so as to straddle 14b
And are adjacent to each other. The pair of graduation marks functions similarly to a vernier caliper or micrometer graduation, and by observing the marks with a microscope or the like, even if there is no separate distance measuring graduation means, the object to be measured itself is used for distance measurement. Since there is a scale, the above-mentioned displacement measurement can be easily performed. In addition, each mark 18
The marks a, 18b, 19a, and 19b have at least the length of the mark at the reference position increased to clarify the zero point position.
【0029】図7は、本発明を実施して得られる2分割
された実パターンの具体例を示している。この例では、
薄膜磁気ヘッドのヘッド素子パターンを製造する例を示
している。公知のように、薄膜磁気ヘッドは、各ヘッド
素子パターン20を横一列に所定数並ぶように形成し、
その両端に切削時の基準位置となるダミーマーク21を
形成する。そして、両端のダミーマーク21の切削状態
を、顕微鏡による目視や、抵抗を測定することになどに
より監視しながら切削を行い、平行出しを行うようにし
ている。これにより、各ヘッド素子パターン20のギャ
ップ深さ長を一定にすることができるのであるが、その
前提として各ヘッド素子パターン20が、横方向に整列
している必要がある。FIG. 7 shows a specific example of a real pattern divided into two obtained by implementing the present invention. In this example,
An example of manufacturing a head element pattern of a thin film magnetic head is shown. As is well known, in the thin film magnetic head, each head element pattern 20 is formed in a predetermined number in a horizontal row.
Dummy marks 21 are formed at both ends of the dummy marks 21 as reference positions for cutting. Then, the dummy marks 21 at both ends are cut while monitoring the cutting state by visual observation with a microscope or by measuring resistance, so that parallel alignment is performed. As a result, the gap depth length of each head element pattern 20 can be made constant, but as a prerequisite for this, each head element pattern 20 must be aligned in the lateral direction.
【0030】そこで、本発明のように、一方の分割パタ
ーン12a´により左側半分を露光し、他方の分割パタ
ーン12´bにより右側半分を露光し、それに基づいて
パターンを製造すると、分割された部分では、フォトマ
スクにより4つのヘッド素子パターン及びダミーパター
ンの位置は、高精度に保たれており、さらに、両分割パ
ターンにより製造された実パターン同士は、上記補正処
理により、やはり、精度良くその位置出しが行われる。
よって、横一列に並んだヘッド素子パターンの位置精度
は正確になり、ダミーマークを用いて平行出しを精度良
く行うことにより、各ヘッド素子パターンのギャップ深
さ長を等しくすることができる。なお、図中符合22は
測定用マークである。Therefore, as in the present invention, the left half is exposed by one of the divided patterns 12a 'and the right half is exposed by the other divided pattern 12'b, and the pattern is manufactured based on the exposed half, and the divided portions are formed. Then, the positions of the four head element patterns and the dummy patterns are maintained with high accuracy by the photomask, and the actual patterns manufactured by the two divided patterns are also accurately positioned by the above correction process. Delivering is done.
Therefore, the positional accuracy of the head element patterns arranged side by side becomes accurate, and by performing parallel alignment with the dummy marks with high accuracy, the gap depth length of each head element pattern can be made equal. Reference numeral 22 in the figure is a measurement mark.
【0031】なお、上記した各実施例等では、いずれも
2分割した例について説明したが、本発明では、3分割
以上にしてももちろんよい。In addition, in each of the above-described embodiments and the like, an example is described in which each is divided into two, but in the present invention, of course, it may be divided into three or more.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上のように、本発明に係る逐次移動式
投影型露光装置によるパターニング方法では、フォトマ
スク上では単位パターンが複数の分割パターンに分れて
いるが、ウェハの位置をずらしながら各分割パターンの
像を順次露光することで、ウェハ上では各分割パターン
が隣接して連続し、目的の単位パターンの露光が行われ
たことになる。このときウェハ上で各分割パターンが相
互に位置ずれなく高精度に連続することが重要である
が、前記位置ずれ測定用マークを用いてあるワークにつ
いての位置ずれを測定し、そのデータを次のワークのパ
ターニング時の位置制御の補正情報として活用すること
で、高精度化を実現することができる。つまり、細長い
パターンを充分に大きな縮小率で投影露光することがで
き、したがって微細なパターニングを高精度に行うこと
ができる。As described above, in the patterning method using the sequential movement type projection exposure apparatus according to the present invention, the unit pattern is divided into a plurality of divided patterns on the photomask, but the position of the wafer is shifted. By sequentially exposing the images of the divided patterns, the divided patterns are adjacent and continuous on the wafer, and the target unit pattern is exposed. At this time, it is important that each divided pattern continues on the wafer with high accuracy without misalignment, but the misalignment of a workpiece is measured using the misalignment measurement mark, and the data is By using it as correction information for position control at the time of patterning a work, high accuracy can be realized. That is, a long and narrow pattern can be projected and exposed with a sufficiently large reduction rate, and thus fine patterning can be performed with high accuracy.
【0033】さらに、実際の製品製造時にも上記測定用
マークを形成しておくことで、最終製品の製造途中或い
は製造後に寸法精度を検査することができる。すなわ
ち、品質管理用のマークとしても使用することができ
る。Furthermore, by forming the above-mentioned measuring marks even during the actual production of the product, the dimensional accuracy can be inspected during or after the production of the final product. That is, it can also be used as a mark for quality control.
【図1】本発明のパターニング方法の一実施例を示す説
明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a patterning method of the present invention.
【図2】本発明における位置ずれ測定用マークの第1実
施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a first embodiment of a position shift measuring mark according to the present invention.
【図3】本発明における位置ずれ測定用マークの第2実
施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the positional deviation measuring mark according to the present invention.
2 ウェハ 3´ マスク面における有効露光エリア 12 単位パターン 12a,12b 分割パターン 14a 分割パターン12aによる実パターン 14b 分割パターン12bによる実パターン 15a,15b,18a,18b,19a,19b 位
置ずれ測定用マーク2 wafer 3'effective exposure area on mask surface 12 unit pattern 12a, 12b division pattern 14a actual pattern by division pattern 12a 14b actual pattern by division pattern 12b 15a, 15b, 18a, 18b, 19a, 19b misalignment measurement mark
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年3月10日[Submission date] March 10, 1995
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明のパターニング方法を実施するための装
置の一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an apparatus for carrying out a patterning method of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1実施例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1実施例に用いられる位置ずれ測定
用マークの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of misalignment measurement marks used in the first embodiment of the present invention.
【図5】補正情報メモリのメモリ構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a memory structure of a correction information memory.
【図6】本発明の第2実施例に用いられる位置ずれ測定
用マークの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of misalignment measuring marks used in the second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実際の使用態様の一例を説明する図で
ある。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an actual usage mode of the present invention.
【符号の説明】 2 ウェハ 3´ マスク面における有効露光エリア 12 単位パターン 12a,12b 分割パターン 14a 分割パターン12aによる実パターン 14b 分割パターン12bによる実パターン 15a,15b,18a,18b,19a,19b 位
置ずれ測定用マーク[Explanation of Codes] 2 Wafer 3 ′ Effective Exposure Area on Mask Surface 12 Unit Pattern 12a, 12b Divided Pattern 14a Actual Pattern with Divided Pattern 12a 14b Actual Pattern with Divided Pattern 12b 15a, 15b, 18a, 18b, 19a, 19b Misalignment Measurement mark
───────────────────────────────────────────────────── 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 G03F 9/00 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G03F 9/00 H
Claims (3)
単位パターンを一枚のウェハ上に位置をずらしながら次
々と露光していくパターニング方法において、 1つのフォトマスクに1つの単位パターンを複数の分割
パターンに分けて形成しておき、ウェハ上にて各分割パ
ターンが隣接して連続する1つの単位パターンを構成す
るように位置をずらしながら複数回露光することで1単
位分のパターニングを行うとともに、前記各分割パター
ンの相互接続部分には隣接パターン間の位置ずれ測定用
マークを含ませておき、現像後に前記マークにより隣接
パターン間の位置ずれを測定し、その位置ずれデータを
その後のパターニング工程での逐次移動式投影型露光装
置の位置制御の補正情報とすることを特徴とする逐次移
動式投影型露光装置によるパターニング方法。1. A patterning method in which the same unit pattern is exposed one after another while shifting the position on a single wafer by a sequential movement type projection exposure apparatus. The divided patterns are separately formed, and one unit of patterning is performed by exposing the divided patterns a plurality of times while shifting the positions so that the divided patterns form one continuous unit pattern adjacent to each other. , The interconnecting portion of each divided pattern includes a mark for measuring the positional deviation between the adjacent patterns, the positional deviation between the adjacent patterns is measured by the mark after development, and the positional deviation data is used in the subsequent patterning step. According to the sequential movement type projection exposure apparatus, which is used as correction information for position control of the sequential movement type projection exposure apparatus in Turning way.
つの分割パターンにより構成される二重同心マークであ
ることを特徴とする請求項1に記載の逐次移動式投影型
露光装置によるパターニング方法。2. The displacement measurement marks are adjacent to each other.
2. The patterning method by the sequential movement projection type exposure apparatus according to claim 1, wherein the pattern is a double concentric mark composed of one division pattern.
つの分割パターンにそれぞれ形成されたピッチの微少に
異なる目盛マークが隣接するものであることを特徴とす
る請求項1に記載の逐次移動式投影型露光装置によるパ
ターニング方法。3. The misalignment measurement marks are adjacent to each other.
2. The patterning method according to claim 1, wherein the scale marks, which are formed on each of the divided patterns and have slightly different pitches, are adjacent to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6191351A JPH0837148A (en) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | Patterning method by stepwise moving projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6191351A JPH0837148A (en) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | Patterning method by stepwise moving projection exposure apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0837148A true JPH0837148A (en) | 1996-02-06 |
Family
ID=16273137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6191351A Pending JPH0837148A (en) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | Patterning method by stepwise moving projection exposure apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0837148A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004200508A (en) * | 2002-12-19 | 2004-07-15 | Nikon Corp | Device for measuring connection and mask for split exposure |
JP2010123949A (en) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
JP2014036147A (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for detecting positional deviation and substrate having pattern for detecting positional deviation |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP6191351A patent/JPH0837148A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
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