JP2000353655A - Position detecting mark, mark detecting device using the same, and aligner - Google Patents

Position detecting mark, mark detecting device using the same, and aligner

Info

Publication number
JP2000353655A
JP2000353655A JP11164429A JP16442999A JP2000353655A JP 2000353655 A JP2000353655 A JP 2000353655A JP 11164429 A JP11164429 A JP 11164429A JP 16442999 A JP16442999 A JP 16442999A JP 2000353655 A JP2000353655 A JP 2000353655A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
detection
pattern
alignment
substrate
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.)
Withdrawn
Application number
JP11164429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Koitabashi
英樹 小板橋
Tadaaki Shinozaki
忠明 篠崎
Seiji Fujitsuka
清治 藤塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP11164429A priority Critical patent/JP2000353655A/en
Publication of JP2000353655A publication Critical patent/JP2000353655A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a process time, while restraining cost increase for high- accuracy alignment, related to a position detecting mark, a mark detecting device using it as well as an aligner. SOLUTION: Since a region 42z, where a first pattern 42x crosses with a second pattern 42y is blank, both a first axis direction and second axis direction are easily detected at the same time with the first and second patterns crossing each other, and since the crossing region is blank, effects of one pattern is reduced at the detection of the other pattern, for high-accuracy detection.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶表示
素子や半導体素子等の製造において露光工程に用いられ
る位置検出用マークおよびこれを用いたマーク検出装置
並びに露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting mark used in an exposure step in the manufacture of, for example, a liquid crystal display device or a semiconductor device, a mark detecting device using the same, and an exposing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子又は半導体素子等をフォト
リソグラフィ技術を用いて製造する際に、レチクルのパ
ターンを、投影光学系を介してステージ上の感光材が塗
布された基板上に投影する投影露光装置を使用してい
る。一般に液晶表示素子等は基板上に多数層の回路パタ
ーンを重ねて形成することにより製造されるが、その際
に、例えば、1層目の回路パターンに対する2層目の回
路パターンの重ね合わせを高精度に行う必要がある。そ
の為には、例えば2層目の回路パターンを感光基板上に
露光する際に、その感光基板上に既に形成されている1
層目の回路パターンと2層目用の転写用回路パターンが
形成されたレチクルとの位置合わせ(アライメント)を
高精度に行う必要がある。
2. Description of the Related Art When a liquid crystal display element or a semiconductor element is manufactured by using a photolithography technique, a reticle pattern is projected via a projection optical system onto a substrate coated with a photosensitive material on a stage. Exposure equipment is used. In general, a liquid crystal display element or the like is manufactured by forming a large number of circuit patterns on a substrate by superposing them. Need to be done with precision. For this purpose, for example, when exposing a second-layer circuit pattern on a photosensitive substrate, the first circuit pattern already formed on the photosensitive substrate is exposed.
It is necessary to perform high-accuracy alignment between the circuit pattern of the layer and the reticle on which the transfer circuit pattern for the second layer is formed.

【0003】上記感光基板の位置合わせ方法の一つに、
画像処理を利用したアライメント方法がある。このアラ
イメント方法を、液晶表示素子製造用の投影露光装置に
おいて図4から図8を参照して以下のからの工程順
に説明する。 まず、感光基板である図4に示すガラスプレートG
Pを、ガラスプレート搬送系(図示略)によりZ方向
(垂直方向)に移動可能なZステージ(図示略)上に載
置する。このとき、ガラスプレートGPは、X方向およ
びY方向(互いに直交する2つの水平方向)に移動可能
なXYステージの移動に対して約±2mm程度の誤差を
もって置かれる。そして、この誤差は機械的な方法によ
り約±50μm程度にまで位置決めされる。
[0003] One of the methods for aligning the photosensitive substrate is as follows.
There is an alignment method using image processing. This alignment method will be described in the following steps in a projection exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element with reference to FIGS. First, a glass plate G shown in FIG.
P is placed on a Z stage (not shown) movable in the Z direction (vertical direction) by a glass plate transport system (not shown). At this time, the glass plate GP is placed with an error of about ± 2 mm with respect to the movement of the XY stage movable in the X direction and the Y direction (two horizontal directions orthogonal to each other). This error is positioned to about ± 50 μm by a mechanical method.

【0004】 次に、図4に示すように、プレートア
ライメント顕微鏡16a、16bの下にガラスプレート
GP上に予め形成されたY方向検出用アライメントマー
ク30yがくるであろう位置(マーク設計位置に複数画
面取り込みによるCCDによる撮像寸法を加味した位
置)にXYステージ(図示略)を移動する。このとき、
プレートアライメント顕微鏡16a〜16dのうち、少
なくとも2つのプレートアライメント顕微鏡下でアライ
メントマークが観察できるようにアライメントマークの
配置がなされている。なお、実際に観察可能な場合は、
図4に示すように、ガラスプレートGPのXYステージ
の移動に対する回転誤差がほとんど無い場合である。
[0006] Next, as shown in FIG. 4, a position where a Y-direction detection alignment mark 30y previously formed on the glass plate GP will come under the plate alignment microscopes 16a and 16b (a plurality of marks are provided at the mark design positions). The XY stage (not shown) is moved to a position taking into account the imaging dimensions of the CCD by screen capture. At this time,
The alignment marks are arranged so that the alignment marks can be observed under at least two of the plate alignment microscopes 16a to 16d. If you can actually observe,
As shown in FIG. 4, there is almost no rotation error with respect to the movement of the XY stage of the glass plate GP.

【0005】 そして、プレートアライメント顕微鏡
16aおよび16b下のY方向検出用アライメントマー
ク30yの情報が全て画像処理装置(図示略)に取り込
まれるようにXYステージをステップさせながら複数画
面にわたり画像を入力する。このように、複数の画面入
力が必要な理由は、アライメントマークが、例えば10
μmL/S(ライン/スペース)で10本だとするとマ
ーク全長が190μm程度となる。また、CCDのY方
向の画素数が、例えば480でY方向1画素の寸法を7
μmとすると、CCD撮像エリアは3360μm(48
0×7)となり、アライメント光学系の倍率が、例えば
12倍とすると、ガラスプレートGP上のY方向撮像可
能な寸法は280μm(3360/12)となる。な
お、厳密には、画像処理装置内部の画像信号デジタイジ
ング部の構成(性能)にも依存する。
Then, an image is input over a plurality of screens while the XY stage is stepped so that all the information of the Y-direction detection alignment mark 30y under the plate alignment microscopes 16a and 16b is taken into an image processing device (not shown). Thus, the reason that a plurality of screen inputs are required is that the alignment mark
If there are 10 μmL / S (line / space), the total length of the mark is about 190 μm. Further, when the number of pixels in the Y direction of the CCD is, for example, 480 and the size of one pixel in the Y direction is 7
μm, the CCD imaging area is 3360 μm (48
0 × 7), and when the magnification of the alignment optical system is, for example, 12 times, the dimension in the Y direction on the glass plate GP that can be imaged is 280 μm (3360/12). Strictly, it also depends on the configuration (performance) of the image signal digitizing unit inside the image processing apparatus.

【0006】一方、アライメントマークの位置誤差は設
計値に対して±50μm程生じるので、1回の画像の取
り込みでアライメントマークを捕捉するためには、少な
くとも290μm(190+50×2)の検出領域が必
要となり、CCDのガラスプレートGP上のY方向撮像
可能な寸法より大きくなってしまう。因みに、CCDの
X方向については、CCDのX方向の画素数が、例えば
640でX方向1画素の寸法を7μmとすると、CCD
撮像エリアは4480μmとなり、アライメント光学系
の倍率が12倍とすると、ガラスプレートGP上のX方
向撮像可能な寸法は373μmとなる。
On the other hand, since the position error of the alignment mark is about ± 50 μm with respect to the design value, a capture area of at least 290 μm (190 + 50 × 2) is required to capture the alignment mark by capturing one image. Therefore, the dimension becomes larger than the dimension in the Y direction on the glass plate GP of the CCD. Incidentally, in the X direction of the CCD, if the number of pixels in the X direction of the CCD is, for example, 640 and the size of one pixel in the X direction is 7 μm, the CCD
Assuming that the imaging area is 4480 μm and the magnification of the alignment optical system is 12 times, the dimension in the X direction on the glass plate GP which can be imaged is 373 μm.

【0007】 このように複数取り込まれた二次元画
像のそれぞれを、図5に示すY方向検出用アライメント
マーク30yの並びの鉛直方向(X方向)に、図6およ
び図7に示すように、一次元投影し得られた画像(波
形)によりマーク中心を検出する。検出方法(アルゴリ
ズム)としては、得られた図7に示す一次元画像を、図
8に示すように、一次微分し、その波形の左右のピーク
値の中点を求める等の方法による。
[0007] Each of the plurality of two-dimensional images captured in this manner is converted into a primary image as shown in FIGS. 6 and 7 in the vertical direction (X direction) of the alignment of the Y-direction detection alignment marks 30y shown in FIG. The center of the mark is detected from the image (waveform) obtained by the original projection. As a detection method (algorithm), the obtained one-dimensional image shown in FIG. 7 is first-order differentiated as shown in FIG. 8, and the midpoint between the left and right peak values of the waveform is obtained.

【0008】 プレートアライメント顕微鏡16a、
16b下のそれぞれのY方向検出用アライメントマーク
30yの検出位置より、ガラスプレートGPの回転量を
求める。回転角θは、プレートアライメント顕微鏡16
a、16b間距離D、プレートアライメント顕微鏡16
a下のY方向検出用アライメントマーク30yの位置検
出結果Ya、プレートアライメント顕微鏡16b下のY
方向検出用アライメントマーク30yの位置検出結果Y
bとすると、以下の式で求めることができる。 θ=tan-1((Ya−Yb)/D)
[0008] plate alignment microscope 16a,
The rotation amount of the glass plate GP is obtained from the detection position of each Y-direction detection alignment mark 30y below 16b. The rotation angle θ is determined by the plate alignment microscope 16
a, 16b distance D, plate alignment microscope 16
a, the position detection result Ya of the Y direction detection alignment mark 30y under the position a, the Y under the plate alignment microscope 16b.
Position detection result Y of direction detection alignment mark 30y
Assuming that b, it can be obtained by the following equation. θ = tan −1 ((Ya−Yb) / D)

【0009】 求めた回転量が一定の許容値以上であ
れば回転量分θテーブルを回転させ、許容値より小さけ
ればラフアライメントは終了する。θテーブルを回転さ
せた場合は、上記からの処理を繰り返し、許容値内
に入るまで、あるいは指定回数実行する。
If the obtained rotation amount is equal to or more than a predetermined allowable value, the θ table is rotated by the rotation amount, and if the rotation amount is smaller than the allowable value, the rough alignment ends. When the θ table is rotated, the above processing is repeated until the θ table is within the allowable value or the specified number of times is executed.

【0010】 次に、プレートアライメント顕微鏡1
6c下にX方向検出用アライメントマーク30xがくる
であろう位置(マーク設計位置に複数画面取り込みによ
る撮像寸法を加味した位置)にXYステージを移動す
る。 プレートアライメント顕微鏡16c下のY方向検出
用アライメントマーク30xの情報が全て画像処理装置
に取り込まれるようにXYステージをステップさせなが
ら複数画像にわたり画像を入力し、Y方向と同様にX方
向の位置を求める。以上の処理により、投影露光装置内
におけるガラスプレートGPの位置(X、Y)をラフに
求めることができる。
Next, the plate alignment microscope 1
The XY stage is moved to a position where the X-direction detection alignment mark 30x will be located below 6c (a position in which a mark design position is added to an imaging dimension by taking in a plurality of screens). An image is input over a plurality of images while the XY stage is stepped so that all information of the alignment mark 30x for Y direction detection under the plate alignment microscope 16c is taken into the image processing apparatus, and the position in the X direction is obtained in the same manner as in the Y direction. . By the above processing, the position (X, Y) of the glass plate GP in the projection exposure apparatus can be roughly obtained.

【0011】ラフアライメントの後、一つ或いは複数の
プレートアライメント顕微鏡を使用して、複数のアライ
メントマークについてラフアライメントと同様の位置検
出方法を用いてマーク位置を検出し、ガラスプレートG
Pのスケーリング、回転、シフト成分等の成分を算出
(ファインアライメント)し、露光時にXYステージ、
レチクルステージ等にフィードバックされる。
After the rough alignment, one or more plate alignment microscopes are used to detect the mark positions of the plurality of alignment marks by using the same position detection method as that of the rough alignment.
Calculate (fine alignment) components such as P scaling, rotation, and shift components, and perform XY stage and
Feedback is provided to a reticle stage or the like.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアライメント手段では、以下のような課題が残され
ている。従来では、画像取り込み回数が多いため、処理
スピードが遅く、プレートアライメント顕微鏡16a、
16bの取り込みが3回(複数取り込みの2画面+確認
の1画面(リトライ1回でよい場合)、X方向検出のた
めの取り込みが2回(複数取り込みの2画面)で、計5
回の取り込みが必要になる。なお、プレートアライメン
ト顕微鏡16a、16bの取り込みは時間的に同時に行
われる。画像の取り込みは、一般的なCCDにおいて、
1画面で約33msecを要するため、画像の取り込み
だけで計165msecもの時間を要していた。これを
回避するためアライメント光学系の倍率を下げて、より
視野を拡大することも考えられるが、そうするとラフと
ファインで2通りの倍率をもつことになり(ファインの
倍率を下げると精度に影響するため)、コストアップを
招き、また同一の光学系内に倍率切り替えの機構を設け
ると、切り替えに要する時間も必要なため、アライメン
トに要する時間を短縮するという目的を逸してしまう。
また、倍率切り替え機構を無くすため、低倍と高倍との
別々の光学系を設けるとCCD及びその周辺部品が2倍
必要になり、この場合もコストアップを招いてしまう。
さらに、ラフアライメント用のマークをファインアライ
メントとは別に設けることも考えられるが、処理及びシ
ーケンスの複雑化を招き、現実的ではない。
However, the above-mentioned conventional alignment means has the following problems. Conventionally, since the number of image capturing times is large, the processing speed is slow, and the plate alignment microscope 16a,
16b is acquired three times (two screens of plural acquisitions + one screen of confirmation (only one retry is necessary), and two times of acquisition for X-direction detection (two screens of plural acquisitions).
It is necessary to take in the number of times. The taking in of the plate alignment microscopes 16a and 16b is performed at the same time. Image capture is performed by a general CCD.
Since about 33 msec is required for one screen, it takes a total of 165 msec just to capture an image. In order to avoid this, it is conceivable to lower the magnification of the alignment optical system to further expand the field of view. However, in this case, there are two types of magnifications, rough and fine. Therefore, the cost is increased, and if a magnification switching mechanism is provided in the same optical system, the time required for the switching is also required, and the purpose of shortening the time required for the alignment is missed.
Further, if separate optical systems for low magnification and high magnification are provided to eliminate the magnification switching mechanism, the CCD and its peripheral parts are required twice, which also increases the cost.
Further, it is conceivable to provide a mark for rough alignment separately from the fine alignment, but it is not practical because it complicates processing and sequence.

【0013】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、コストアップとならずに処理時間を短縮するとと
もに高精度なアライメントができる位置検出用マークお
よびこれを用いたマーク検出装置並びに露光装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a position detecting mark capable of shortening a processing time and achieving high-precision alignment without increasing the cost, a mark detecting device using the mark, and an exposure method. It is intended to provide a device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、図1か
ら図3とに対応づけて説明すると、請求項1記載の位置
検出用マークでは、基板(GP)上に形成され、所定の
第1軸方向とこれに直交する第2軸方向の前記基板の位
置を検出するための位置検出用マーク(42)であっ
て、前記第1軸方向に複数の線状マーク(L1)が並列
に配された第1のパターン(42x)と、前記第2軸方
向に複数の線状マーク(L2)が並列に配された第2の
パターン(42y)とを有し、前記第1のパターンと前
記第2のパターンとは、互いに交差する領域(42z)
が空白とされている技術が採用される。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. In other words, the position detection mark according to claim 1 is formed on a substrate (GP), and has a predetermined first axis direction and a second axis direction orthogonal to the predetermined first axis direction. A first pattern (42x) in which a plurality of linear marks (L1) are arranged in parallel in the first axial direction, wherein the first pattern is a mark (42) for detecting the position of the substrate; A second pattern (42y) in which a plurality of linear marks (L2) are arranged in parallel in the second axial direction, wherein the first pattern and the second pattern intersect each other; (42z)
Is used.

【0015】この位置検出用マークは、第1のパターン
(42x)と第2のパターン(42y)との互いに交差
する領域(42z)が空白とされているので、第1及び
第2のパターンが互いに交差しており、第1軸方向およ
び第2軸方向を同時に検出しやすいとともに、交差領域
が空白であるため、一方のパターンの検出時において他
方のパターンの影響を低減することができる。
In the position detection mark, since the area (42z) where the first pattern (42x) and the second pattern (42y) intersect each other is blank, the first and second patterns are not used. Since they intersect with each other, it is easy to simultaneously detect the first axis direction and the second axis direction, and the intersection area is blank, so that when detecting one pattern, the influence of the other pattern can be reduced.

【0016】請求4記載のマーク検出装置では、基板
(GP)上に形成された位置検出用マーク(42)の所
定の第1軸方向(X方向)とこれに直交する第2軸方向
(Y方向)の位置を検出するマーク検出装置(MD)で
あって、請求項1から3のいずれかに記載の位置検出用
マークが形成された基板を搭載して基準平面内を移動可
能な基板ステージ(7)と、該基板ステージの静止状態
にて前記位置検出用マークを光電検出する画像処理方式
のマーク検出系(19)と、該マーク検出系により検出
された検出信号を処理することにより、前記位置検出用
マークの第1軸方向および第2軸方向の位置を求める画
像処理装置(20)とを備えている技術が採用される。
According to a fourth aspect of the present invention, the position detecting mark formed on the substrate has a first axial direction (X direction) and a second axial direction (Y direction) orthogonal thereto. 4. A mark detection device (MD) for detecting a position in a direction, wherein the substrate stage is provided with a substrate on which the position detection mark according to claim 1 is formed and is movable in a reference plane. (7) an image processing type mark detection system (19) for photoelectrically detecting the position detection mark when the substrate stage is stationary, and processing a detection signal detected by the mark detection system, A technology including an image processing device (20) for determining the position of the position detection mark in the first axis direction and the second axis direction is employed.

【0017】このマーク検出装置では、請求項1から3
のいずれかに記載の位置検出用マークを光電検出する画
像処理方式のマーク検出系(19)と、該マーク検出系
により検出された検出信号を処理することにより、位置
検出用マークの第1軸方向および第2軸方向の位置を求
める画像処理装置(20)とを備えているので、上記位
置検出用マークを光電検出でき、画像処理装置により求
めた第1及び第2軸方向の位置で基板の位置ずれを短時
間で検出することができる。
In this mark detecting device, the first to third aspects are described.
And an image processing type mark detection system (19) for photoelectrically detecting the position detection mark, and processing the detection signal detected by the mark detection system to obtain the first axis of the position detection mark. An image processing device (20) for determining the position in the direction and the second axial direction, so that the position detection mark can be photoelectrically detected, and the substrate can be detected at the position in the first and second axial directions determined by the image processing device. Can be detected in a short time.

【0018】請求5記載の露光装置では、マスク(R)
に形成されたパターンの像を投影光学系(PL)を介し
て感光材が塗布された基板(GP)上に投影露光する露
光装置であって、前記請求項4記載のマーク検出装置
(MD)を前記基板の位置検出用として具備する技術が
採用される。
In the exposure apparatus according to the fifth aspect, the mask (R)
An exposure apparatus for projecting and exposing an image of a pattern formed on a substrate (GP) coated with a photosensitive material via a projection optical system (PL), wherein the mark detection apparatus (MD) according to claim 4. For detecting the position of the substrate.

【0019】この露光装置では、請求項4記載のマーク
検出装置(MD)を基板(GP)の位置検出用として具
備するので、基板のアライメントの処理時間を短縮する
ことができる。
In this exposure apparatus, since the mark detecting device (MD) according to the fourth aspect is provided for detecting the position of the substrate (GP), the processing time for the alignment of the substrate can be reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る位置検出用マ
ークおよびこれを用いたマーク検出装置並びに露光装置
の一実施形態を、図1から図3を参照しながら説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a position detecting mark, a mark detecting apparatus and an exposure apparatus using the same according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0021】図1は、本実施形態に係るマーク検出装置
MDを備えた投影露光装置1を示し、該投影露光装置1
は、アライメントに画像処理を用いる大型液晶表示製造
用の露光装置である。この投影露光装置1では、超高圧
水銀ランプ等の光源2から射出された露光光を楕円鏡3
によって集光した後、オプティカルインテグレータ等を
介してコンデンサレンズ系4に入射するようになされて
いる。
FIG. 1 shows a projection exposure apparatus 1 provided with a mark detection apparatus MD according to the present embodiment.
Is an exposure apparatus for manufacturing a large liquid crystal display using image processing for alignment. In this projection exposure apparatus 1, exposure light emitted from a light source 2 such as an ultra-high pressure mercury lamp
After being condensed, the light enters the condenser lens system 4 via an optical integrator or the like.

【0022】コンデンサレンズ系4により適度に集光さ
れた露光光は、ほぼ均一な照度でレチクルRを照明す
る。その露光光によってレチクルRのパターンが投影光
学系PLを介して感光基板上、すなわち感光材が塗布さ
れたガラスプレート(基板)GP上の各ショット領域に
投影される。この後、ガラスプレートGP上に複数層の
回路パターンを順に重ねて露光することにより大型の液
晶表示素子を製造している。
The exposure light appropriately condensed by the condenser lens system 4 illuminates the reticle R with substantially uniform illuminance. The pattern of the reticle R is projected on the photosensitive substrate via the projection optical system PL, that is, onto each shot area on the glass plate (substrate) GP on which the photosensitive material is applied, by the exposure light. Thereafter, a large-sized liquid crystal display element is manufactured by sequentially exposing a plurality of layers of circuit patterns on the glass plate GP for exposure.

【0023】前記ガラスプレートGPは、Zステージ6
上に保持され、Zステージ6はXYステージ7上に載置
されている。該XYステージ7は、ガラスプレートGP
を投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面(XY平面)
内で位置決めし、Zステージ6はガラスプレートGPを
投影光学系PLの光軸AX(Z方向)に位置決めする。
因みにZステージ6とガラスプレートGPとの間には、
ガラスプレートGPを回転させるθテーブルが配置され
ている。また、Zステージ6上のガラスプレートGPの
近傍には、種々のアライメント用マークが形成された基
準マーク集合体8が固定されている。また、該基準マー
ク集合体8の近傍には、X方向およびY方向の距離測定
用の移動鏡9が固定されている。
The glass plate GP is mounted on a Z stage 6
The Z stage 6 is held on the XY stage 7. The XY stage 7 is a glass plate GP
Is a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL (XY plane).
The Z stage 6 positions the glass plate GP in the optical axis AX (Z direction) of the projection optical system PL.
Incidentally, between the Z stage 6 and the glass plate GP,
A θ table for rotating the glass plate GP is provided. In the vicinity of the glass plate GP on the Z stage 6, a reference mark assembly 8 on which various alignment marks are formed is fixed. A movable mirror 9 for distance measurement in the X and Y directions is fixed near the reference mark assembly 8.

【0024】移動鏡9にはレーザ干渉計10からレーザ
ビームが照射され、鏡面で反射された反射光をレーザ干
渉計10によって受光することによりXYステージ7の
位置を常時計測するようになされている。駆動装置11
は、レーザ干渉計10で計測された座標値等に基づいて
XYステージ7を駆動している。
The movable mirror 9 is irradiated with a laser beam from a laser interferometer 10, and the position of the XY stage 7 is constantly measured by receiving the reflected light reflected by the mirror surface by the laser interferometer 10. . Drive device 11
Drives the XY stage 7 based on the coordinate values and the like measured by the laser interferometer 10.

【0025】レチクルアライメント顕微鏡12は、レチ
クルRのアライメント時、アライメント光をミラー13
を介してレチクルRのパターン領域近傍のアライメント
マークRMに照射する。このアライメントマークRMか
らの反射光がミラー13で反射されてレチクルアライメ
ント顕微鏡12に戻される。例えば、レチクルアライメ
ント顕微鏡12内部で再結像されるアライメントマーク
RMの像の位置に基づいてレチクルRの位置を調整する
ことにより、レチクルRをアライメントする。
When aligning the reticle R, the reticle alignment microscope 12 transmits the alignment light to the mirror 13.
Irradiates the alignment mark RM in the vicinity of the pattern area of the reticle R via the. The reflected light from the alignment mark RM is reflected by the mirror 13 and returned to the reticle alignment microscope 12. For example, the reticle R is aligned by adjusting the position of the reticle R based on the position of the image of the alignment mark RM re-imaged inside the reticle alignment microscope 12.

【0026】また、レチクルアライメント顕微鏡12で
レチクルRのアライメントマークRMとZステージ6上
の基準マーク集合体8内のアライメントマークとを同時
に観察して両者の像の位置関係より、レチクルRをアラ
イメントしてもよい。さらに、レチクルアライメント顕
微鏡12でレチクルRのアライメントマークとガラスプ
レートGP上のアライメントマークとを同時に観察して
両者の位置関係を求めることもできる。
The alignment mark RM of the reticle R and the alignment mark in the reference mark assembly 8 on the Z stage 6 are simultaneously observed by the reticle alignment microscope 12, and the reticle R is aligned based on the positional relationship between the two images. You may. Further, the reticle alignment microscope 12 can simultaneously observe the alignment mark of the reticle R and the alignment mark on the glass plate GP to determine the positional relationship between the two.

【0027】オートフォーカス検出系は送光系14およ
び受光系15からなり、送光系14はガラスプレートG
Pに向けてスリットパターン等の検出パターンの像を投
影光学系PLの光軸AXに対して斜めに投影する。その
検出パターンの像の反射光により受光系15内でその検
出パターンの像が再結像される。その再結像された検出
パターンの像の位置ずれ量からガラスプレートGPの露
光面の高さが求められ、Zステージ6によりそのガラス
プレートGPの露光面の高さが投影光学系PLに対する
ベストフォーカス位置に設定されるようになされてい
る。
The autofocus detection system includes a light transmitting system 14 and a light receiving system 15, and the light transmitting system 14 is a glass plate G
An image of a detection pattern such as a slit pattern is projected toward P obliquely with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL. The image of the detection pattern is re-imaged in the light receiving system 15 by the reflected light of the image of the detection pattern. The height of the exposure surface of the glass plate GP is obtained from the positional deviation amount of the image of the re-formed detection pattern, and the height of the exposure surface of the glass plate GP is adjusted by the Z stage 6 to the best focus with respect to the projection optical system PL. The position has been set.

【0028】また、投影光学系PLの側方には、画像処
理用のアライメント光学系を有するマーク検出装置MD
が配置されている。該マーク検出装置MDは、アライメ
ント光学系としてガラスプレートGP上の観察領域から
反射された反射光をプレートアライメント顕微鏡16
(16a、16b)を介して電荷結合型撮像素子(CC
D)を用いたCCDカメラ(マーク検出系)19の撮像
面に集束し、撮像面に観察領域のパターンの画像を結像
するようになされている。なお、符号17はミラー、1
8はリレーレンズである。プレートアライメント顕微鏡
16からCCDカメラ19の系は、投影光学系PLの周
囲に計4つ設けられている。また、CCDカメラ19の
出力は全て画像処理装置20に入力されている。
A mark detecting device MD having an alignment optical system for image processing beside the projection optical system PL.
Is arranged. The mark detection device MD uses a plate alignment microscope 16 as an alignment optical system to reflect light reflected from an observation area on the glass plate GP.
(16a, 16b) through the charge-coupled imaging device (CC
The image is focused on the imaging surface of a CCD camera (mark detection system) 19 using D), and an image of the pattern of the observation region is formed on the imaging surface. Reference numeral 17 denotes a mirror, 1
8 is a relay lens. A total of four systems from the plate alignment microscope 16 to the CCD camera 19 are provided around the projection optical system PL. All outputs from the CCD camera 19 are input to the image processing device 20.

【0029】ガラスプレートGPは、図2および図3に
示すように、その表面にアライメントマーク(位置検出
用マーク)42が形成され、該アライメントマーク42
はX方向(第1軸方向)に4本の線状マークL1が並列
に配されたX方向検出用パターン(第1のパターン)4
2xと、Y方向(第2軸方向)に4本の線状マークL2
が並列に配されたY方向検出用パターン(第2のパター
ン)42yとを有している。また、X方向検出用パター
ン42xとY方向検出用パターン42yとは、互いに交
差する領域42zが空白とされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, an alignment mark (position detection mark) 42 is formed on the surface of the glass plate GP.
Is an X direction detection pattern (first pattern) 4 in which four linear marks L1 are arranged in parallel in the X direction (first axis direction).
2x and four linear marks L2 in the Y direction (second axis direction).
And a Y-direction detection pattern (second pattern) 42y arranged in parallel. In the X direction detection pattern 42x and the Y direction detection pattern 42y, a region 42z that intersects each other is blank.

【0030】該領域42zは、ガラスプレートGPを載
置するXYステージ7の位置決め誤差より広く設定され
ている。すなわち、XYステージ7における機械的な位
置決めによる誤差が約±50μmとして、領域42zの
幅は、検出幅と100μmとを合わせた長さ以上に設定
されている。
The area 42z is set wider than the positioning error of the XY stage 7 on which the glass plate GP is mounted. That is, assuming that an error due to mechanical positioning in the XY stage 7 is about ± 50 μm, the width of the region 42z is set to be equal to or longer than the length obtained by adding the detection width to 100 μm.

【0031】このガラスプレートGPにおけるラフアラ
イメントの処理シーケンスを、以下のからの工程順
に説明する。
The processing sequence of the rough alignment in the glass plate GP will be described in the following order of steps.

【0032】 まず、ガラスプレート搬送系(図示
略)によりZステージ6上に載置されたガラスプレート
GPは、XYステージ7の走りに対して約2mm程度の
誤差を持つが、この誤差は機械的な方法により約50μ
m程度にまで抑えられる。 プレートアライメント顕微鏡16の下にガラスプレ
ートGP上に予め形成されたアライメントマーク42が
くるであろう位置(マーク検出位置に複数画面取り込み
による撮像寸法を加味した位置)にXYステージ7を移
動する。このとき、少なくとも2本のプレートアライメ
ント顕微鏡16下でアライメントマーク42が観察でき
るようにアライメントマーク42の配置がなされてい
る。
First, the glass plate GP placed on the Z stage 6 by a glass plate transport system (not shown) has an error of about 2 mm with respect to the running of the XY stage 7, but this error is mechanical. About 50μ
m. The XY stage 7 is moved to a position where an alignment mark 42 formed in advance on the glass plate GP will come under the plate alignment microscope 16 (a position where a mark detection position is added to an imaging dimension by taking in a plurality of screens). At this time, the alignment marks 42 are arranged so that the alignment marks 42 can be observed under at least two plate alignment microscopes 16.

【0033】 プレートアライメント顕微鏡16下の
アライメントマーク42の画像を、図2および図3に示
すような画像取り込み視野40で画像処理装置20に取
り込む。 同時に取り込まれた各プレートアライメント顕微鏡
16からの二次元画像(非処理画像)について、X方向
一次元投影ウィンドウ41x及びY方向一次元投影ウィ
ンドウ41yに従い、アライメントマーク42をX方向
およびY方向において一次元投影し、得られた画像より
マーク中心を検出する。
An image of the alignment mark 42 under the plate alignment microscope 16 is captured by the image processing apparatus 20 in an image capturing field of view 40 as shown in FIGS. With respect to the two-dimensional image (unprocessed image) from each plate alignment microscope 16 captured at the same time, the alignment mark 42 is moved one-dimensionally in the X direction and the Y direction according to the X-direction one-dimensional projection window 41x and the Y-direction one-dimensional projection window 41y. Projection is performed, and the mark center is detected from the obtained image.

【0034】検出方法(アルゴリズム)としては、得ら
れた一次元画像を一次微分し、その波形の左右のピーク
値の中点を求める等の方法による。なお、求める位置
は、図2および図3に示す「○」印で示す線状マークL
1、L2の各エッジ位置(ラフアライメントでは各方向
においてそれぞれ2箇所であるが、ファインアライメン
トではそれぞれ8箇所で検出する。)である。一次元投
影ウィンドウの投影方向の幅は、アライメントマーク4
2が上記の処理での最大誤差分である±50μmのず
れが生じても一次元投影後の波形に影響がない様に、画
像処理装置20の画像取り込み視野40の中心から設定
される。
The detection method (algorithm) is such that the obtained one-dimensional image is first-order differentiated, and the midpoint between the left and right peak values of the waveform is obtained. Note that the position to be obtained is a linear mark L indicated by a “○” mark shown in FIGS.
1 and L2 (two positions in each direction in the rough alignment, but eight positions in the fine alignment, respectively). The width of the one-dimensional projection window in the projection direction is the alignment mark 4
2 is set from the center of the image capturing field of view 40 of the image processing device 20 so that even if a deviation of ± 50 μm, which is the maximum error in the above processing, does not affect the waveform after one-dimensional projection.

【0035】 上記の処理による結果より、ガラス
プレートGPの回転量を求める。回転角θは、2つのプ
レートアライメント顕微鏡16間距離D、一方のプレー
トアライメント顕微鏡16下のアライメントマーク42
のY方向位置検出結果Ya、他方のプレートアライメン
ト顕微鏡16下のアライメントマーク42のY方向位置
検出結果Ybとすると、従来例と同様の式で求めること
ができる。
From the result of the above processing, the rotation amount of the glass plate GP is obtained. The rotation angle θ is the distance D between the two plate alignment microscopes 16 and the alignment mark 42 below one plate alignment microscope 16.
The Y direction position detection result Ya and the Y direction position detection result Yb of the alignment mark 42 under the other plate alignment microscope 16 can be obtained by the same formula as in the conventional example.

【0036】 求めた回転量が一定の許容値以上であ
れば回転量分θテーブルを回転させ、許容値より小さけ
ればラフアライメントを終了する。 上記の処理でθテーブルを回転させた場合は、上
記からの処理を繰り返し、許容値内に入るまで、あ
るいは指定回数実行する。以上の処理により投影露光装
置1内におけるガラスプレートGPの位置(X、Y)を
ラフに求めることができる。
If the obtained rotation amount is equal to or more than the predetermined allowable value, the θ table is rotated by the rotation amount, and if the rotation amount is smaller than the allowable value, the rough alignment is terminated. When the θ table is rotated in the above processing, the processing from the above is repeated, and the processing is executed until the rotation falls within the allowable value or a specified number of times. Through the above processing, the position (X, Y) of the glass plate GP in the projection exposure apparatus 1 can be roughly obtained.

【0037】ラフアライメントの後、一つ或いは複数の
プレートアライメント顕微鏡16を使用して、複数のア
ライメントマーク42についてラフアライメントと同様
の位置検出方法を用いてマーク位置を検出し、ガラスプ
レートGPのスケーリング、回転、シフト成分等の成分
を算出(ファインアライメント)し、露光時にXYステ
ージ7、レチクルステージ(図示略)等にフィードバッ
クされる。
After the rough alignment, one or a plurality of plate alignment microscopes 16 are used to detect the mark positions of the plurality of alignment marks 42 using the same position detection method as the rough alignment, and the scaling of the glass plate GP is performed. , Rotation, shift components and the like are calculated (fine alignment) and fed back to the XY stage 7, a reticle stage (not shown), etc. at the time of exposure.

【0038】ラフアライメントの検出精度は、ファイン
アライメントにおいてアライメントマーク42がプレー
トアライメント顕微鏡16の視野中心にほぼ捕捉できる
精度でよいが、ファインアライメントの検出精度は、そ
れが露光パターンの品質にかかわる部分であるため、高
い精度が要求される。そのため、エッジ検出は、全ての
マークエッジを検出しマーク中心が求められる。また、
一次元投影ウィンドウは、ラフアライメント時の幅より
大きくすることで一次元投影後の波形のコントラストが
向上し、より高精度の結果が期待できる。
The detection accuracy of the rough alignment may be such that the alignment mark 42 can be almost captured at the center of the field of view of the plate alignment microscope 16 in the fine alignment. However, the detection accuracy of the fine alignment is a portion related to the quality of the exposure pattern. Therefore, high accuracy is required. Therefore, in the edge detection, all the mark edges are detected, and the mark center is obtained. Also,
By making the one-dimensional projection window larger than the width at the time of rough alignment, the contrast of the waveform after one-dimensional projection is improved, and a more accurate result can be expected.

【0039】以上により、画像取り込み回数は、プレー
トアライメント顕微鏡16の取り込みが2回(最初の1
画面(複数取り込み不要)+確認の1画面(リトライ1
回でよい場合))であって、従来のように別途X方向検
出のための取り込みを行う必要が無く、計2回の取り込
みで処理が可能になる(各プレートアライメント顕微鏡
16の取り込みは時間的に同時に行われる)。このよう
に、本実施形態では、従来例に比較して3回の画像取り
込み時間を短縮することが可能となった。
As described above, the number of times of image capturing is two (the first one) by the plate alignment microscope 16.
Screen (no need to import multiple) + 1 screen for confirmation (Retry 1
Is unnecessary), and it is not necessary to separately perform acquisition for the X-direction detection as in the related art, and processing can be performed with a total of two acquisitions (the acquisition of each plate alignment microscope 16 is time-consuming). At the same time). As described above, in the present embodiment, it is possible to reduce the time for three image capturing operations as compared with the conventional example.

【0040】このように、少なくとも一つのプレートア
ライメント顕微鏡16でX方向及びY方向のマーク位置
を検出し、別のもう一つのプレートアライメント顕微鏡
16でX方向あるいはY方向のマーク位置を検出すれ
ば、回転を含んだラフアライメントができ、画像取り込
み回数が少なくなり、トータルな処理時間を短縮するこ
とができる。また、ラフアライメントに用いるアライメ
ントマーク42を、ファインアライメントに用いるマー
ク内部の一部のマーク形状を利用したことで、光学系を
複雑化することがないとともに、ラフアライメント用の
別個のマークを設ける必要が無くなり、処理及びシーケ
ンスをシンプルに構成することが可能となる。
As described above, if the mark position in the X direction and the Y direction is detected by at least one plate alignment microscope 16 and the mark position in the X direction or the Y direction is detected by another plate alignment microscope 16, Rough alignment including rotation can be performed, the number of image captures can be reduced, and the total processing time can be reduced. Further, since the alignment mark 42 used for rough alignment uses a part of the mark shape inside the mark used for fine alignment, the optical system is not complicated, and a separate mark for rough alignment needs to be provided. Is eliminated, and the processing and the sequence can be simply configured.

【0041】さらに、アライメントマーク42は、X方
向検出用パターン42xとY方向検出用パターン42y
とが領域42zで互いに交差するので、X方向およびY
方向を一つのプレートアライメント顕微鏡で同時に検出
できるとともに、交差領域42zが空白であるため、一
方のパターンの検出時において他方のパターンの影響を
低減でき、検出時のノイズ成分を減らして検出精度を高
めることができる。
Further, the alignment mark 42 includes an X direction detection pattern 42x and a Y direction detection pattern 42y.
Intersect each other in the region 42z, so that the X direction and the Y direction
The direction can be simultaneously detected by one plate alignment microscope, and since the intersection area 42z is blank, the influence of the other pattern can be reduced when detecting one pattern, and the detection accuracy can be improved by reducing the noise component at the time of detection. be able to.

【0042】そして、空白の領域42zは、ガラスプレ
ートGPを載置するθステージの位置決め誤差(±50
μm)より広く設定(100μm以上)されているの
で、θステージによる機械的な誤差を許容することがで
きる。また、X方向検出用パターン42xとY方向検出
用パターンの線状マークL1、L2は、いずれも4本ず
つ配されているので、ラフアライメント時には2本の線
状マークだけで検出を行うとともに、ファインアライメ
ント時には4本全ての線状マークを用いて検出を行い、
短時間かつ高精度にアライメントを行うことができる。
The blank area 42z indicates the positioning error (± 50) of the θ stage on which the glass plate GP is mounted.
μm), a mechanical error due to the θ stage can be tolerated. Further, since the linear marks L1 and L2 of the X-direction detection pattern 42x and the Y-direction detection pattern are all arranged four each, at the time of rough alignment, detection is performed using only two linear marks. At the time of fine alignment, detection is performed using all four linear marks.
Alignment can be performed in a short time and with high accuracy.

【0043】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。上記実施形態では、線状マークL1,
L2をそれぞれ2本づつ形成したが、それぞれ少なくと
も2本以上であれば何本でも構わない。上記実施形態の
露光装置として、投影光学系を用いることなくレチクル
の代わりにマスクと基板とを密接させてマスクのパター
ンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用すること
ができる。露光装置の用途としては角型のガラスプレー
トに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置
に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装
置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広
く適用できる。
The present invention also includes the following embodiments. In the above embodiment, the linear marks L1,
Two L2s are formed, but any number may be used as long as at least two or more L2s are provided. The exposure apparatus of the above embodiment can be applied to a proximity exposure apparatus that exposes a mask pattern by bringing a mask and a substrate into close contact with each other instead of a reticle without using a projection optical system. The application of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for a liquid crystal that exposes a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, but may be, for example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor or an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head. Widely applicable to equipment.

【0044】本実施形態において、露光装置の光源は、
g線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキ
シマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(1
93nm)、F2レーザ(157nm)又はそれより波
長が短い光源であってもよい。また、本発明では、X線
や電子線などの荷電粒子線を用いる露光装置にも適用す
ることができる。例えば、電子線を用いる場合の露光装
置の構成としては、電子銃として、熱電子放射型のラン
タンヘキサボライト(LaB6)、タンタル(Ta)を用
い、その時の光学系は、電子レンズおよび偏向器からな
る電子光学系を用いる。なお、電子線が通過する光路は
真空状態にする。投影光学系の倍率は縮小系のみならず
等倍および拡大系のいずれでもいい。
In this embodiment, the light source of the exposure apparatus is
g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (1
93 nm), an F2 laser (157 nm), or a light source having a shorter wavelength. Further, the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an X-ray or an electron beam. For example, when an electron beam is used, the configuration of an exposure apparatus uses thermionic emission type lanthanum hexaborite (LaB6) or tantalum (Ta) as an electron gun, and the optical system at that time uses an electron lens and a deflector. Is used. The optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state. The magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system.

【0045】投影光学系としては、エキシマレーザなど
の遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの
遠紫外線を透過する材料を用い、F2レーザやX線を用
いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし(レチ
クルも反射型タイプのものを用いる)、また、電子線を
用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器か
らなる電子光学系を用いればいい。なお、電子線が通過
する光路は真空状態にすることはいうまでもない。
As a projection optical system, when far ultraviolet rays such as an excimer laser are used, a material that transmits the far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material. When an F2 laser or X-ray is used, a catadioptric system or a refracting system is used. If the reticle is of a reflection type, an electron optical system including an electron lens and a deflector may be used as the optical system. It goes without saying that the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.

【0046】ガラスプレートのステージやレチクルステ
ージにリニアモータ(USP5,623,853またはUSP5,528,118
参照)を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮
上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた
磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、ステージ
は、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイド
を設けないガイドレスタイプでもよい。
A linear motor (USP 5,623,853 or USP 5,528,118) is mounted on a glass plate stage or a reticle stage.
), Any of an air levitation type using an air bearing and a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used. The stage may be of a type that moves along a guide or a guideless type that does not have a guide.

【0047】ガラスプレートのステージの移動により発
生する反力は、(USP5,528,118に記載されているよう
に、)フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃が
してもよい。レチクルステージの移動により発生する反
力は、(US S/N 416558に記載されているように、)フ
レーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよ
い。
The reaction force generated by the movement of the stage of the glass plate may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member (as described in US Pat. No. 5,528,118). The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member (as described in US S / N 416558).

【0048】以上のように、本願実施例の露光装置は、
本願特許請求の範囲(claims)に挙げられた各構成要素(e
lements)を含む各種サブシステムを、所定の機械的精
度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てる
ことで製造される。これら各種制度を確保するために、
この組立の前後には、各種光学系については光学的精度
を達成するための調整、各種機械系については機械的精
度を達成するための調整、各種電気系については電気的
精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステ
ムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム
相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の
配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組
み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシス
テムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調
整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保され
る。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が
管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
As described above, the exposure apparatus of the present embodiment is
Each component (e) recited in the claims of the present application (claims)
It is manufactured by assembling various subsystems including lements) so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. In order to secure these various systems,
Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and adjustments to achieve electrical accuracy for various electrical systems Adjustments are made. The process of assembling the exposure apparatus from various subsystems includes mechanical connections, wiring connections of electric circuits, and piping connections of pneumatic circuits among the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from these various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the manufacture of the exposure apparatus be performed in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【0049】半導体デバイスは、デバイスの機能・性能
設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチ
クルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製
作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレ
チクルのパターンをウエハに露光するステップ、デバイ
ス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工
程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製
造される。
In the semiconductor device, a step of designing the function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on this design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and a step of forming a reticle pattern by the exposure apparatus of the above-described embodiment. It is manufactured through a step of exposing a wafer, a device assembling step (including a dicing step, a bonding step, and a package step), an inspection step, and the like.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項1記載の位置検出用マークによれば、第1のパタ
ーンと第2のパターンとの互いに交差する領域が空白と
されているので、交差した第1及び第2のパターンによ
り第1軸方向および第2軸方向を同時に検出することが
可能になって処理時間を短縮できるとともに、交差領域
が空白であるため、一方のパターンの検出時において他
方のパターンの影響を低減でき、検出時のノイズ成分を
減らして検出精度を高めることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the position detection mark of the first aspect, since the area where the first pattern and the second pattern intersect each other is blank, the first and second patterns intersect in the first axial direction. And the second axis direction can be simultaneously detected, so that the processing time can be shortened, and since the intersection area is blank, the influence of the other pattern can be reduced when detecting one pattern, and the noise at the time of detection can be reduced. The detection accuracy can be increased by reducing the components.

【0051】請求項2記載の位置検出用マークによれ
ば、第1のパターンおよび第2のパターンの空白の領域
は、基板を載置する装置の位置決め誤差より広く設定さ
れているので、基板設置時における装置による機械的な
誤差を許容することができる。
According to the position detection mark of the second aspect, the blank area of the first pattern and the second pattern is set wider than the positioning error of the apparatus for mounting the substrate, Mechanical errors due to the device at the time can be tolerated.

【0052】請求項3記載の位置検出用マークによれ
ば、第1のパターンおよび第2のパターンの線状マーク
が、いずれも少なくとも4本ずつ配されるので、少なく
とも2本の線状マークによってラフアライメントを行
い、ファインアライメントでは4本全ての線状マークを
用いることにより、短時間かつ高精度にアライメントを
行うことが可能となる。
According to the position detecting mark of the third aspect, at least four linear marks of the first pattern and the second pattern are arranged, so that at least two linear marks are provided. By performing rough alignment and using all four linear marks in fine alignment, alignment can be performed in a short time and with high accuracy.

【0053】請求項4記載のマーク検出装置によれば、
請求項1から3のいずれかに記載の位置検出用マークを
光電検出する画像処理方式のマーク検出系と、該マーク
検出系により検出された検出信号を処理することによ
り、位置検出用マークの第1軸方向および第2軸方向の
位置を求める画像処理装置とを備えているので、上記位
置検出用マークを光電検出でき、画像処理装置により求
めた第1及び第2軸方向の位置で基板の位置ずれを短時
間で検出することができる。
According to the mark detecting device of the fourth aspect,
An image processing type mark detection system for photoelectrically detecting the position detection mark according to any one of claims 1 to 3, and a detection signal detected by the mark detection system, thereby processing the position detection mark. Since the image processing apparatus includes an image processing device that obtains the positions in the one axis direction and the second axis direction, the position detection mark can be photoelectrically detected, and the position of the substrate can be detected at the positions in the first and second axis directions obtained by the image processing device. The displacement can be detected in a short time.

【0054】請求項5記載の露光装置によれば、請求項
4記載のマーク検出装置を基板の位置検出用として具備
するので、基板のアライメントの処理時間を短縮するこ
とができ、スループットを向上させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the mark detecting device according to the fourth aspect is provided for detecting the position of the substrate, the processing time for the alignment of the substrate can be reduced, and the throughput can be improved. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の一実施形態にお
ける投影露光装置を示す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a position detection mark according to the present invention, a mark detection device using the same, and a projection exposure apparatus in an embodiment of an exposure apparatus.

【図2】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の一実施形態にお
いて、回転誤差がない状態で画像処理装置の画像取り込
み視野内に見えるアライメントマークを示す平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view showing an alignment mark visible in an image capturing field of view of an image processing apparatus without a rotation error in an embodiment of a position detection mark, a mark detection apparatus using the same, and an exposure apparatus according to the present invention. FIG.

【図3】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の一実施形態にお
いて、最大の回転誤差がある状態で画像処理装置の画像
取り込み視野内に見えるアライメントマークを示す平面
図である。
FIG. 3 shows an embodiment of a position detection mark, a mark detection apparatus using the same, and an exposure apparatus according to the present invention, in which an alignment mark visible in an image capturing field of view of an image processing apparatus with a maximum rotation error is detected. FIG.

【図4】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の従来例におい
て、プレートアライメント顕微鏡とガラスプレート上の
アライメントマークとの位置関係を示す配置概念図であ
る。
FIG. 4 is an arrangement conceptual diagram showing a positional relationship between a plate alignment microscope and an alignment mark on a glass plate in a position detection mark according to the present invention, a mark detection apparatus using the same, and a conventional example of an exposure apparatus.

【図5】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の従来例におい
て、Y方向検出用アライメントマークを示す平面図であ
る。
FIG. 5 is a plan view showing a Y-direction detection alignment mark in a conventional example of a position detection mark, a mark detection apparatus using the same, and an exposure apparatus according to the present invention.

【図6】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の従来例におい
て、Y方向検出用アライメントマークの全体的な一次元
投影波形を示すグラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing an overall one-dimensional projection waveform of a Y-direction detection alignment mark in a position detection mark according to the present invention, a mark detection apparatus using the same, and a conventional example of an exposure apparatus.

【図7】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の従来例におい
て、Y方向検出用アライメントマークの部分的(ライン
一本分)な一次元投影波形を示すグラフ図である。
FIG. 7 shows a partial (one line) one-dimensional projection waveform of a Y-direction detection alignment mark in a position detection mark according to the present invention, a mark detection apparatus using the mark, and a conventional example of an exposure apparatus. FIG.

【図8】 本発明に係る位置検出用マークおよびこれを
用いたマーク検出装置並びに露光装置の従来例におい
て、Y方向検出用アライメントマークの部分的な一次元
投影波形を一次微分した波形を示すグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing a first-order differentiated waveform of a partial one-dimensional projection waveform of a Y-direction detection alignment mark in a conventional position detection mark, a mark detection device using the same, and a conventional exposure apparatus according to the present invention. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 投影露光装置 7 XYステージ(基板ステージ) 19 CCDカメラ(マーク検出系) 20 画像処理装置 42 アライメントマーク 42x X方向検出用パターン 42y Y方向検出用パターン 42z 空白の領域 GP ガラスプレート(基板) L1、L2 線状マーク MD マーク検出装置 PL 投影光学系 R レチクル(マスク) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection exposure apparatus 7 XY stage (substrate stage) 19 CCD camera (mark detection system) 20 Image processing apparatus 42 Alignment mark 42x X-direction detection pattern 42y Y-direction detection pattern 42z Blank area GP glass plate (substrate) L1, L2 Linear mark MD Mark detector PL Projection optical system R Reticle (mask)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 502M 522B (72)発明者 藤塚 清治 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 Fターム(参考) 2F065 AA04 AA07 AA12 AA14 AA17 AA23 AA24 BB02 BB28 CC17 DD06 FF01 FF04 FF55 GG04 HH05 HH12 HH13 JJ00 JJ03 JJ26 LL12 PP12 QQ31 2H097 GB01 KA03 KA12 KA13 KA15 KA20 LA10 LA12 5F046 BA03 EA03 EA09 EB01 EC05 FA09 FB10 FB12 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/30 502M 522B (72) Inventor Seiji Fujitsuka 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikonai F Terms (reference) 2F065 AA04 AA07 AA12 AA14 AA17 AA23 AA24 BB02 BB28 CC17 DD06 FF01 FF04 FF55 GG04 HH05 HH12 HH13 JJ00 JJ03 JJ26 LL12 PP12 QQ31 2H097 GB01 KA03 KA12 KA13 KA13 KA13 KA13 KA13 KA15

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成され、所定の第1軸方向と
これに直交する第2軸方向の前記基板の位置を検出する
ための位置検出用マークであって、 前記第1軸方向に複数の線状マークが並列に配された第
1のパターンと、 前記第2軸方向に複数の線状マークが並列に配された第
2のパターンとを有し、 前記第1のパターンと前記第2のパターンとは、互いに
交差する領域が空白とされていることを特徴とする位置
検出用マーク。
1. A position detection mark formed on a substrate for detecting a position of the substrate in a predetermined first axis direction and a second axis direction orthogonal to the predetermined first axis direction, wherein the position detection mark is provided in the first axis direction. A first pattern in which a plurality of linear marks are arranged in parallel; and a second pattern in which a plurality of linear marks are arranged in parallel in the second axial direction. The second pattern is a position detection mark in which areas that intersect each other are blank.
【請求項2】 前記第1のパターンおよび前記第2のパ
ターンの前記空白の領域は、前記基板を載置する装置の
位置決め誤差より広く設定されていることを特徴とする
請求項1記載の位置検出用マーク。
2. The position according to claim 1, wherein the blank areas of the first pattern and the second pattern are set wider than a positioning error of an apparatus for mounting the substrate. Mark for detection.
【請求項3】 前記第1のパターンおよび前記第2のパ
ターンの線状マークは、いずれも少なくとも4本ずつ配
されることを特徴とする請求項1または2記載の位置検
出用マーク。
3. The position detecting mark according to claim 1, wherein at least four linear marks are arranged in each of the first pattern and the second pattern.
【請求項4】 基板上に形成された位置検出用マークの
所定の第1軸方向とこれに直交する第2軸方向の位置を
検出するマーク検出装置であって、 請求項1から3のいずれかに記載の位置検出用マークが
形成された基板を搭載して基準平面内を移動可能な基板
ステージと、 該基板ステージの静止状態にて前記位置検出用マークを
光電検出する画像処理方式のマーク検出系と、 該マーク検出系により検出された検出信号を処理するこ
とにより、前記位置検出用マークの第1軸方向および第
2軸方向の位置を求める画像処理装置とを備えているこ
とを特徴とするマーク検出装置。
4. A mark detection device for detecting a position of a position detection mark formed on a substrate in a predetermined first axis direction and a second axis direction orthogonal thereto. A substrate stage mounted on a substrate on which a position detection mark is formed and movable within a reference plane; and an image processing mark for photoelectrically detecting the position detection mark when the substrate stage is stationary. A detection system, and an image processing device that processes a detection signal detected by the mark detection system to determine the position of the position detection mark in the first axis direction and the second axis direction. Mark detection device.
【請求項5】 マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して感光材が塗布された基板上に投影露光す
る露光装置であって、 前記請求項4記載のマーク検出装置を前記基板の位置検
出用として具備することを特徴とする露光装置。
5. An exposure apparatus for projecting and exposing an image of a pattern formed on a mask onto a substrate coated with a photosensitive material via a projection optical system, wherein the mark detection device according to claim 4 is used for the substrate. An exposure apparatus provided for detecting the position of an object.
JP11164429A 1999-06-10 1999-06-10 Position detecting mark, mark detecting device using the same, and aligner Withdrawn JP2000353655A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11164429A JP2000353655A (en) 1999-06-10 1999-06-10 Position detecting mark, mark detecting device using the same, and aligner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11164429A JP2000353655A (en) 1999-06-10 1999-06-10 Position detecting mark, mark detecting device using the same, and aligner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000353655A true JP2000353655A (en) 2000-12-19

Family

ID=15792997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11164429A Withdrawn JP2000353655A (en) 1999-06-10 1999-06-10 Position detecting mark, mark detecting device using the same, and aligner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000353655A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018508039A (en) * 2015-02-28 2018-03-22 シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント(グループ)カンパニー リミティド Substrate pre-alignment method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018508039A (en) * 2015-02-28 2018-03-22 シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント(グループ)カンパニー リミティド Substrate pre-alignment method
EP3264181A4 (en) * 2015-02-28 2018-11-07 Shanghai Micro Electronics Equipment (Group) Co., Ltd. Substrate pre-alignment method
US10416578B2 (en) 2015-02-28 2019-09-17 Shanghai Micro Electronics Equipment (Group) Co., Ltd. Substrate pre-alignment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6538740B1 (en) Adjusting method for position detecting apparatus
KR100554258B1 (en) Method for calibrating a lithographic projection apparatus and apparatus capable of applying such a method
US5751404A (en) Exposure apparatus and method wherein alignment is carried out by comparing marks which are incident on both reticle stage and wafer stage reference plates
US6495847B1 (en) Stage control apparatus and exposure apparatus
JP4881808B2 (en) Lithographic method
US6654096B1 (en) Exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2008053618A (en) Exposure apparatus and method therefor, as well as device manufacturing method using exposure apparatus
JP2003151884A (en) Focusing method, position-measuring method, exposure method, and device-manufacturing method
JPH09199406A (en) Position detecting device and manufacture of semiconductor element using thereof
JPH10223528A (en) Projection aligner and aligning method
JP2001257157A (en) Device and method for alignment and device and method for exposure
US6714691B2 (en) Exposure method and apparatus, and device manufacturing method using the same
JP3531894B2 (en) Projection exposure equipment
JPWO2002025711A1 (en) Measurement method of exposure characteristics and exposure method
JP2004158610A (en) Aligner and aligning method
JP2002231616A (en) Instrument and method for measuring position aligner and method of exposure, and method of manufacturing device
US6757049B2 (en) Apparatus and method for exposure
JP2001358063A (en) Object positioning method for lithography projection apparatus and device
JP2002170757A (en) Method and instrument for measuring position, method and device for exposure, and method of manufacturing device
WO2016159295A1 (en) Exposure device, method for producing flat panel display, method for producing device, and exposure method
JPWO2002047132A1 (en) X-ray projection exposure apparatus, X-ray projection exposure method, and semiconductor device
JP2006030021A (en) Position detection apparatus and position detection method
JP2000353655A (en) Position detecting mark, mark detecting device using the same, and aligner
JP2003173960A (en) Exposure device
JP2005175383A (en) Aligner, method of alignment and device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060905