JP2001185468A - アライメント方法及び露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レチクルとウエハとの相対的位置決めを高精度
に行うことのできるアライメント方法及びそれを用いた
デバイスの製造方法を得ること。 【解決手段】基板上の各ショット領域を照射する為の互
いに異なる特性の第１及び第２の２以上の照明方式を含
む照明装置を有し，該基板上に照射された前記照明装置
からの照明光の反射光及び散乱光を検出するアライメン
トスコープを備え，該２つの照明方式の内の一方の照明
方式を用いて得た検出結果を用いて，前記基板の露光対
象のショット領域をマスクのパターンの露光位置に位置
合わせして当該ショット領域に前記パターンを転写する
際、該第１，第２の２つの照明方式を適切に用いて、ア
ライメントを行っていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アライメント方法
及び露光方法に関し、特に半導体製造用の露光装置にお
いて第１物体としてのマスク面やレチクル面（以下「レ
チクル面」ともいう。）上に形成されているＩＣ，ＬＳ
Ｉ等の微細な電子回路パターンを第２物体としてのウエ
ハにステップアンドリピート方式やステップアンドスキ
ャン方式、コンタクト方式そしてプロキシミティ方式で
露光転写する際の双方の相対的な位置合わせ（アライメ
ント）を行う際に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子、撮像素子
（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁気ヘッド等の製造の際に使用
されるステッパー等の投影露光装置においては、レチク
ル上に形成された回路パターンを感光基板としてのウエ
ハ又はガラスプレート等上のフォトレジスト層に高い重
ね合わせ精度で転写するために、レチクルとウエハとを
高精度に位置合わせ（アライメント）することが求めら
れている。

【０００３】このときの、ウエハの位置情報を得るため
のウエハ面上のアライメントマークを観察する方式とし
て、主に次の３通りの方式が用いられている。

【０００４】（ア−１）露光光とは波長の異なる非露光
光を用い、かつ投影レンズを通さない方式（非露光光オ
フアクシス方式） （ア−２）露光光と同じ波長の光を用い、かつ投影レン
ズを通す方式（露光光ＴＴＬ方式） （ア−３）露光光とは波長の異なる非露光光を用い、か
つ投影レンズを通す方式（非露光光ＴＴＬ方式） 非露光光ＴＴＬ方式におけるアライメント顕微鏡は露光
光と異なる波長で、且つウエハ上に塗布されたレジスト
に非感光性の照明光によりＴＴＬでウエハ表面の位置合
わせマークを観察し、該観察結果に基づきウエハの位置
合わせを行っている。

【０００５】一方、非露光光オフアクシス方式は投影光
学系を介さないで、ウエハの露光位置とは別の位置に配
置した顕微鏡（オフアクシス顕微鏡）で位置情報を検出
し、ウエハを露光位置へ送り込んで位置合わせを行って
いる。

【０００６】ＴＴＬ方式は投影レンズを介して位置合わ
せ情報を検出するため、露光位置とアライメント観察を
行う位置の間の距離（これをベースラインという）が短
く、ベースラインの時間変化に対し有利である。

【０００７】一方、オフアクシス方式はベースラインが
長いという欠点があるものの、投影レンズを通過しない
ため光学的な検出系の制約条件が少ないため、ＴＴＬ検
出系よりも一般に高精度な検出が行える。

【０００８】ＴＴＬの場合には露光波長に対して収差補
正された投影レンズを通さねばならないため、アライメ
ント顕微鏡系の波長をブロードバンドに設計すること
は、露光波長と異なるだけに困難である。

【０００９】単色光を用いるアライメント観察系はブロ
ードバンド照明を用いるアライメント観察系に対し、一
般にプロセス依存性が大きい。更に露光線幅の微細化が
進み、露光光源にエキシマレーザが使用されるようにな
ると、露光波長である２４８ｎｍとアライメントに用い
る波長(例えばＨｅＮｅレーザの波長：６３３ｎｍ)との
差が従来のｉ線の場合に比べ非常に大きくなる。このた
め、アライメント波長における投影レンズの色収差が大
きくなる、あるいは露光波長とアライメント波長の双方
に高い透過率を有するコーティング膜が困難である等の
理由で、画像検出のＴＴＬ系の設計は、ほぼ不可能にな
ってしまう。

【００１０】上記理由により、エキシマ露光装置以降、
非露光光オフアクシス方式の高精度化はパターンの微細
化に伴ってますます重要になっている。

【００１１】アライメント光に非露光光を用いる場合，
ウエハの表面状態、即ちアライメントマークの物理的形
状、ウエハの反射率、フォトレジストの塗布状態等の、
所謂製造プロセスにより、照明光の反射、吸収、散乱、
回折、干渉等の光学条件が影響を受ける。このことか
ら、計測に取り込む光の分布が一定ではなく、そのため
計測値そのものもそうした製造プロセスの影響を受ける
ことが多い。計測値の真値からのだまされ量を製造プロ
セスによらず小さくするための１つの方法として、ウエ
ハ表面状態に影響を受けないだけの十分な波長帯域を持
った照明光を最適に切り替えて用いる方法がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】アライメントにおいて
光源ユニットを用いて異なる特性のアライメント光を複
数種使用する場合，アライメント光毎にベースライン量
が異なる事が知られている。例えば，アライメント光の
波長を変えた場合，色収差の影響により，ベースライン
量が数ナノ〜数十ナノメートルオーダーで変化してしま
う。

【００１３】従来より，異なる複数種類のアライメント
照明光に対するベースライン量を計測する方法として，
以下の２つの方法が用いられて来た。

【００１４】（イ−１）使用するアライメント照明光が
変更になる度にベースライン計測をやり直す。

【００１５】（イ−２）全ての種類のアライメント照明
光に対するベースラインを予め計測，記憶し，一定時間
（一定ウエハ処理数）毎に全てのベースライン補正値を
計測し直し，ベースライン補正値を更新する。

【００１６】ベースラインの変動は装置要因で発生する
ので，ジョブによりアライメント照明が変わる度にベー
スライン計測を行なう方法（イ−１）は，時間がかかる
上，無駄が多い。

【００１７】図４は方法（イ−２）でベースライン計測
を行なった場合の処理の流れを表す図である。この例で
は，２種類のアライメント用照明を用いた場合を想定し
ている。ステップＳ３０１（以下「Ｓ３０１」等と略
す。）でレチクルをロードした後，Ｓ３０２で第１のア
ライメント照明でベースライン計測を行なう。

【００１８】Ｓ３０３では第２のアライメント照明でベ
ースライン計測を行ない，Ｓ３０４では第１と第２のア
ライメント照明に対するベースライン量を記憶装置上に
記憶しておく。Ｓ３０５でレチクルの交換が必要かどう
かを判断し，必要であればＳ３０６でレチクル交換を行
なう。Ｓ３０６で新たにウエハをロードした後，ジョブ
に指定された第１もしくは第２のアライメント照明光を
使用してウエハアライメントを行なう。Ｓ３０９でウエ
ハ露光を行なう。以後，Ｓ３０５〜Ｓ３０９の処理を，
指定期間まで繰り返す。指定された期間を経過した場
合，ベースラインの変動量を補正する為に再びＳ３０２
の処理に戻り，各々のアライメント照明に対するベース
ライン計測を行なう。

【００１９】方法（イ−２）は，一定期間毎にベースラ
イン計測を行なうので，一定の期間においてベースライ
ンの変動量が微小である場合，トータルな処理時間の短
縮という点で効果が大きい。

【００２０】しかし，使用し得る全てのアライメント光
に対してベースライン計測を行なうため，計測時間が長
くなり，アライメント照明光の種類が増えた場合，トー
タルな処理時間は増大してしまう。

【００２１】本発明は，処理速度の低下を抑えながら，
異なる複数種類のアライメント照明を用いた場合にも，
それぞれのアライメント照明光に対するベースラインを
自動的に算出でき、高精度のアライメントができる半導
体デバイスの製造に好適なアライメント方法及び露光方
法の提供を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の露光方
法は、基板上の各ショット領域を照射する為の互いに異
なる特性の第１及び第２の２以上の照明方式を含む照明
装置を有し，該基板上に照射された前記照明装置からの
照明光の反射光及び散乱光を検出するアライメントスコ
ープを備え，該２つの照明方式の内の一方の照明方式を
用いて得た検出結果を用いて，前記基板の露光対象のシ
ョット領域をマスクのパターンの露光位置に位置合わせ
して当該ショット領域に前記パターンを転写する露光方
法において，前記アライメントスコープの検出中心とマ
スクのパターンの露光中心との位置関係を，前記第１及
び第２の照明方式を用いて各々計測し，該計測された２
つの位置関係の差分情報を求める第１工程と；前記第１
及び第２の照明方式の内の，一方の照明方式を用いて，
基板上の所定ショット領域の位置を計測し，該計測結果
及び前記第１工程で計測された位置関係に基づいて該シ
ョット領域を位置合わせして前記マスクのパターンを転
写する第２工程と；前記第１及び第２の照明方式の内
の，一方の照明方式に対する前記アライメントセンサの
検出中心とマスクのパターンの露光中心との位置関係を
計測し，該位置関係と第１工程で求めた差分情報とを用
いて，もう一方の照明方式に対するアライメントセンサ
の検出中心とマスクのパターンの露光中心との位置関係
を算出する第３工程と；前記第１及び第２の照明方式の
内の，一方の照明方式を用いて，基板上の所定ショット
領域の位置を計測し，該計測結果及び前記第３工程で算
出された位置関係に基づいて該ショット領域を位置合わ
せして前記レチクルのパターンを転写する第４工程とを
有する事を特徴としている。

【００２３】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第３工程でアライメントセンサの検出中心とマ
スクのパターンの露光中心との位置関係を計測するとき
の照明方式と前記第４工程で基板上の所定ショット領域
の位置を計測するときの照明方式とが異なる事を特徴と
している。

【００２４】請求項３の発明のアライメント方法は、基
板上の各ショット領域を照射する為の互いに異なる特性
の第１及び第２の２以上の照明方式を含む照明装置を有
し，該基板上に照射された前記照明装置からの照明光の
反射光及び散乱光を検出するアライメントスコープを備
え，該２つの照明方式の内の少なくとも一方の照明方式
を用いて得た検出結果を用いて，前記基板の露光対象の
ショット領域をマスクのパターンの露光位置に位置合わ
せをするアライメント方法において，前記２つの照明方
式の内の一方の照明方式を用いた場合の前記アライメン
トセンサの検出中心と前記所定マスクのパターンの露光
中心との位置関係を計測し，前記２つの照明方式の内
の，他方の照明方式を用いて，露光対象のショット領域
を前記アライメントスコープにより計測し，該計測結
果，及び前記一方の照明方式を用いた場合について計測
された位置関係に基づいて該ショット領域を位置合わせ
する事を特徴としている。

【００２５】請求項４の発明のデバイスの製造方法は請
求項１又は２の露光方法を用いて、該マスク面上のパタ
ーンをウエハ面上に転写し、次いで現像処理工程を介し
てデバイスを製造したことを特徴としている。

【００２６】請求項５の発明のデバイスの製造方法は請
求項３のアライメント方法を用いてマスクとウエハとの
相対的な位置ずれを求める工程を介してマスクとウエハ
との相対的な位置検出を行った後、該マスク面上のパタ
ーンをウエハ面上に転写し、次いで現像処理工程を介し
てデバイスを製造したことを特徴としている。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施形態を図１，
図２，図３を用いて説明する。

【００２８】本実施形態は，オフアクシス方式のアライ
メントシステムを有するステッパー型の半導体製造用の
露光装置において，２種類のアライメント照明光を用い
てレチクルとウエハとのアライメントを行なう場合を示
している。

【００２９】図１は本実施形態における露光装置の要部
概略図である。図２は図１の一部分の模式図である。図
３は本実施形態のアライメントの処理を示すフローチャ
ートである。

【００３０】本実施形態では，次の第１，第２の２種類
のアライメント照明を用いてアライメントを行ってい
る。

【００３１】第１のアライメント照明：ＨｅＮｅレーザ
ー１２を光源とするアライメント照明 第２のアライメント照明：ハロゲンランプ１３を光源と
し，波長切り替え器により波長帯域がある値に固定され
たアライメント照明 まず、図１のオフアクシス方式アライメントシステムを
備えた露光装置の要部概略図について説明する。

【００３２】レチクル８はレチクル保持部７により保持
されている。ウエハ１１は，平面方向（ＸＹ断面内）に
移動可能なウエハステージ１０に保持されている。レチ
クル８とウエハ１１とのアライメントをした後に露光用
の光源１からの露光光を照明系（不図示）によって導光
し、レチクル８を照射し、レチクル８上のパターンをウ
エハ１１上にステップアンドリピート方式又はステップ
アンドスキャン方式により露光している。

【００３３】尚、コンタクト方式やプロキシミティ方式
の露光装置ではパターンの形成されたマスクを投影レン
ズを介さないでウエハに露光転写しており、本実施形態
では、このような露光装置においても同様に適用可能で
ある。

【００３４】３はレチクルアライメント系であり、レチ
クル８に設けたレチクルアライメントマーク１７と装置
本体のレチクルステージ７に設けたレチクル基準マーク
１８とを用いてレチクル８を装置本体にアライメント
（位置合わせ）をしている。

【００３５】５はＬＥＤであり、レチクル基準マーク１
８とレチクルアライメントマーク１７を照明している。
２はレチクルアライメントスコープであり、レチクル基
準マーク１８とレチクルアライメントマーク１７の双方
をミラーＭ３，Ｍ２，リレーレンズ６，ビームスプリッ
ター４を介して観察し、これによってレチクル８を装置
本体にアライメントしている。

【００３６】このとき各要素２，４，６，Ｍ２，Ｍ３は
アライメントマーク１７近傍で移動している。尚、アラ
イメントマーク１７，１８とを観察するアライメントス
コープを別個、独立に設けても良い。２５はオフアクシ
ス光学系である。

【００３７】本実施形態ではベースラインを利用してレ
チクル８とウエハ１１のアライメントを行っているため
に、まず一般的なベースライン計測について図２を用い
て説明する。

【００３８】図２は投影レンズ９とオフアクシス方式の
アライメント光学系２５との位置関係を真上から見た場
合の模式図である。

【００３９】ウエハステージ１０が静止している状態に
おいて、・露光光がレチクル８・投影レンズ（露光光学
系）９を通過して、ステージ１０上に到達した場合の光
軸中心９ａと，・アライメント光がオフアクシス光学系
（アライメント光学系）２５を通過して、ステージ１０
上に到達した場合の光軸中心２５ａの両者に一定の距離
関係が生じる。この両者の位置関係の事をベースライン
と呼んでいる。図２においてはＸ，Ｙがベースライン量
となる。

【００４０】尚、図２において２０ａ，２１ａはウエハ
ステージ１０上の基準マーク（ウエハステージの基準位
置）２０，２１を示しており、双方の位置関係は予め定
められているものである。

【００４１】ベースライン量は相対的な値であるので、
以下の関係が成り立つ。

【００４２】 (ヘ゛ースライン量)=(露光光学系の結像中心9a)-(アライメント光学系の結像中心25a) ={(露光光学系の結像中心9a)-(ウエハステーシ゛の基準位置20a)} -{(アライメント光学系の結像中心25a)-(ウエハステーシ゛の基準位置21a)} ‥‥‥(O) 従って、以下の量（Ａ），（Ｂ）を計測により求めるこ
とによって、ベースライン量を算出している。

【００４３】 {(露光光学系の結像中心9a)-(ウエハステーシ゛の基準位置20a)} ‥‥‥（Ａ） {(アライメント光学系の結像中心25a)-(ウエハステーシ゛の基準位置21a)}‥‥（Ｂ） 次にレチクルとウエハとのアライメントをするときのベ
ースラインの補正方法について図１を参照して説明す
る。

【００４４】一般に特に非露光光ＴＴＬ方式及びオフア
クシス方式のアライメントセンサでは、それらのアライ
メントセンサ（アライメントスコープ１５）の検出中心
（中心軸）Ｌ１とレチクルパターンの投影像の中心（投
影レンズ９の光軸，以下、「パターン中心」という）Ｌ
２とは一致していない。したがって，レチクル８とウエ
ハ１１とのアライメントに先立ち、レチクルのパターン
中心Ｌ２（９ａ）と、アライメントセンサの検出中心Ｌ
１（２５ａ）との２次元的な位置ずれ量（図２のＸ，
Ｙ）すなわちベースライン量を正確に計測するためのベ
ースライン計測が行われる。

【００４５】次に図１，図２を用いて，本実施形態にお
けるベースライン計測の基本原理を説明する。

【００４６】ここで図１を参照して説明すると、 ・装置側のレチクル基準マーク１８と投影レンズ９の光
軸Ｌ２（９ａ）との位置関係 ・レチクル８上のアライメントマーク１７とレチクル８
との位置関係（即ちアライメントマーク１７とキャリブ
レーションマーク１９との位置関係） ・ウエハステージ１０上の基準マーク２０と基準マーク
２１との位置関係等を予め既知となっている （ア−１）レチクルアライメントシステム３（各要素
２，５，６，７により構成されている）を用いて，レチ
クル８上のアライメントマーク１７と装置本体側のレチ
クル保持部７上のレチクル基準マーク１８との相対ずれ
量を計測し，レチクル８とレチクル保持部７とを正確に
位置合わせする。これによりレチクル８の中心が投影レ
ンズ９の光軸上に位置するようにしている。

【００４７】（ア−２）レチクル８上のキャリブレーシ
ョンマーク１９と，ウエハステージ１０上の基準マーク
２０とを，露光用照明（光源１から発生する露光用レー
ザー光）を使って，投影レンズ９を介して顕微鏡２で観
察する事により，両者のマーク１９，２０の相対位置ず
れ量を求め，レチクル８とウエハステージ１０とを正確
に位置合わせする。これによって露光光学系９の結像中
心９ａとウエハステージ１０の基準位置（基準マーク２
０）２０ａとの差を求めている。これは前述の（Ａ）の
計測に相当する。

【００４８】（ア−３）オフアクシス光学系２５によ
り，ステージ１０上の基準マーク２１とオフアクシス検
出系２５で結像される不図示のスコープ基準マーク１５
ａとの相対位置関係を求める。これによってアライメン
ト光学系２５の結像中心２５ａとウエハステージ１０の
基準位置（基準マーク２１）２１ａとの差を求めてい
る。これは前述の（Ｂ）の計測に相当する。

【００４９】（ア−４）この計測（ア−１）〜（ア−
３）によってベースライン量を求めている。そして手法
（ア−１）〜（ア−３）より，レチクル基準マーク１８
とスコープ基準マーク１５ａとの相対位置関係を算出
し，ベースライン補正値としている。

【００５０】以上の方法で算出されたベースライン補正
値を記憶しておいた上で，ＡＧＡ(Advanced Global Ali
gnment)等のウエハライメント手法により計測，算出さ
れるウエハの位置ずれ量にベースライン補正量を加味す
ることで，ウエハ上のショット領域とレチクルのパター
ン中心を正確に位置合わせている。

【００５１】次に図１のオフアクシスアライメント系２
５について説明する。オフアクシスアライメント系２５
は点線で囲まれたユニット群より成り、オフアクシス方
式のアライメントを行なっている。

【００５２】図１の露光装置では，ＨｅＮｅレーザーヘ
ッド１２と，ハロゲンランプ１３の２種類のアライメン
ト光源を有しており，光源切り替えミラー２２を使っ
て，アライメント照明光を切り替えることが可能になっ
ている。２３は偏光板で，ＨｅＮｅレーザー１２からの
光の光量調整を行なう。

【００５３】２４は波長切り替え器で，ハロゲンランプ
１３を光源とした場合の波長帯域を複数種類に切り替え
る機能を有する。また，減衰フィルタ１４を用いて，そ
れぞれの光源から発生したアライメント照明光の光量を
切り替えることも可能となっている。アライメント照明
光は，ハーフプリズム２７と対物レンズ１６を通して，
ウエハ１１及びウエハステージ１０上を照射され，その
反射及び散乱光は，ハーフプリズム２７を通して，アラ
イメントスコープ２５に入射する。アライメントスコー
プ２５はＣＣＤセンサーにより構成されており，ウエハ
１１のマーク２６およびウエハステージ１１上のマーク
２１からの反射光，散乱光を検出する事により，観察対
象のマーク２６，２１が不図示のスコープ基準マークに
対してどれだけずれているかを検出する為の機能を有し
ている。

【００５４】次に図１の装置と図３のアライメント処理
の流れを表すフローチャートを用いて本実施形態につい
て説明する。

【００５５】ステップＳ１０１（以下「Ｓ１０１」と略
す。）でレチクル８をロードした後，Ｓ１０２で第１の
アライメント照明（光源１２）でベースライン計測を行
なう。具体的にはレチクル８とウエハステージ１０との
相対位置関係を算出した後，光源切り替えミラー２２を
駆動して，アライメント用照明の光源をＨｅＮｅレーザ
ー１２に切り替えた後，ウエハステージ１０上の基準マ
ーク２１とアライメントスコープ１５内のスコープ基準
マーク１５ａとの相対位置ずれ量を計測し，ベースライ
ン量を算出する。算出されたベースライン量をＢ１１と
する。

【００５６】Ｓ１０３で第２のアライメント照明（光源
１３）でのベースライン計測を行なう。具体的には，光
源切り替えミラー２２を駆動して，アライメント用照明
の光源をハロゲンランプ１３に切り替えた後，ウエハス
テージ１０上の基準マーク２１とスコープ基準マーク１
５ａとの相対位置ずれ量を計測し，ベースライン量を算
出する。算出されたベースライン量をＢ１２とする。

【００５７】そしてステップＳ１０４では，Ｓ１０１で
求めた第１のアライメント照明に対するベースライン量
Ｂ１１と，Ｓ１０２で求めた第２のアライメント照明に
対するベースライン量Ｂ１２との差分ΔＢをΔＢ＝Ｂ１
１−Ｂ１２として求める（第１工程）。

【００５８】Ｓ１０５〜Ｓ１０９までは，通常のウエハ
ライメント・露光処理を行なっている。Ｓ１０５でレチ
クルの交換が必要かどうかを判断し，必要であればＳ１
０６でレチクル交換を行なう。Ｓ１０６で新たにウエハ
をロードした後，ジョブに指定された第１もしくは第２
のアライメント照明光を使用してウエハアライメントを
行なう。

【００５９】ウエハアライメントには，ＡＧＡ（アドバ
ンスド・グローバル・アライメント）方式などを用い
る。ＡＧＡ方式では，ウエハステージ１０を駆動し，ウ
エハ１１の複数のショット領域上に存在するアライメン
トマーク２６を，ジョブにより指定された第１又は第２
のアライメント照明光で照射し，マーク２６からの反射
光をアライメントスコープ１５で検出し，画像処理によ
りマーク２６とスコープ基準マーク１５ａとの相対位置
関係を求め，各ショットでのずれ量を統計的に処理し，
オフアクシススコープに対するウエハの相対位置関係が
求まる。

【００６０】Ｓ１０９では，Ｓ１０８で求めたウエハと
オフアクシススコープとの相対ずれ量と，Ｓ１０２，Ｓ
１０３で求めたベースライン量から，レチクルのパター
ン中心に対してウエハのショット中心を正確に位置決め
し，レチクルのパターンをそのショット領域に転写する
（第２工程）。

【００６１】その後，Ｓ１０５〜Ｓ１０９の処理を，指
定期間まで繰り返す。この期間は，時間で決めても良い
し，ウエハの処理枚数で決めても良い。Ｓ１１０で指定
された期間を経過した場合，ベースラインの変動量を補
正する為に再びＳ１１１の処理に進む。Ｓ１１１では，
Ｓ１０２と同様の処理で，第１のアライメント照明に対
するベースライン量の計測を行なう。ここで求めたベー
スライン量をＢ２１とする。

【００６２】従来の方法では，使用する全てのアライメ
ント照明に対してベースライン計測を行なう必要があっ
た。しかし，本実施形態では，第２のアライメント照明
に対するベースライン量の計測を行なわず，先のステッ
プＳ１０４で求めたベースライン量の差分ΔＢとステッ
プＳ１１１で求めたベースライン量Ｂ２１とに基づいて
第２のアライメント照明に対するベースライン量Ｂ２２
を，Ｂ２２＝Ｂ２１＋ΔＢで計算する（Ｓ１１２）（第
３工程）。

【００６３】以下，ベースライン量Ｂ２１，Ｂ２２に基
づき，Ｓ１０５からＳ１０９の処理でウエハのアライメ
ント，露光処理を繰り返す（第４工程）。

【００６４】上記の処理を行なう事で，ＡＳＩＣのよう
に短時間でレチクルが交換され，頻繁にアライメント照
明が変更される場合でも，適切なベースライン量を常に
得る事が出来，かつ，２回目以降のベースライン計測処
理では，第１のアライメント照明に対するベースライン
のみを計測するので，トータルのベースライン計測時間
が短縮され，生産性を向上させる事が出来る。

【００６５】本実施形態では、アライメント照明を２種
類としたが，波長切り替え器２４を用いて波長などを切
り替える等で，さらに多種のアライメント照明光を使用
する場合，本発明の効果は一層顕著に現れる。

【００６６】第１から第ｎまでアライメント照明を使用
する場合，最初のベースライン計測時に，第１のアライ
メント照明に対するベースライン量からの差分量を各照
明毎に求めておき，２回目以降のベースライン計測で
は，第１のアライメント照明に対するベースラインさえ
計測してしまえば，残りの照明モードに対するベースラ
イン量も求まるので，計測時間は大幅に短縮する。

【００６７】また，本実施形態ではベースライン計測値
間の差分情報を線形差分として求めたが，ベースライン
計測値間の相対関係が非線形な関数で，その関数が理論
的，あるいは経験的に分かっている場合は，その関数を
もって差分情報としても構わない。

【００６８】以上のように、本実施形態の露光方法では
基板１１上の各ショット領域の位置を照射する為の異な
る特性を有する第１及び第２の２以上の照明方式を含む
照明装置２５を有し，該基板上に照射された前記照明装
置からの照明光の反射光及び散乱光を検出するアライメ
ントスコープ１５を備え，該２つの照明方式の内，少な
くとも一方の照明を用いた場合の検出結果を用いて，前
記基板１１の露光対象のショット領域をレチクル８のパ
ターンの露光位置に位置合わせして当該ショット領域に
前記パターンを転写するとき、前記アライメントスコー
プ１５の検出中心Ｌ１（又はスコープ基準マーク１５
ａ）とレチクル８のパターンの露光中心（Ｌ２）との位
置関係を，前記第１及び第２の照明方式を用いた場合に
対して各々計測Ｂ１１，Ｂ１２し，該計測された２つの
位置関係の差分情報ΔＢ＝Ｂ１１−Ｂ１２を求める第１
工程と，前記第１及び第２の照明方式の内，一方の照明
方式を用いて，基板１１上の所定ショット領域の位置を
計測し，該計測結果及び前記第１工程で計測された位置
関係に基づいて該ショット領域を位置合わせして前記マ
スクのパターンを転写する第２工程と，前記第１及び第
２の照明方式の内，一方の照明方式（第１）に対する前
記アライメントスコープの検出中心Ｌ１とレチクルのパ
ターンの露光中心Ｌ２との位置関係を計測Ｂ２１し，該
位置関係と第１工程で求めた差分情報ΔＢとを用いて，
もう一方の照明方式（第２）に対するアライメントスコ
ープ１５の検出中心Ｌ１とレチクルのパターンの露光中
心Ｌ２との位置関係Ｂ２２＝Ｂ２１＋ΔＢを算出する第
３工程と，前記第１及び第２の照明方式の内，一方の照
明方式を用いて，基板上の所定ショット領域の位置を計
測し，該計測結果及び前記第３工程で算出された位置関
係に基づいて該ショット領域を位置合わせして前記レチ
クルのパターンを転写する第４工程とを利用している。

【００６９】次に上記説明した露光装置を利用したデバ
イスの製造方法の実施例を説明する。

【００７０】図５は本発明のデバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造方
法のフローを示す。

【００７１】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。

【００７２】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。

【００７３】ステップ４（ウエハプロセス）は前行程と
呼ばれ、前記用意したマスク（レチクル）３とウエハ７
を用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回
路を形成する。次のステップ５（組立）は後行程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。

【００７４】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００７５】図６は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。

【００７６】ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に
絶縁膜を形成する。

【００７７】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。

【００７８】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。

【００７９】これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００８０】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製造
することができる。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、処理速度の低下を抑え
ながら，異なる複数種類のアライメント照明を用いた場
合にも，それぞれのアライメント照明光に対するベース
ラインを自動的に算出でき、高精度のアライメントがで
きる半導体デバイスの製造に好適なアライメント方法及
び露光方法を達成することができる。

【００８２】この他本発明のアライメント方法によれ
ば，２回目以降のベースライン計測の処理時間を短縮で
きる為，特にアライメント用照明方式が多数種類混在す
る場合，スループットが向上するという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のアライメント方法を用いた投影露光
装置の要部概略図

【図２】 図１の一部分の模式図

【図３】 本発明のアライメント方法の処理の流れをあ
らわすフローチャート

【図４】 従来のアライメント方法における処理の流れ
をあらわすフローチャート

【図５】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【図６】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【符号の説明】

１ レーザーユニット ２ レチクルアライメント用スコープ ３ レチクルアライメント光学系 ４ プリズム ５ ＬＥＤ（１７，１８を下から照らす為の照明とし
て用いる） ６ リレーレンズ（レチクル面上のフォーカス調整に
使用する） ７ レチクル保持部 ８ レチクル ９ 投影レンズ １０ ウエハステージ １１ ウエハ １２ ＨｅＮｅレーザーヘッド １３ ハロゲンランプ １４ 減衰フィルタ １５ オフアクシスアライメントスコープ １６ 対物レンズ １７ レチクルアライメントマーク １８ レチクル基準マーク １９ キャリブレーションマーク ２０ ウエハステージ基準マーク（対レチクル用） ２１ ウエハステージ基準マーク（対オフアクシスス
コープ用） ２２ 光源切り替えミラー ２３ ＨｅＮｅ偏光板 ２４ 波長切り替え器 ２５ オフアクシスアライメント光学系 ２６ ウエハアライメントマーク ２７ プリズム

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA14 AA17 AA20 BB02 BB27 CC20 CC25 DD06 EE00 FF42 GG02 GG05 GG07 GG22 GG24 HH13 HH15 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 LL10 LL12 LL24 LL33 LL46 NN01 NN20 PP12 QQ13 QQ25 QQ41 5F046 BA03 EB01 EB02 ED02 ED03 FA03 FA05 FA06 FA17 FA20 FB10 FC04 FC05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上の各ショット領域を照射する為の
   互いに異なる特性の第１及び第２の２以上の照明方式を
   含む照明装置を有し，該基板上に照射された前記照明装
   置からの照明光の反射光及び散乱光を検出するアライメ
   ントスコープを備え，該２つの照明方式の内の一方の照
   明方式を用いて得た検出結果を用いて，前記基板の露光
   対象のショット領域をマスクのパターンの露光位置に位
   置合わせして当該ショット領域に前記パターンを転写す
   る露光方法において，前記アライメントスコープの検出
   中心とマスクのパターンの露光中心との位置関係を，前
   記第１及び第２の照明方式を用いて各々計測し，該計測
   された２つの位置関係の差分情報を求める第１工程と；
   前記第１及び第２の照明方式の内の，一方の照明方式を
   用いて，基板上の所定ショット領域の位置を計測し，該
   計測結果及び前記第１工程で計測された位置関係に基づ
   いて該ショット領域を位置合わせして前記マスクのパタ
   ーンを転写する第２工程と；前記第１及び第２の照明方
   式の内の，一方の照明方式に対する前記アライメントセ
   ンサの検出中心とマスクのパターンの露光中心との位置
   関係を計測し，該位置関係と第１工程で求めた差分情報
   とを用いて，もう一方の照明方式に対するアライメント
   センサの検出中心とマスクのパターンの露光中心との位
   置関係を算出する第３工程と；前記第１及び第２の照明
   方式の内の，一方の照明方式を用いて，基板上の所定シ
   ョット領域の位置を計測し，該計測結果及び前記第３工
   程で算出された位置関係に基づいて該ショット領域を位
   置合わせして前記レチクルのパターンを転写する第４工
   程とを有する事を特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 前記第３工程でアライメントセンサの検
   出中心とマスクのパターンの露光中心との位置関係を計
   測するときの照明方式と前記第４工程で基板上の所定シ
   ョット領域の位置を計測するときの照明方式とが異なる
   事を特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 【請求項３】 基板上の各ショット領域を照射する為の
   互いに異なる特性の第１及び第２の２以上の照明方式を
   含む照明装置を有し，該基板上に照射された前記照明装
   置からの照明光の反射光及び散乱光を検出するアライメ
   ントスコープを備え，該２つの照明方式の内の少なくと
   も一方の照明方式を用いて得た検出結果を用いて，前記
   基板の露光対象のショット領域をマスクのパターンの露
   光位置に位置合わせをするアライメント方法において，
   前記２つの照明方式の内の一方の照明方式を用いた場合
   の前記アライメントセンサの検出中心と前記所定マスク
   のパターンの露光中心との位置関係を計測し，前記２つ
   の照明方式の内の，他方の照明方式を用いて，露光対象
   のショット領域を前記アライメントスコープにより計測
   し，該計測結果，及び前記一方の照明方式を用いた場合
   について計測された位置関係に基づいて該ショット領域
   を位置合わせする事を特徴とするアライメント方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２の露光方法を用いて、該
   マスク面上のパターンをウエハ面上に転写し、次いで現
   像処理工程を介してデバイスを製造したことを特徴とす
   るデバイスの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３のアライメント方法を用いてマ
   スクとウエハとの相対的な位置ずれを求める工程を介し
   てマスクとウエハとの相対的な位置検出を行った後、該
   マスク面上のパターンをウエハ面上に転写し、次いで現
   像処理工程を介してデバイスを製造したことを特徴とす
   るデバイスの製造方法。