JP2003124113A - 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 - Google Patents
投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法Info
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- JP2003124113A JP2003124113A JP2002244615A JP2002244615A JP2003124113A JP 2003124113 A JP2003124113 A JP 2003124113A JP 2002244615 A JP2002244615 A JP 2002244615A JP 2002244615 A JP2002244615 A JP 2002244615A JP 2003124113 A JP2003124113 A JP 2003124113A
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- projection
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- projection exposure
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ショット領域内の所望部分に対して常に最適
なフォーカスをかける。 【構成】 露光時にフォーカスセンサーが検出するウエ
ハ上の部分と、ショット領域内の所望部分との間で、フ
ォーカス方向の偏差を求め、その偏差分だけフォーカス
センサーにオフセットを加える。
なフォーカスをかける。 【構成】 露光時にフォーカスセンサーが検出するウエ
ハ上の部分と、ショット領域内の所望部分との間で、フ
ォーカス方向の偏差を求め、その偏差分だけフォーカス
センサーにオフセットを加える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投影露光装置のように
被処理基板（感光基板）に対する焦点位置合わせの必要
な装置に関し、特に被処理基板の処理領域の起伏が一様
でない場合の焦点位置合わせを良好に行なう技術に関す
るものである。
被処理基板（感光基板）に対する焦点位置合わせの必要
な装置に関し、特に被処理基板の処理領域の起伏が一様
でない場合の焦点位置合わせを良好に行なう技術に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体ウェハ等の表面に、集積回
路のパターンを露光するための投影露光装置において
は、ウェハ表面を正確に所定の露光面に合致させるため
に、光学式の焦点位置ずれ検出方式を採用するものがあ
る。この光学式の焦点位置ずれ検出の一方式として、被
検出面であるウェハ上に斜め上方より細長い断面を有す
る光束を照射し、その反射光を振動するスリットを介し
て集光し、その集光された光信号を光電変換した後、電
気的な処理をされた出力によって焦点位置を検出する方
法が考えられていた。しかし、この焦点位置ずれ検出に
用いられる検出光束は、停止したウェハに対して常に一
定位置に照射されるため、照射位置における局所的な平
面の焦点合わせを行なうことは可能であるが、投影露光
領域（視野）内に検出光束の照射位置における平面の高
さとは異なる高さを持つ面がある場合は、その面は焦点
面には合致しないことになる。
路のパターンを露光するための投影露光装置において
は、ウェハ表面を正確に所定の露光面に合致させるため
に、光学式の焦点位置ずれ検出方式を採用するものがあ
る。この光学式の焦点位置ずれ検出の一方式として、被
検出面であるウェハ上に斜め上方より細長い断面を有す
る光束を照射し、その反射光を振動するスリットを介し
て集光し、その集光された光信号を光電変換した後、電
気的な処理をされた出力によって焦点位置を検出する方
法が考えられていた。しかし、この焦点位置ずれ検出に
用いられる検出光束は、停止したウェハに対して常に一
定位置に照射されるため、照射位置における局所的な平
面の焦点合わせを行なうことは可能であるが、投影露光
領域（視野）内に検出光束の照射位置における平面の高
さとは異なる高さを持つ面がある場合は、その面は焦点
面には合致しないことになる。
【０００３】この場合、検出光束の照射位置における平
面の高さとは異なる高さを持つ面における集積回路パタ
ーンのデザインルールが投影露光領域内で一番厳しく、
その位置において焦点を合致させる必要があった場合
は、不都合が生じることとなる。近年集積回路パターン
の線幅の細線化により、投影露光レンズの高ＮＡ化が進
み、焦点深度の余裕が少なくなってきた。従って、投影
露光領域内の各回路のパターンの高さが一様でない場合
は、その中でも最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターンに合わせて焦点位置合わせを行なうこと
がのぞましい。
面の高さとは異なる高さを持つ面における集積回路パタ
ーンのデザインルールが投影露光領域内で一番厳しく、
その位置において焦点を合致させる必要があった場合
は、不都合が生じることとなる。近年集積回路パターン
の線幅の細線化により、投影露光レンズの高ＮＡ化が進
み、焦点深度の余裕が少なくなってきた。従って、投影
露光領域内の各回路のパターンの高さが一様でない場合
は、その中でも最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターンに合わせて焦点位置合わせを行なうこと
がのぞましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来におい
ては、焦点位置ずれ検出に用いられる検出光束の照射位
置における平面と、最も焦点位置ずれを少なくする必要
のある回路パターン位置における平面との高さの差をフ
ォーカスオフセット量としてあらかじめ指定しておき、
実際には検出光束の照射位置における平面に焦点を合致
させる際に、あらかじめ指定したフォーカスオフセット
分を電気的処理において補正する方法が用いられてい
た。この方法の場合は、あらかじめフォーカスオフセッ
ト量を測定する必要があった。
ては、焦点位置ずれ検出に用いられる検出光束の照射位
置における平面と、最も焦点位置ずれを少なくする必要
のある回路パターン位置における平面との高さの差をフ
ォーカスオフセット量としてあらかじめ指定しておき、
実際には検出光束の照射位置における平面に焦点を合致
させる際に、あらかじめ指定したフォーカスオフセット
分を電気的処理において補正する方法が用いられてい
た。この方法の場合は、あらかじめフォーカスオフセッ
ト量を測定する必要があった。
【０００５】また、焦点位置ずれ検出に用いられる光束
の照射位置を、最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターン位置にあらかじめ移動して焦点合わせを
行なった後、その焦点を維持したまま、投影露光位置へ
移動して露光する方法（フォーカスロック）も考えられ
るが、各露光処理ごとに処理時間が増加する欠点があっ
た。
の照射位置を、最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターン位置にあらかじめ移動して焦点合わせを
行なった後、その焦点を維持したまま、投影露光位置へ
移動して露光する方法（フォーカスロック）も考えられ
るが、各露光処理ごとに処理時間が増加する欠点があっ
た。
【０００６】一方、アライメント用のセンサが被処理基
板上のアライメントマークに対してアライメント動作を
している場合においても、焦点位置ずれ検出に用いられ
る検出光束の照射位置はアライメントマーク位置とは一
般的に異なるため、検出光束の照射位置における平面の
高さがアライメントマーク位置における平面の高さと異
なる場合においては、同様の問題点が発生する。
板上のアライメントマークに対してアライメント動作を
している場合においても、焦点位置ずれ検出に用いられ
る検出光束の照射位置はアライメントマーク位置とは一
般的に異なるため、検出光束の照射位置における平面の
高さがアライメントマーク位置における平面の高さと異
なる場合においては、同様の問題点が発生する。
【０００７】そこで本発明は、ステップアンドリピート
方式又はステップ・スキャン方式等の投影露光装置にお
ける被処理基板に対する焦点位置合わせにおいて、被処
理基板の処理領域の起伏が一様でない場合の焦点位置合
わせを効率的に行なうことを目的とする。
方式又はステップ・スキャン方式等の投影露光装置にお
ける被処理基板に対する焦点位置合わせにおいて、被処
理基板の処理領域の起伏が一様でない場合の焦点位置合
わせを効率的に行なうことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、あらかじめ、
投影露光処理領域内の焦点検出位置における平面の高さ
と、前記投影露光処理領域内の最適合焦必要位置におけ
る平面の高さの差を自動的に計測することを技術的要点
としている。
投影露光処理領域内の焦点検出位置における平面の高さ
と、前記投影露光処理領域内の最適合焦必要位置におけ
る平面の高さの差を自動的に計測することを技術的要点
としている。
【０００９】本発明における投影露光装置は、基板上に
形成された複数の処理領域を投影光学系の焦点位置に合
わせて順次露光する際、その処理領域内の焦点検出位置
においてその投影光学系の光軸方向における位置を検出
する投影露光装置であって、その複数の処理領域を露光
する前に、その処理領域内で最も厳密にその投影光学系
の焦点位置に合わせたい部分とその焦点検出位置とのそ
の基板表面の高さ方向の偏差に対応する段差情報を計測
する計測手段と、その複数の処理領域を露光する際、そ
の処理領域内で最も厳密にその投影光学系の焦点位置に
合わせたい部分がその投影光学系の焦点位置に合うよう
に、その段差情報に応じてその基板の面位置を補正する
補正手段と、を有することを特徴とする。
形成された複数の処理領域を投影光学系の焦点位置に合
わせて順次露光する際、その処理領域内の焦点検出位置
においてその投影光学系の光軸方向における位置を検出
する投影露光装置であって、その複数の処理領域を露光
する前に、その処理領域内で最も厳密にその投影光学系
の焦点位置に合わせたい部分とその焦点検出位置とのそ
の基板表面の高さ方向の偏差に対応する段差情報を計測
する計測手段と、その複数の処理領域を露光する際、そ
の処理領域内で最も厳密にその投影光学系の焦点位置に
合わせたい部分がその投影光学系の焦点位置に合うよう
に、その段差情報に応じてその基板の面位置を補正する
補正手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】また、本発明における投影露光方法は、基
板上に形成された複数の処理領域を投影光学系の焦点位
置に合わせて順次露光する際、その処理領域内の焦点検
出位置においてその投影光学系の光軸方向における位置
を検出する投影露光方法であって、その複数の処理領域
を露光する前に、その処理領域内で最も厳密にその投影
光学系の焦点位置に合わせたい部分とその焦点検出位置
とのその基板表面の高さ方向の偏差に対応する段差情報
を計測し、その複数の処理領域を露光する際、その処理
領域内で最も厳密にその投影光学系の焦点位置に合わせ
たい部分がその投影光学系の焦点位置に合うように、そ
の段差情報に応じてその基板の面位置を補正することを
特徴とする。
板上に形成された複数の処理領域を投影光学系の焦点位
置に合わせて順次露光する際、その処理領域内の焦点検
出位置においてその投影光学系の光軸方向における位置
を検出する投影露光方法であって、その複数の処理領域
を露光する前に、その処理領域内で最も厳密にその投影
光学系の焦点位置に合わせたい部分とその焦点検出位置
とのその基板表面の高さ方向の偏差に対応する段差情報
を計測し、その複数の処理領域を露光する際、その処理
領域内で最も厳密にその投影光学系の焦点位置に合わせ
たい部分がその投影光学系の焦点位置に合うように、そ
の段差情報に応じてその基板の面位置を補正することを
特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明においては、複数の処理領域を露光する
前に、処理領域内で最も厳密にその投影光学系の焦点位
置に合わせたい部分と、露光時に投影光学系の光軸方向
における位置が検出される検出位置との間の段差情報が
計測されるため、処理領域内の起伏が一様でない場合で
あっても、最も厳密に投影光学系の焦点位置に合わせた
い部分を正確に投影光学系の焦点位置に合わせることが
でき、焦点位置合わせを効率的に行うことが可能とな
る。
前に、処理領域内で最も厳密にその投影光学系の焦点位
置に合わせたい部分と、露光時に投影光学系の光軸方向
における位置が検出される検出位置との間の段差情報が
計測されるため、処理領域内の起伏が一様でない場合で
あっても、最も厳密に投影光学系の焦点位置に合わせた
い部分を正確に投影光学系の焦点位置に合わせることが
でき、焦点位置合わせを効率的に行うことが可能とな
る。
【００１２】
【実施例】図１は本発明が適用される投影露光装置（ス
テッパー）の全体構成を示し、レチクル（マスク）Ｒに
形成されたパターン領域は露光用照明系のコンデンサー
レンズＣＬからの照明光で均一に照射される。パターン
領域を透過した光は両側テレセントリック、又は像側テ
レセントリックな投影レンズＰＬを介してウェハＷへ達
し、パターン領域の像がウェハＷ上の所定のショット領
域に投影される。レチクルアライメント顕微鏡ＲＡ1 、
ＲＡ2 は、レチクルＲの周辺に形成されたマークを検知
して、レチクルＲを投影レンズＰＬの光軸ＡＸに対して
アライメントしたり、あるいはレチクルＲ上のマークと
ウェハＷ上のマークとの相対的な位置ずれ量を検知し
て、レチクルＲとウェハＷをアライメントしたりする。
また投影レンズＰＬのみを介してウェハＷ上のマークを
検知するＴＴＬ（スルーザレンズ）アライメント系ＷＡ
は、投影レンズＰＬの投影視野内で、かつレチクルＲの
パターン領域の投影範囲の外側にマーク検出領域を有す
る。このＴＴＬアライメントマーク系ＷＡは投影視野内
の２ケ所にマーク検出領域が配置されるように、同じも
のが２組設けられている。
テッパー）の全体構成を示し、レチクル（マスク）Ｒに
形成されたパターン領域は露光用照明系のコンデンサー
レンズＣＬからの照明光で均一に照射される。パターン
領域を透過した光は両側テレセントリック、又は像側テ
レセントリックな投影レンズＰＬを介してウェハＷへ達
し、パターン領域の像がウェハＷ上の所定のショット領
域に投影される。レチクルアライメント顕微鏡ＲＡ1 、
ＲＡ2 は、レチクルＲの周辺に形成されたマークを検知
して、レチクルＲを投影レンズＰＬの光軸ＡＸに対して
アライメントしたり、あるいはレチクルＲ上のマークと
ウェハＷ上のマークとの相対的な位置ずれ量を検知し
て、レチクルＲとウェハＷをアライメントしたりする。
また投影レンズＰＬのみを介してウェハＷ上のマークを
検知するＴＴＬ（スルーザレンズ）アライメント系ＷＡ
は、投影レンズＰＬの投影視野内で、かつレチクルＲの
パターン領域の投影範囲の外側にマーク検出領域を有す
る。このＴＴＬアライメントマーク系ＷＡは投影視野内
の２ケ所にマーク検出領域が配置されるように、同じも
のが２組設けられている。
【００１３】一方、ウェハＷはＺステージ２０上に保持
され、Ｚステージ２０はＸＹステージ２１上に保持され
る。Ｚステージ２０はモータ１９等の駆動系によってＸ
Ｙステージ２１に対して光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動
可能に構成される。これによってウェハＷ上の表面が投
影レンズＰＬの最良像面と合致するような焦点合わせが
実行される。ウェハＷの表面の光軸ＡＸ方向の位置は、
斜入射光式の位置検出系によって検出され、投光器ＡＦ
Ｐからの非露光光はウェハＷ上に斜めに投射され、その
反射光は受光器ＡＦＲによって受光される。この受光器
ＡＦＲからの検出信号（焦点ずれの大きさに対応して状
態が変化する信号）は焦点制御系ＡＦＵへ送出される。
制御系ＡＦＵはその検出信号に基づいてウェハＷの表面
の最良像面からのずれ量を逐次検知し、そのずれ量が所
定の許容値内に追い込まれるまでＺステージ２０用のモ
ータ１９を駆動する。
され、Ｚステージ２０はＸＹステージ２１上に保持され
る。Ｚステージ２０はモータ１９等の駆動系によってＸ
Ｙステージ２１に対して光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動
可能に構成される。これによってウェハＷ上の表面が投
影レンズＰＬの最良像面と合致するような焦点合わせが
実行される。ウェハＷの表面の光軸ＡＸ方向の位置は、
斜入射光式の位置検出系によって検出され、投光器ＡＦ
Ｐからの非露光光はウェハＷ上に斜めに投射され、その
反射光は受光器ＡＦＲによって受光される。この受光器
ＡＦＲからの検出信号（焦点ずれの大きさに対応して状
態が変化する信号）は焦点制御系ＡＦＵへ送出される。
制御系ＡＦＵはその検出信号に基づいてウェハＷの表面
の最良像面からのずれ量を逐次検知し、そのずれ量が所
定の許容値内に追い込まれるまでＺステージ２０用のモ
ータ１９を駆動する。
【００１４】さて、ウェハＷはステップアンドリピート
方式で露光されるが、そのステッピング位置はレーザ干
渉計ＩＦＭによって２次元の座標値として検出される。
このレーザ干渉計ＩＦＭはウェハＷの移動平面（ｘ−ｙ
平面）内の座標位置を、0.０１μｍ程度の分解能で検出
し、アライメント時のマーク位置計測等にも使われる。
モータ４０はＸＹステージ２１（すなわちウェハＷ）を
ｘ方向とｙ方向との夫々に移動させるもので、ステージ
制御系ＳＴＵによって制御される。制御系ＳＴＵは、主
制御系ＭＣからウェハＷの移動目標位置のデータが送ら
れると、レーザ干渉計ＩＦＭで計測される現在位置との
差を算出し、その差に応じた最適な速度でモータ４０を
駆動し、目標位置に対してレーザ干渉計ＩＭＦのカウン
ト値が、例えば±５カウント（±0.０５μｍ）以内にな
るようにモータ４０をサーボ制御する。
方式で露光されるが、そのステッピング位置はレーザ干
渉計ＩＦＭによって２次元の座標値として検出される。
このレーザ干渉計ＩＦＭはウェハＷの移動平面（ｘ−ｙ
平面）内の座標位置を、0.０１μｍ程度の分解能で検出
し、アライメント時のマーク位置計測等にも使われる。
モータ４０はＸＹステージ２１（すなわちウェハＷ）を
ｘ方向とｙ方向との夫々に移動させるもので、ステージ
制御系ＳＴＵによって制御される。制御系ＳＴＵは、主
制御系ＭＣからウェハＷの移動目標位置のデータが送ら
れると、レーザ干渉計ＩＦＭで計測される現在位置との
差を算出し、その差に応じた最適な速度でモータ４０を
駆動し、目標位置に対してレーザ干渉計ＩＭＦのカウン
ト値が、例えば±５カウント（±0.０５μｍ）以内にな
るようにモータ４０をサーボ制御する。
【００１５】また主制御系ＭＣは、レチクルアライメン
ト顕微鏡ＲＡ1 、ＲＡ2 による計測結果、ＴＴＬアライ
メント系ＷＡによるマーク位置計測結果等を入力すると
ともに、焦点制御系ＡＦＵとの間でデータやコマンドを
双方向にやり取りする。特に本実施例においては、主制
御系ＭＣがフォーカスオフセットデータを焦点制御系Ａ
ＦＵへ送り、それに基づいて焦点制御系ＡＦＵが受光器
ＡＦＲにフォーカスオフセットを設定する部分が本発明
と関連する。
ト顕微鏡ＲＡ1 、ＲＡ2 による計測結果、ＴＴＬアライ
メント系ＷＡによるマーク位置計測結果等を入力すると
ともに、焦点制御系ＡＦＵとの間でデータやコマンドを
双方向にやり取りする。特に本実施例においては、主制
御系ＭＣがフォーカスオフセットデータを焦点制御系Ａ
ＦＵへ送り、それに基づいて焦点制御系ＡＦＵが受光器
ＡＦＲにフォーカスオフセットを設定する部分が本発明
と関連する。
【００１６】さて、図２は図１中の焦点制御系ＡＦＵ、
投光器ＡＦＰ、受光器ＡＦＲの各構成を詳細に示した図
である。赤色、又は赤外域に帯域を有するブロードバン
ドな照明光ＩＬは、スリット１を照明する。スリット１
からの光は、レンズ系、ミラー３、開口絞り４、対物レ
ンズ５、及びミラー６を介して、ウェハＷの表面に対し
て斜めに投射される。このときスリット１の像がウェハ
Ｗ上に結像される。そのスリット像の反射光は、ミラー
７、対物レンズ８、レンズ系９、振動ミラー１０、角度
可変の平行平板ガラス（以後プレーンパラレルとする）
１２を介して、検出用のスリット１４上に再結像され
る。フォトマルチプライヤ１５はスリット１４を透過し
てくるスリット像の光束を光電検出し、その光電信号を
同期検波回路（ＰＳＤ）１７へ出力する。振動ミラー１
０は、駆動回路（Ｍ−ＤＲＶ）１１を介して発振器（Ｏ
ＳＣ．）１６からの正弦波状の一定周波数の信号に応答
して一定の角度範囲で振動させられる。これによって検
出用スリット１４上に再結像したスリット１の像は、ス
リットの長手方向と直交する方向に微小振動し、フォト
マルチプライヤ１５の光電信号はＯＳＣ．１６の周波数
に対応して変調されたものになる。ＰＳＤ１７はＯＳ
Ｃ．１６からの原信号を基準としてフォトマルチプライ
ヤ１５からの光電信号を位相検波し、その検波信号ＳＺ
を処理回路（ＣＰＸ）３０とＺステージ２０用のモータ
１９の駆動回路（Ｚ−ＤＲＶ）１８へ出力する。検波信
号ＳＺは、ウェハＷの表面が最良結像（基準面）と一致
しているときに零レベルとなり、その状態からウェハＷ
が光軸ＡＸに沿って上方へ偏位しているときは正レベル
となり、逆方向に偏位しているときは負レベルとなる。
従ってＺ−ＤＲＶ１８が零レベルを基準とするサーボア
ンプであると、Ｚ−ＤＲＶ１８はモータ１９を検波信号
ＳＺが零レベルになるように駆動する。これによってウ
ェハＷの自動焦点合わせが達成される。
投光器ＡＦＰ、受光器ＡＦＲの各構成を詳細に示した図
である。赤色、又は赤外域に帯域を有するブロードバン
ドな照明光ＩＬは、スリット１を照明する。スリット１
からの光は、レンズ系、ミラー３、開口絞り４、対物レ
ンズ５、及びミラー６を介して、ウェハＷの表面に対し
て斜めに投射される。このときスリット１の像がウェハ
Ｗ上に結像される。そのスリット像の反射光は、ミラー
７、対物レンズ８、レンズ系９、振動ミラー１０、角度
可変の平行平板ガラス（以後プレーンパラレルとする）
１２を介して、検出用のスリット１４上に再結像され
る。フォトマルチプライヤ１５はスリット１４を透過し
てくるスリット像の光束を光電検出し、その光電信号を
同期検波回路（ＰＳＤ）１７へ出力する。振動ミラー１
０は、駆動回路（Ｍ−ＤＲＶ）１１を介して発振器（Ｏ
ＳＣ．）１６からの正弦波状の一定周波数の信号に応答
して一定の角度範囲で振動させられる。これによって検
出用スリット１４上に再結像したスリット１の像は、ス
リットの長手方向と直交する方向に微小振動し、フォト
マルチプライヤ１５の光電信号はＯＳＣ．１６の周波数
に対応して変調されたものになる。ＰＳＤ１７はＯＳ
Ｃ．１６からの原信号を基準としてフォトマルチプライ
ヤ１５からの光電信号を位相検波し、その検波信号ＳＺ
を処理回路（ＣＰＸ）３０とＺステージ２０用のモータ
１９の駆動回路（Ｚ−ＤＲＶ）１８へ出力する。検波信
号ＳＺは、ウェハＷの表面が最良結像（基準面）と一致
しているときに零レベルとなり、その状態からウェハＷ
が光軸ＡＸに沿って上方へ偏位しているときは正レベル
となり、逆方向に偏位しているときは負レベルとなる。
従ってＺ−ＤＲＶ１８が零レベルを基準とするサーボア
ンプであると、Ｚ−ＤＲＶ１８はモータ１９を検波信号
ＳＺが零レベルになるように駆動する。これによってウ
ェハＷの自動焦点合わせが達成される。
【００１７】一方、処理回路（ＣＰＸ）３０は検波信号
ＳＺのレベルを読み込んで、プレーンパラレル１２の光
軸に対する傾きを調整する駆動部（Ｈ−ＤＲＶ）１３へ
駆動信号ＤＳを出力する。このＨ−ＤＲＶ１３内には駆
動用のモータと、プレーンパラレル１２の傾き量をモニ
ターするエンコーダとが含まれ、そのエンコーダからの
アップダウンパルス出力ＥＳはＣＰＸ３０へ読み込まれ
る。
ＳＺのレベルを読み込んで、プレーンパラレル１２の光
軸に対する傾きを調整する駆動部（Ｈ−ＤＲＶ）１３へ
駆動信号ＤＳを出力する。このＨ−ＤＲＶ１３内には駆
動用のモータと、プレーンパラレル１２の傾き量をモニ
ターするエンコーダとが含まれ、そのエンコーダからの
アップダウンパルス出力ＥＳはＣＰＸ３０へ読み込まれ
る。
【００１８】図３はＣＰＸ３０内の詳細な構成を示し、
検波信号ＳＺのレベルはアナログ−デジタル変換器（Ａ
ＤＣ）３０１でデジタル値に変換され、記憶部３０２に
保持される。記憶部３０２に保持されたデータは、補正
データ演算部３０３、駆動データ作成部３０４によって
処理され、フォーカスオフセットすべき量に対応したプ
レーンパラレル１２の傾き位置を減算器３０５に出力す
る。カウンタ３１２はエンコーダ出力ＥＳをアップダウ
ンカウントし、プレーンパラレル１２の傾き角の現在値
を減算器３０５に出力する。減算器３０５は作成部３０
４からのデータを基準として、カウンタ３１２の出力と
の間で差を求め、その差値をデジタル−アナログ交換器
（ＤＡＣ）３０８へ出力する。ＤＡＣ３０８は変換され
たアナログレベルをサーボアンプ３１０に印加し、アン
プ３１０はプレーンパラレル１２の駆動信号ＤＳを出力
する。
検波信号ＳＺのレベルはアナログ−デジタル変換器（Ａ
ＤＣ）３０１でデジタル値に変換され、記憶部３０２に
保持される。記憶部３０２に保持されたデータは、補正
データ演算部３０３、駆動データ作成部３０４によって
処理され、フォーカスオフセットすべき量に対応したプ
レーンパラレル１２の傾き位置を減算器３０５に出力す
る。カウンタ３１２はエンコーダ出力ＥＳをアップダウ
ンカウントし、プレーンパラレル１２の傾き角の現在値
を減算器３０５に出力する。減算器３０５は作成部３０
４からのデータを基準として、カウンタ３１２の出力と
の間で差を求め、その差値をデジタル−アナログ交換器
（ＤＡＣ）３０８へ出力する。ＤＡＣ３０８は変換され
たアナログレベルをサーボアンプ３１０に印加し、アン
プ３１０はプレーンパラレル１２の駆動信号ＤＳを出力
する。
【００１９】以上の図３の構成で、記憶部３０２、補正
データ演算部３０６、駆動データ作成部３０４、減算器
３０５は、コンピュータのプログラム上で実現されるた
め、上述の機能のみに限られた動作をするだけでなく、
関連したいくつかの動作を実行することもある。また補
正データ演算部３０６の具体的な動作については後で詳
しく述べるが、本発明と関連してフォーカスオフセット
量を算出することが主な機能である。
データ演算部３０６、駆動データ作成部３０４、減算器
３０５は、コンピュータのプログラム上で実現されるた
め、上述の機能のみに限られた動作をするだけでなく、
関連したいくつかの動作を実行することもある。また補
正データ演算部３０６の具体的な動作については後で詳
しく述べるが、本発明と関連してフォーカスオフセット
量を算出することが主な機能である。
【００２０】さて、図４は投影レンズＰＬの投影視野Ｐ
ＬＦ内に現われるウェハＷの表面構造を示し、図４
（Ａ）はレチクルＲのパターンをウェハＷ上のショット
領域に重ね合わせ露光するときの状態を示す。ウェハＷ
上の１つのショット領域には２つのチップ領域ＣＰ１、
ＣＰ２がストリート（スクライブ）ラインをはさんで、
形成され、これに対応してレチクルＲ上のパターン領域
内にも２つのチップパターンがストリートライン部をは
さんで形成されているものとする。投影視野ＰＬＦの中
心部（光軸ＡＸが通る位置）には、焦点位置検出系の投
光器ＡＦＰからの結像光束ＦＢがＸ−Ｙ平面内のＸ軸、
Ｙ軸の各々と４５°だけ傾いた方向から入射し、ウェハ
Ｗ上に送光用スリット１の像ＳＢが形成される。このス
リット像ＳＢは投影視野ＰＬＦの全域（直径）に対して
はかなり短い寸法（数百μｍ〜数mm）に設定され、図４
（Ａ）の状態のとき、チップ領域ＣＰ１とＣＰ２との間
のストリートライン上に投射される。またウェハＷ上の
１つのショット領域には、ウェハアライメント系ＷＡで
検出されるＸ方向用のウェハマークＷＭｘと、Ｙ方向用
のウェハマークＷＭｙとが形成されている。さらに投影
視野ＰＬＦ内の周辺の２ケ所には、Ｘ方向用のウェハア
ライメント系ＷＡの検出領域ＷＡＸと、Ｙ方向用のウェ
ハアライメント系ＷＡの検出領域ＷＡＹとが設定されて
いる。この検出領域ＷＡＸ、ＷＡＹは、ウェハアライメ
ント系ＷＡがレーザビームをスポット状（数μｍ〜１m
m）にしてウェハへ投射する方式では、そのスポットの
投射領域に相当し、テレビカメラ（ＣＣＤ）でマーク像
を検出する方式ではそのカメラによる撮像領域に相当す
る。
ＬＦ内に現われるウェハＷの表面構造を示し、図４
（Ａ）はレチクルＲのパターンをウェハＷ上のショット
領域に重ね合わせ露光するときの状態を示す。ウェハＷ
上の１つのショット領域には２つのチップ領域ＣＰ１、
ＣＰ２がストリート（スクライブ）ラインをはさんで、
形成され、これに対応してレチクルＲ上のパターン領域
内にも２つのチップパターンがストリートライン部をは
さんで形成されているものとする。投影視野ＰＬＦの中
心部（光軸ＡＸが通る位置）には、焦点位置検出系の投
光器ＡＦＰからの結像光束ＦＢがＸ−Ｙ平面内のＸ軸、
Ｙ軸の各々と４５°だけ傾いた方向から入射し、ウェハ
Ｗ上に送光用スリット１の像ＳＢが形成される。このス
リット像ＳＢは投影視野ＰＬＦの全域（直径）に対して
はかなり短い寸法（数百μｍ〜数mm）に設定され、図４
（Ａ）の状態のとき、チップ領域ＣＰ１とＣＰ２との間
のストリートライン上に投射される。またウェハＷ上の
１つのショット領域には、ウェハアライメント系ＷＡで
検出されるＸ方向用のウェハマークＷＭｘと、Ｙ方向用
のウェハマークＷＭｙとが形成されている。さらに投影
視野ＰＬＦ内の周辺の２ケ所には、Ｘ方向用のウェハア
ライメント系ＷＡの検出領域ＷＡＸと、Ｙ方向用のウェ
ハアライメント系ＷＡの検出領域ＷＡＹとが設定されて
いる。この検出領域ＷＡＸ、ＷＡＹは、ウェハアライメ
ント系ＷＡがレーザビームをスポット状（数μｍ〜１m
m）にしてウェハへ投射する方式では、そのスポットの
投射領域に相当し、テレビカメラ（ＣＣＤ）でマーク像
を検出する方式ではそのカメラによる撮像領域に相当す
る。
【００２１】図４（Ａ）のように、露光状態においては
ウェハマークＷＭｘと検出領域ＷＡＸとはＹ方向にずれ
ており、ウェハマークＷＭｙと検出領域ＷＡＹとはＸ方
向にずれている。これはウェハアライメント系ＷＡの光
学系の一部（ミラー等）が、レチクルパターンの投影領
域内に進入しないように、できるだけ投影視野ＰＬＦの
周辺に配置されるからである。尚、図１に示したレチク
ルアライメント系ＲＡ１、ＲＡ２が、ダイ・バイ・ダイ
方式でウェハマークを検出できるように作られていると
きは、図４（Ａ）の露光状態において検出領域（ＷＡ
Ｘ、ＷＡＹ）と各マークＷＭｘ、ＷＭｙとが一致するよ
うに、レチクルアライメント系ＲＡ１、ＲＡ２の対物レ
ンズの位置を設定すればよい。
ウェハマークＷＭｘと検出領域ＷＡＸとはＹ方向にずれ
ており、ウェハマークＷＭｙと検出領域ＷＡＹとはＸ方
向にずれている。これはウェハアライメント系ＷＡの光
学系の一部（ミラー等）が、レチクルパターンの投影領
域内に進入しないように、できるだけ投影視野ＰＬＦの
周辺に配置されるからである。尚、図１に示したレチク
ルアライメント系ＲＡ１、ＲＡ２が、ダイ・バイ・ダイ
方式でウェハマークを検出できるように作られていると
きは、図４（Ａ）の露光状態において検出領域（ＷＡ
Ｘ、ＷＡＹ）と各マークＷＭｘ、ＷＭｙとが一致するよ
うに、レチクルアライメント系ＲＡ１、ＲＡ２の対物レ
ンズの位置を設定すればよい。
【００２２】図４（Ｂ）はＸ方向用のウェハアライメン
ト系の検出領域ＷＡＸによって、ウェハマークＷＭｘを
検出するときの状態を示し、ＸＹステージ２１を図４
（Ａ）の状態からＹ方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系によるスリット像Ｓ
Ｂは、チップ領域ＣＰ１と、ＣＰ２との間のストリート
ライン上に投射されている。
ト系の検出領域ＷＡＸによって、ウェハマークＷＭｘを
検出するときの状態を示し、ＸＹステージ２１を図４
（Ａ）の状態からＹ方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系によるスリット像Ｓ
Ｂは、チップ領域ＣＰ１と、ＣＰ２との間のストリート
ライン上に投射されている。
【００２３】図４（Ｃ）はＹ方向用のウェハアライメン
ト系の検出領域ＷＡＹによって、ウェハマークＷＭｙを
検出するときの状態を示し、ＸＹステージ２１を図４
（Ａ）の状態からＸ方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系のスリット像ＳＢ
は、チップ領域ＣＰ２のほぼ中央部に位置する。通常、
１ショット内に複数のチップを配列する場合、各チップ
は全て同一のパターン構造で作られる。従ってスリット
像ＳＢがチップ領域ＣＰ２の中央部に位置したことは、
ウェハＷ上に形成される全ての同一チップ領域内の表面
の高さ位置を、焦点位置検出系（ＡＦＰ、ＡＦＲ）が代
表的に検出できることを意味する。
ト系の検出領域ＷＡＹによって、ウェハマークＷＭｙを
検出するときの状態を示し、ＸＹステージ２１を図４
（Ａ）の状態からＸ方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系のスリット像ＳＢ
は、チップ領域ＣＰ２のほぼ中央部に位置する。通常、
１ショット内に複数のチップを配列する場合、各チップ
は全て同一のパターン構造で作られる。従ってスリット
像ＳＢがチップ領域ＣＰ２の中央部に位置したことは、
ウェハＷ上に形成される全ての同一チップ領域内の表面
の高さ位置を、焦点位置検出系（ＡＦＰ、ＡＦＲ）が代
表的に検出できることを意味する。
【００２４】図４（Ｄ）は、ウェハマークＷＭｙが投影
視野ＰＬＦの中心部（スリット像ＳＢの位置）に配置さ
れるようにＸＹステージ２１を位置決めしたときの状態
を示す。ウェハマークＷＭｙ、ＷＭｘはチップ領域の周
囲のストリートライン内に形成されるため、図４（Ｄ）
の場合に焦点検出系で検出されるウェハ表面の高さ位置
は、図４（Ａ）の場合とほとんど同じである。このこと
はウェハマークＷＭｘをスリット像ＳＢの位置に配置し
ても、ほぼ同一ことである。
視野ＰＬＦの中心部（スリット像ＳＢの位置）に配置さ
れるようにＸＹステージ２１を位置決めしたときの状態
を示す。ウェハマークＷＭｙ、ＷＭｘはチップ領域の周
囲のストリートライン内に形成されるため、図４（Ｄ）
の場合に焦点検出系で検出されるウェハ表面の高さ位置
は、図４（Ａ）の場合とほとんど同じである。このこと
はウェハマークＷＭｘをスリット像ＳＢの位置に配置し
ても、ほぼ同一ことである。
【００２５】一般に、ウェハＷ上に形成されるチップ領
域ＣＰは、プロセスが進むにつれて、ストリートライン
よりも表面が盛り上がったものとなる。またチップ内の
パターン構造によっては段差の大きい部分も存在する。
そのため、ウェハＷ上の１つのショット領域に対して常
に同一部分で焦点検出（スリット像ＳＢの投射）が行な
われることになると、段差の影響を受けて正確なフォー
カス合わせが行なわれなくなることがある。
域ＣＰは、プロセスが進むにつれて、ストリートライン
よりも表面が盛り上がったものとなる。またチップ内の
パターン構造によっては段差の大きい部分も存在する。
そのため、ウェハＷ上の１つのショット領域に対して常
に同一部分で焦点検出（スリット像ＳＢの投射）が行な
われることになると、段差の影響を受けて正確なフォー
カス合わせが行なわれなくなることがある。
【００２６】そこで本発明の第１の実施例においては、
ステップアンドリピート方式でウェハを露光するのに先
立って、ウェハＷ上の１つのショット領域内の平坦度に
関する情報を焦点位置検出系で計測し、平坦度を反映さ
せた最適なフォーカス合わせを行なうようにした。図５
は第１の実施例によるシーケンスを模式的に表わしたフ
ローチャートである。このシーケンスは図１に示した主
制御系ＭＣと図２に示したＣＰＸ３０（図３）とが共同
して実行される。
ステップアンドリピート方式でウェハを露光するのに先
立って、ウェハＷ上の１つのショット領域内の平坦度に
関する情報を焦点位置検出系で計測し、平坦度を反映さ
せた最適なフォーカス合わせを行なうようにした。図５
は第１の実施例によるシーケンスを模式的に表わしたフ
ローチャートである。このシーケンスは図１に示した主
制御系ＭＣと図２に示したＣＰＸ３０（図３）とが共同
して実行される。
【００２７】まず、主制御系ＭＣはステップアンドリピ
ート時にウェハＷ上に形成されるショット領域の配列デ
ータに基づいて、その複数のショット領域のなかから代
表的ないくつかのショット領域を選び、Ｎ個の指定ショ
ット領域を設定する（ステップ１００）。このショット
指定はオペレータが実行するようにしてもよい。またス
テップ１００では、１つのショット領域内で中心以外に
焦点検出すべきポイントのパラメータＭが設定される。
このパラメータＭは、１つのショット領域内で中心部以
外に測定すべきショット領域内の測定点の位置や数を与
える。ただし、その測定点の位置は、ショット領域の中
心からのＸ、Ｙ方向へずらし量として規定しておけばよ
く、Ｎ個の指定ショット領域毎に個別に設定する必要は
ない。
ート時にウェハＷ上に形成されるショット領域の配列デ
ータに基づいて、その複数のショット領域のなかから代
表的ないくつかのショット領域を選び、Ｎ個の指定ショ
ット領域を設定する（ステップ１００）。このショット
指定はオペレータが実行するようにしてもよい。またス
テップ１００では、１つのショット領域内で中心以外に
焦点検出すべきポイントのパラメータＭが設定される。
このパラメータＭは、１つのショット領域内で中心部以
外に測定すべきショット領域内の測定点の位置や数を与
える。ただし、その測定点の位置は、ショット領域の中
心からのＸ、Ｙ方向へずらし量として規定しておけばよ
く、Ｎ個の指定ショット領域毎に個別に設定する必要は
ない。
【００２８】図６は、その様子を示し、図４（Ａ）のよ
うに露光位置で焦点位置検出を行なう場合（ほとんどの
ショット領域が該当する）、パラメータＭにはＭ0
（０、０）が設定される。図６においても、２つのチッ
プ領域ＣＰ１、ＣＰ２は１つのショット領域ＳＡとして
扱われる。図６に示すように、１つのショット領域ＳＡ
内を中心以外の６点でも測定する場合、パラメータＭに
は、さらにＭ1 （ｘ1 、ｙ1 ）、Ｍ2 （ｘ2 、ｙ2 ）、
Ｍ3 （ｘ3 、ｙ3 ）……Ｍ6 （ｘ6 、ｙ6 ）が設定され
る。各パラメータＭ0 〜Ｍ6 の座標値（ｘm 、ｙm ）
は、中心の測定点Ｍ0（０、０）からのずれ量として設
定される。また図６において各測定点を通る斜め４５°
の線は、図４に示したスリット像ＳＢを表わす。
うに露光位置で焦点位置検出を行なう場合（ほとんどの
ショット領域が該当する）、パラメータＭにはＭ0
（０、０）が設定される。図６においても、２つのチッ
プ領域ＣＰ１、ＣＰ２は１つのショット領域ＳＡとして
扱われる。図６に示すように、１つのショット領域ＳＡ
内を中心以外の６点でも測定する場合、パラメータＭに
は、さらにＭ1 （ｘ1 、ｙ1 ）、Ｍ2 （ｘ2 、ｙ2 ）、
Ｍ3 （ｘ3 、ｙ3 ）……Ｍ6 （ｘ6 、ｙ6 ）が設定され
る。各パラメータＭ0 〜Ｍ6 の座標値（ｘm 、ｙm ）
は、中心の測定点Ｍ0（０、０）からのずれ量として設
定される。また図６において各測定点を通る斜め４５°
の線は、図４に示したスリット像ＳＢを表わす。
【００２９】図６の場合、１つのショット領域ＳＡ内に
は、同一のパターン構造をもつ２つのチップ領域ＣＰ
１、ＣＰ２が作り込まれているので、どちらか一方のチ
ップ領域のみについて測定点を選定すれば十分な場合も
ある。どのように測定点を配置するかはオペレータによ
って適宜決定される。以上のようにしてパラメータＮ、
Ｍが決定されると、ステップ１０１においてＸＹステー
ジ２１を指定ショット領域に対する露光位置へステッピ
ングさせる。このとき、指定ショット領域は投影視野Ｐ
ＬＦ内に図４（Ａ）のように位置決めされる。次にステ
ップ１０２において、図２に示した焦点位置検出系（１
〜１７）とＺ−ＤＲＶ１８、モータ１９、Ｚステージ２
０により、検出信号ＳＺが零レベルになるようにウェハ
Ｗを焦点合わせする。そして検出信号ＳＺが零レベルに
なった状態で、Ｚ−ＤＲＶ１８によるサーボ制御を中止
し、モータ１９が信号ＳＺに応答して駆動されないよう
にロックする。これによって図６中の中心点Ｍ0（０、
０）に対して焦点合わせが達成される。
は、同一のパターン構造をもつ２つのチップ領域ＣＰ
１、ＣＰ２が作り込まれているので、どちらか一方のチ
ップ領域のみについて測定点を選定すれば十分な場合も
ある。どのように測定点を配置するかはオペレータによ
って適宜決定される。以上のようにしてパラメータＮ、
Ｍが決定されると、ステップ１０１においてＸＹステー
ジ２１を指定ショット領域に対する露光位置へステッピ
ングさせる。このとき、指定ショット領域は投影視野Ｐ
ＬＦ内に図４（Ａ）のように位置決めされる。次にステ
ップ１０２において、図２に示した焦点位置検出系（１
〜１７）とＺ−ＤＲＶ１８、モータ１９、Ｚステージ２
０により、検出信号ＳＺが零レベルになるようにウェハ
Ｗを焦点合わせする。そして検出信号ＳＺが零レベルに
なった状態で、Ｚ−ＤＲＶ１８によるサーボ制御を中止
し、モータ１９が信号ＳＺに応答して駆動されないよう
にロックする。これによって図６中の中心点Ｍ0（０、
０）に対して焦点合わせが達成される。
【００３０】次にステップ１０３において、ショット領
域ＳＡ内の測定ポイントｍが焦点位置検出系のスリット
像ＳＢと一致するように、パラメータＭに基づいてＸＹ
ステージ２１を位置決めする。このとき、Ｚステージ２
０は光軸ＡＸ方向に移動しないため、一番目の測定点Ｍ
1 （ｘ1 、ｙ1 ）がスリット像ＳＢの位置にくると、図
２に示したＰＳＤ１７の検出信号ＳＺは、中心点Ｍ0 と
測定点Ｍ1 との高さ方向の差分に相当したレベルにな
る。そこでＣＰＸ３０は、そのレベルを図３のＡＤＣ３
０１によってΔＺnmとして読み込み、記憶部３０２に格
納する。一番目の測定点Ｍ1 に関するずれ量ΔＺnmが記
憶されると、ステップ１０４によってショット内の測定
すべきポイントが残っているか否か（ｍ＝Ｍ？）を判断
し、残っているときはステップ１０３からの動作を繰り
返す。
域ＳＡ内の測定ポイントｍが焦点位置検出系のスリット
像ＳＢと一致するように、パラメータＭに基づいてＸＹ
ステージ２１を位置決めする。このとき、Ｚステージ２
０は光軸ＡＸ方向に移動しないため、一番目の測定点Ｍ
1 （ｘ1 、ｙ1 ）がスリット像ＳＢの位置にくると、図
２に示したＰＳＤ１７の検出信号ＳＺは、中心点Ｍ0 と
測定点Ｍ1 との高さ方向の差分に相当したレベルにな
る。そこでＣＰＸ３０は、そのレベルを図３のＡＤＣ３
０１によってΔＺnmとして読み込み、記憶部３０２に格
納する。一番目の測定点Ｍ1 に関するずれ量ΔＺnmが記
憶されると、ステップ１０４によってショット内の測定
すべきポイントが残っているか否か（ｍ＝Ｍ？）を判断
し、残っているときはステップ１０３からの動作を繰り
返す。
【００３１】以上の動作により、指定ショット領域内の
Ｍ個の測定点の夫々について、中心点Ｍ0 に対する高さ
方向のずれ量、すなわち平坦度が求められる。そして次
にステップ１０５でフォーカスロックを解除し、ステッ
プ１０６でＮ個の指定ショット領域の全てについて処理
したか否か（ｎ＝Ｎ？）を判断し、残りの指定ショット
領域があるときはステップ１０１〜１０５のシーケンス
を繰り返す。
Ｍ個の測定点の夫々について、中心点Ｍ0 に対する高さ
方向のずれ量、すなわち平坦度が求められる。そして次
にステップ１０５でフォーカスロックを解除し、ステッ
プ１０６でＮ個の指定ショット領域の全てについて処理
したか否か（ｎ＝Ｎ？）を判断し、残りの指定ショット
領域があるときはステップ１０１〜１０５のシーケンス
を繰り返す。
【００３２】以上のようにして、指定ショット領域内の
多点でショット内の平坦度が求まるが、ショット領域内
の特定の一ケ所のみを正確に焦点合わせすればよい場
合、ステップ１００で実行されるパラメータＭの設定
は、その一ケ所のみになる。またパラメータＭとして零
が設定されると、ステップ１０１以降のシーケンスは実
行されない。すなわち従来通り、ショット領域の中心点
に対する焦点合わせのみで露光を行なうことになる。
多点でショット内の平坦度が求まるが、ショット領域内
の特定の一ケ所のみを正確に焦点合わせすればよい場
合、ステップ１００で実行されるパラメータＭの設定
は、その一ケ所のみになる。またパラメータＭとして零
が設定されると、ステップ１０１以降のシーケンスは実
行されない。すなわち従来通り、ショット領域の中心点
に対する焦点合わせのみで露光を行なうことになる。
【００３３】次にＣＰＸ３０は、記憶されたずれ量のデ
ータΔＺnmを図３の補正データ演算部３０６によって演
算するが、その前にステップ１０７で各データΔＺnmが
所定の許容値内かどうかを選別する。この許容値とは、
例えば１ショット内で想定される表面の凹凸の程度の倍
以上の値に設定される。もちろん、この許容値は、ウェ
ハＷ上に形成される層構造によっても変える必要があ
り、さらに図４、図６のようにショット領域内でのチッ
プの取り方（マルチダイかシングルダイか）によっても
変える必要がある。また、層構造やチップの取り方によ
らない許容値の選定も考えられる。それは、測定された
各データΔＺnmの分散（σ値、又は３σ値）を求め、そ
の範囲からはずれるもののみをリジェクトする方法であ
る。あるいはデータΔＺnmの単純な平均値を求め、その
平均値に対して一定の範囲（焦点検出系の計測誤差等か
ら決定）を定め、その範囲からはずれたものをリジェク
トする方法もある。いずれの方法によっても、データΔ
Ｚnmのうち許容値からはずれたものがリジェクトされ、
残りのデータΔＺnmが次のステップ１０８で平均演算さ
れる。
ータΔＺnmを図３の補正データ演算部３０６によって演
算するが、その前にステップ１０７で各データΔＺnmが
所定の許容値内かどうかを選別する。この許容値とは、
例えば１ショット内で想定される表面の凹凸の程度の倍
以上の値に設定される。もちろん、この許容値は、ウェ
ハＷ上に形成される層構造によっても変える必要があ
り、さらに図４、図６のようにショット領域内でのチッ
プの取り方（マルチダイかシングルダイか）によっても
変える必要がある。また、層構造やチップの取り方によ
らない許容値の選定も考えられる。それは、測定された
各データΔＺnmの分散（σ値、又は３σ値）を求め、そ
の範囲からはずれるもののみをリジェクトする方法であ
る。あるいはデータΔＺnmの単純な平均値を求め、その
平均値に対して一定の範囲（焦点検出系の計測誤差等か
ら決定）を定め、その範囲からはずれたものをリジェク
トする方法もある。いずれの方法によっても、データΔ
Ｚnmのうち許容値からはずれたものがリジェクトされ、
残りのデータΔＺnmが次のステップ１０８で平均演算さ
れる。
【００３４】ステップ１０８（補正データ演算部３０
６）で算出された平均値ΔＺは、次のステップ１０９で
フォーカスオフセットの設定に使われる。平均値ΔＺ
は、もともと検出信号ＳＺのレベルとして求めたもので
あるから、フォーカスオフセットを電気信号上で加える
場合は、その平均値ΔＺと等しいオフセット電圧を、Ｐ
ＳＤ１７の出力段に設けられた増幅器へ与え、出力され
る検出信号ＳＺをレベルシフトさせるか、又は、Ｚ−Ｄ
ＲＶ１８内の入力段に設けられた増幅器へ、そのオフセ
ット電圧を与え、ＰＳＤ１７からの検出信号ＳＺと加算
すればよい。
６）で算出された平均値ΔＺは、次のステップ１０９で
フォーカスオフセットの設定に使われる。平均値ΔＺ
は、もともと検出信号ＳＺのレベルとして求めたもので
あるから、フォーカスオフセットを電気信号上で加える
場合は、その平均値ΔＺと等しいオフセット電圧を、Ｐ
ＳＤ１７の出力段に設けられた増幅器へ与え、出力され
る検出信号ＳＺをレベルシフトさせるか、又は、Ｚ−Ｄ
ＲＶ１８内の入力段に設けられた増幅器へ、そのオフセ
ット電圧を与え、ＰＳＤ１７からの検出信号ＳＺと加算
すればよい。
【００３５】また図２に示すように、プレーンパラレル
１２によって光学的にオフセットを加える場合、ＣＰＸ
３０は図３の駆動データ作成部３０４によってプレーン
パラレル１２の駆動量を算出し、そのデータを減算器３
０５へ出力してＨ−ＤＲＶ１３を制御する。プレーンパ
ラレル１２の補正が完了したら、ＣＰＸ３０内のＤＡＣ
３０８の出力を強制的に零にホールドするか、又はサー
ボアンプ３１０の入力を強制的に零にホールドすればよ
い。
１２によって光学的にオフセットを加える場合、ＣＰＸ
３０は図３の駆動データ作成部３０４によってプレーン
パラレル１２の駆動量を算出し、そのデータを減算器３
０５へ出力してＨ−ＤＲＶ１３を制御する。プレーンパ
ラレル１２の補正が完了したら、ＣＰＸ３０内のＤＡＣ
３０８の出力を強制的に零にホールドするか、又はサー
ボアンプ３１０の入力を強制的に零にホールドすればよ
い。
【００３６】以上のようにして、図５のシーケンスが終
了すると、主制御系ＭＣはステップアンドリピート方式
の露光動作を開始するが、このとき焦点位置検出系はシ
ョット領域内の中心部の高さ位置とは異なる面にベスト
フォーカス位置が設定されており、１つのショット領域
内で最も注意深く焦点合わせしたい部分に最良像面を合
致するように働く。
了すると、主制御系ＭＣはステップアンドリピート方式
の露光動作を開始するが、このとき焦点位置検出系はシ
ョット領域内の中心部の高さ位置とは異なる面にベスト
フォーカス位置が設定されており、１つのショット領域
内で最も注意深く焦点合わせしたい部分に最良像面を合
致するように働く。
【００３７】次に本発明の第２の実施例について説明す
るが、基本的なシーケンスは図５のものと同じである
が、指定ショット領域内での測定点Ｍの決め方が第１の
実施例の場合と異なる。通常、ウェハＷに対して重ね合
わせ露光を行なうときには、その前にウェハＷ上のマー
ク位置を検出してレチクルＲとの相対位置合わせが必要
となる。マーク位置の検出には、図１に示したウェハア
ライメント系ＷＡが使われるが、マーク検出時には投影
レンズＰＬの視野ＰＬＦ内の検出領域ＷＡＸ、ＷＡＹで
各マークが合焦した状態で検出されることが望ましい。
るが、基本的なシーケンスは図５のものと同じである
が、指定ショット領域内での測定点Ｍの決め方が第１の
実施例の場合と異なる。通常、ウェハＷに対して重ね合
わせ露光を行なうときには、その前にウェハＷ上のマー
ク位置を検出してレチクルＲとの相対位置合わせが必要
となる。マーク位置の検出には、図１に示したウェハア
ライメント系ＷＡが使われるが、マーク検出時には投影
レンズＰＬの視野ＰＬＦ内の検出領域ＷＡＸ、ＷＡＹで
各マークが合焦した状態で検出されることが望ましい。
【００３８】そこでまず、図４（Ｄ）に示したようにウ
ェハＷ上のアライメント（マーク位置検出）すべきショ
ット領域のマーク部分が、焦点位置検出系のスリット像
ＳＢの位置にくるようにＸＹステージ２１を位置決め
し、ここでＺステージ２０をサーボ制御して図５のステ
ップ１０２と同様に焦点合わせ、サーボロックを行な
う。これによって、ウェハマークＷＭｘ、ＷＭｙが形成
されたストリートラインの部分が、投影レンズＰＬの最
良像面の位置に焦点合せされる。
ェハＷ上のアライメント（マーク位置検出）すべきショ
ット領域のマーク部分が、焦点位置検出系のスリット像
ＳＢの位置にくるようにＸＹステージ２１を位置決め
し、ここでＺステージ２０をサーボ制御して図５のステ
ップ１０２と同様に焦点合わせ、サーボロックを行な
う。これによって、ウェハマークＷＭｘ、ＷＭｙが形成
されたストリートラインの部分が、投影レンズＰＬの最
良像面の位置に焦点合せされる。
【００３９】次にＸＹステージ２１を移動させて、ウェ
ハＷ上のマークＷＭｘ、ＷＭｙがそれぞれ図４（Ｂ）、
（Ｃ）の状態になるように順次設定し、マークＷＭｘ、
ＷＭｙの各位置をウェハアライメント系ＷＡによるマー
ク検出信号とレーザ干渉計ＩＦＭの計測値とに基づいて
検知する。この際、特に図４（Ｃ）の状態のとき、ＣＰ
Ｘ３０は検出信号ＳＺのレベルをＡＤＣ３０１を介して
読み込む。図４（Ｃ）の場合、焦点位置検出系のスリッ
ト像ＳＢはチップ領域ＣＰ２のほぼ中央部に投射される
から、本実施例においては図４（Ｃ）の状態での検出信
号ＳＺのレベルは、マークＷＭｘ、ＷＭｙが形成された
ストリートライン部分の表面を基準としたチップ領域の
中央部分の表面のＺ方向位置偏差ΔＺｎとなる。
ハＷ上のマークＷＭｘ、ＷＭｙがそれぞれ図４（Ｂ）、
（Ｃ）の状態になるように順次設定し、マークＷＭｘ、
ＷＭｙの各位置をウェハアライメント系ＷＡによるマー
ク検出信号とレーザ干渉計ＩＦＭの計測値とに基づいて
検知する。この際、特に図４（Ｃ）の状態のとき、ＣＰ
Ｘ３０は検出信号ＳＺのレベルをＡＤＣ３０１を介して
読み込む。図４（Ｃ）の場合、焦点位置検出系のスリッ
ト像ＳＢはチップ領域ＣＰ２のほぼ中央部に投射される
から、本実施例においては図４（Ｃ）の状態での検出信
号ＳＺのレベルは、マークＷＭｘ、ＷＭｙが形成された
ストリートライン部分の表面を基準としたチップ領域の
中央部分の表面のＺ方向位置偏差ΔＺｎとなる。
【００４０】一般にウェハＷを全体的に位置合わせする
グローバルアライメント時には、ウェハＷ上の少なくと
も２つのショット領域の夫々に付随したウェハマークを
検知する必要があるので、上述の動作によって図４
（Ｃ）のような状態が、異なるショット領域に大して少
なくとも２回生ずることになる。そこで、少なくとも２
ケ所で得られた位置偏差ΔＺｎを平均化してフォーカス
オフセット量を決定すればよいことになる。
グローバルアライメント時には、ウェハＷ上の少なくと
も２つのショット領域の夫々に付随したウェハマークを
検知する必要があるので、上述の動作によって図４
（Ｃ）のような状態が、異なるショット領域に大して少
なくとも２回生ずることになる。そこで、少なくとも２
ケ所で得られた位置偏差ΔＺｎを平均化してフォーカス
オフセット量を決定すればよいことになる。
【００４１】ただし、２ケ所以上のショット領域に対し
て同様に位置偏差ΔＺｎを検出する場合、マーク検出を
実行しなくても図４（Ｃ）のような配置にＸＹステージ
２１を位置決めしていけばよい。またチップ領域内で厳
密に焦点合わせしたい部分が図４（Ｃ）のような状態と
異なるときは、図４（Ｃ）の状態にウェハＷを移動させ
ていく途中でスリット像ＳＢがチップ領域内の所望の部
分に投射されるように、ＸＹステージ２１の移動ルート
を設定すればよい。
て同様に位置偏差ΔＺｎを検出する場合、マーク検出を
実行しなくても図４（Ｃ）のような配置にＸＹステージ
２１を位置決めしていけばよい。またチップ領域内で厳
密に焦点合わせしたい部分が図４（Ｃ）のような状態と
異なるときは、図４（Ｃ）の状態にウェハＷを移動させ
ていく途中でスリット像ＳＢがチップ領域内の所望の部
分に投射されるように、ＸＹステージ２１の移動ルート
を設定すればよい。
【００４２】本実施例のようにウェハマークが形成され
たストリートライン部分を基準としてショット領域内の
所望部分の高さ位置を検知するようにすると、図４
（Ａ）のようにショット領域内の中心（露光状態）で逐
一焦点合わせを行なってフォーカスロックを行なう必要
がなくなるので、ＸＹステージ２１の移動回数が減ると
ともに、アライメント時にマークに対して焦点合わせが
できるといった利点がある。また本実施例のようにマー
ク検出時にほぼ同時に位置偏差ΔＺｎを検出するように
すると、ダイ・バイ・ダイ（イーチショット）アライメ
ントによるステップアンドリピート露光の際、露光すべ
き全てのショット領域の夫々について個別に位置偏差Δ
Ｚｎが求められることになる。そこでウェハＷに対して
露光を開始してから２ショット目以降においては、前の
ショット露光のときに検知した位置偏差ΔＺｎと、今回
のショットのダイ・バイ・ダイアライメント時に検知し
た位置偏差ΔＺn+1 とに基づいて、より正確に平均値を
算出してオフセット量を設定することができる。
たストリートライン部分を基準としてショット領域内の
所望部分の高さ位置を検知するようにすると、図４
（Ａ）のようにショット領域内の中心（露光状態）で逐
一焦点合わせを行なってフォーカスロックを行なう必要
がなくなるので、ＸＹステージ２１の移動回数が減ると
ともに、アライメント時にマークに対して焦点合わせが
できるといった利点がある。また本実施例のようにマー
ク検出時にほぼ同時に位置偏差ΔＺｎを検出するように
すると、ダイ・バイ・ダイ（イーチショット）アライメ
ントによるステップアンドリピート露光の際、露光すべ
き全てのショット領域の夫々について個別に位置偏差Δ
Ｚｎが求められることになる。そこでウェハＷに対して
露光を開始してから２ショット目以降においては、前の
ショット露光のときに検知した位置偏差ΔＺｎと、今回
のショットのダイ・バイ・ダイアライメント時に検知し
た位置偏差ΔＺn+1 とに基づいて、より正確に平均値を
算出してオフセット量を設定することができる。
【００４３】次に本発明の第３の実施例を図７を参照し
て説明するが、本実施例も基本的には先の第１実施例、
又は第２実施例と同じである。異なる点は、ウェハＷの
グローバルアライメントとしてＥＧＡ（エンハンスメン
ト・グローバルアライメント）方式と組み合わせたこと
にある。ＥＧＡ方式については、例えば特開昭６１−４
４４２９号公報等に詳しく開示されているので、ここで
はその原理的な説明は省略し、本発明と密接に関連する
シーケンスのみについて説明する。
て説明するが、本実施例も基本的には先の第１実施例、
又は第２実施例と同じである。異なる点は、ウェハＷの
グローバルアライメントとしてＥＧＡ（エンハンスメン
ト・グローバルアライメント）方式と組み合わせたこと
にある。ＥＧＡ方式については、例えば特開昭６１−４
４４２９号公報等に詳しく開示されているので、ここで
はその原理的な説明は省略し、本発明と密接に関連する
シーケンスのみについて説明する。
【００４４】図７はＥＧＡ方式によるサンプルアライメ
ントショットの配置の一例を示し、同図中、斜線で示し
たショット領域がＥＧＡによって指定されたサンプルシ
ョットＳＡ1 〜ＳＡ8 である。ＥＧＡ方式の場合ウェハ
アライメント系ＷＡはサンプルショットＳＡ1 〜ＳＡ8
の各々に付随したウェハマークＷＭｘ、ＷＭｙを図７中
の矢印の順番に次々に検知し、各マーク位置を計測して
いく。その後、計測された複数のマーク位置（サンプル
ショットの座標位置）に基づいて、統計的な手法でウェ
ハＷ上の全てのショット領域の座標位置を演算によって
決定する。そして決定された座標位置に基づいてＸＹス
テージ２１をステッピングしては露光することを繰り返
す方式である。
ントショットの配置の一例を示し、同図中、斜線で示し
たショット領域がＥＧＡによって指定されたサンプルシ
ョットＳＡ1 〜ＳＡ8 である。ＥＧＡ方式の場合ウェハ
アライメント系ＷＡはサンプルショットＳＡ1 〜ＳＡ8
の各々に付随したウェハマークＷＭｘ、ＷＭｙを図７中
の矢印の順番に次々に検知し、各マーク位置を計測して
いく。その後、計測された複数のマーク位置（サンプル
ショットの座標位置）に基づいて、統計的な手法でウェ
ハＷ上の全てのショット領域の座標位置を演算によって
決定する。そして決定された座標位置に基づいてＸＹス
テージ２１をステッピングしては露光することを繰り返
す方式である。
【００４５】このとき、各サンプルショットＳＡ1 〜Ｓ
Ａ8 のマーク位置検出時に、第１の実施例、又は第２の
実施例と同様にして、露光時に焦点位置検出系のスリッ
ト像ＳＢが投射されるショット領域の中心点を基準とし
て、厳密に焦点合わせしたい部分の位置偏差ΔＺｎを順
次検出していく。そして同様に許容値に基づく選別を行
なってから、残りの位置偏差ΔＺｎのデータを平均化し
てフォーカスオフセット量を求め、ステップアンドリピ
ート方式の露光を実行する前に焦点位置検出系にオフセ
ット量を加えておく。
Ａ8 のマーク位置検出時に、第１の実施例、又は第２の
実施例と同様にして、露光時に焦点位置検出系のスリッ
ト像ＳＢが投射されるショット領域の中心点を基準とし
て、厳密に焦点合わせしたい部分の位置偏差ΔＺｎを順
次検出していく。そして同様に許容値に基づく選別を行
なってから、残りの位置偏差ΔＺｎのデータを平均化し
てフォーカスオフセット量を求め、ステップアンドリピ
ート方式の露光を実行する前に焦点位置検出系にオフセ
ット量を加えておく。
【００４６】このようにすると、ＥＧＡ方式におけるサ
ンプルアライメント時にショット領域内で真にフォーカ
スを合わせたい部分の偏差がほぼ同時に検出されるの
で、スループットを極端に低下させることがなく、フォ
ーカスオフセットを決定できるといった利点がある。以
上、本発明の各実施例においては、焦点位置検出系のス
リット像ＳＢ、すなわち検出子がショット領域内の所望
位置に静止した状態で検出信号ＳＺのレベルを読み込む
ようにしたが、必ずしもその必要はなく、電気的な応答
が十分に高ければ、ウェハＷが移動している途中で、検
出子が所望位置を横切る瞬間に検出信号ＳＺのレベルを
デジタルサンプリングするようにしてもよい。あるい
は、所望位置を含む局所範囲内で、レーザ干渉系ＩＦＭ
からのアップダウンパルスに応答して検出信号ＳＺのレ
ベルを何回かサンプリングし、その平均値を１つの位置
偏差ΔＺｎのデータとしてもよい。
ンプルアライメント時にショット領域内で真にフォーカ
スを合わせたい部分の偏差がほぼ同時に検出されるの
で、スループットを極端に低下させることがなく、フォ
ーカスオフセットを決定できるといった利点がある。以
上、本発明の各実施例においては、焦点位置検出系のス
リット像ＳＢ、すなわち検出子がショット領域内の所望
位置に静止した状態で検出信号ＳＺのレベルを読み込む
ようにしたが、必ずしもその必要はなく、電気的な応答
が十分に高ければ、ウェハＷが移動している途中で、検
出子が所望位置を横切る瞬間に検出信号ＳＺのレベルを
デジタルサンプリングするようにしてもよい。あるい
は、所望位置を含む局所範囲内で、レーザ干渉系ＩＦＭ
からのアップダウンパルスに応答して検出信号ＳＺのレ
ベルを何回かサンプリングし、その平均値を１つの位置
偏差ΔＺｎのデータとしてもよい。
【００４７】また同一プロセスの複数枚のウェハ（ロッ
ト）を連続して処理する場合は、各ウェハ毎に焦点位置
検出系を使ってフォーカスオフセット量を決定する代り
に、先頭の複数枚（２〜３枚）のウェハに対してオフセ
ット量の測定を行なったら、以後のウェハに対しては先
頭の複数枚のウェハの夫々で測定、決定されたフォーカ
スオフセット量の平均値を適用するようにしてもよい。
このようにすると、先頭の複数枚のウェハの処理が終っ
た後に引き続き処理されるウェハは、フォーカスオフセ
ットの測定時の動作が全く必要ないので、全体としての
処理速度を向上させることができる。
ト）を連続して処理する場合は、各ウェハ毎に焦点位置
検出系を使ってフォーカスオフセット量を決定する代り
に、先頭の複数枚（２〜３枚）のウェハに対してオフセ
ット量の測定を行なったら、以後のウェハに対しては先
頭の複数枚のウェハの夫々で測定、決定されたフォーカ
スオフセット量の平均値を適用するようにしてもよい。
このようにすると、先頭の複数枚のウェハの処理が終っ
た後に引き続き処理されるウェハは、フォーカスオフセ
ットの測定時の動作が全く必要ないので、全体としての
処理速度を向上させることができる。
【００４８】さらに上記の各実施例では、位置偏差ΔＺ
ｎとしてＰＳＤ１７の検出信号ＳＺのレベルを測定する
こととしたが、プレーンパラレル１２の傾き値に対応し
たカウンタ３１２の値を利用することもできる。この場
合、フォーカスロックをかけた位置（検出信号ＳＺのレ
ベルが零）からショット領域内の所望位置へウェハＷを
移動させたとき、検出信号ＳＺのレベルが零に保持され
るようにプレーンパラレル１２の傾きを補正し、その補
正量をカウンタ３１２から読み込めば、それが位置偏差
ΔＺｎに相当したものとなる。このようにプレーンパラ
レル１２の傾き量を補正して位置偏差ΔＺｎを検知する
場合、精度（分解能）的には十分に高いものが得られる
が、多少時間がかかるといった問題もある。そのため、
ショット領域内の凹凸状態を高精度に測定する必要があ
るときは、プレーンパラレル１２の傾き量から偏差ΔＺ
ｎを計測するのが望ましい。
ｎとしてＰＳＤ１７の検出信号ＳＺのレベルを測定する
こととしたが、プレーンパラレル１２の傾き値に対応し
たカウンタ３１２の値を利用することもできる。この場
合、フォーカスロックをかけた位置（検出信号ＳＺのレ
ベルが零）からショット領域内の所望位置へウェハＷを
移動させたとき、検出信号ＳＺのレベルが零に保持され
るようにプレーンパラレル１２の傾きを補正し、その補
正量をカウンタ３１２から読み込めば、それが位置偏差
ΔＺｎに相当したものとなる。このようにプレーンパラ
レル１２の傾き量を補正して位置偏差ΔＺｎを検知する
場合、精度（分解能）的には十分に高いものが得られる
が、多少時間がかかるといった問題もある。そのため、
ショット領域内の凹凸状態を高精度に測定する必要があ
るときは、プレーンパラレル１２の傾き量から偏差ΔＺ
ｎを計測するのが望ましい。
【００４９】以上のように、本実施例によれば、投影露
光処理位置にて最適な焦点位置合わせが行なえない場合
においても、あらかじめ算出された補正値により最適な
焦点位置合をせを行なうことが可能となる。しかも、こ
の補正値を自動的に計測および算出することが可能なた
め、作業効率を向上させることが可能となる。
光処理位置にて最適な焦点位置合わせが行なえない場合
においても、あらかじめ算出された補正値により最適な
焦点位置合をせを行なうことが可能となる。しかも、こ
の補正値を自動的に計測および算出することが可能なた
め、作業効率を向上させることが可能となる。
【００５０】また、アライメント位置にて最適な焦点位
置合わせが行なえない場合においても、あらかじめ算出
させた補正値により最適な焦点位置合わせを行なうこと
が可能となる。しかも、この補正値を自動的に計測およ
び算出することが可能なため、作業効率を向上させるこ
とが可能となる。さらに本実施例によれば、投影露光さ
れるショット領域内の平坦度に合わせてベストフォーカ
ス位置を決定するための測定をアライメント動作と重複
して実行することができるので、スループットが低下す
ることも防止される。
置合わせが行なえない場合においても、あらかじめ算出
させた補正値により最適な焦点位置合わせを行なうこと
が可能となる。しかも、この補正値を自動的に計測およ
び算出することが可能なため、作業効率を向上させるこ
とが可能となる。さらに本実施例によれば、投影露光さ
れるショット領域内の平坦度に合わせてベストフォーカ
ス位置を決定するための測定をアライメント動作と重複
して実行することができるので、スループットが低下す
ることも防止される。
【００５１】
【発明の効果】発明によれば、処理領域内の起伏が一様
でない場合であっても、最も厳密に投影光学系の焦点位
置に合わせたい部分を正確に投影光学系の焦点位置に合
わせることができ、焦点位置合わせを効率的に行うこと
が可能となる。
でない場合であっても、最も厳密に投影光学系の焦点位
置に合わせたい部分を正確に投影光学系の焦点位置に合
わせることができ、焦点位置合わせを効率的に行うこと
が可能となる。
【図１】本発明が適用される投影露光装置の全体的な構
成を示す図
成を示す図
【図２】図１の装置に設けられる斜入射光式の焦点位置
検出系とその制御系の構成を示す図
検出系とその制御系の構成を示す図
【図３】図２中の処理系３０の構成を示すブロック図
【図４】投影レンズの投影視野内に現われるウェハ上の
ショット領域の各種状態を表わす図
ショット領域の各種状態を表わす図
【図５】第１の実施例による動作を説明するフローチャ
ート図
ート図
【図６】ショット領域内での多数のフォーカス測定点の
配置例を示す図
配置例を示す図
【図７】ウェハ上のＥＧＡ方式によるサンプルショット
の配置例を示す図
の配置例を示す図
Ｒ レチクル
Ｗ ウェハ
ＰＬ 投影レンズ
ＰＬＦ 投影視野
ＡＦＰ 投光器
ＡＦＲ 受光器
ＳＢ スリット像（検出子）
１ 送光用スリット
１２ プレーンパラレル
１４ 受光用スリット
１７ 同期検波回路（ＰＳＤ）
１９ モータ
２０ Ｚステージ
３０ 処理回路（ＣＰＸ）
Claims (20)
- 【請求項１】 基板上に形成された複数の処理領域を投
影光学系の焦点位置に合わせて順次露光する際、前記処
理領域内の焦点検出位置において前記投影光学系の光軸
方向における位置を検出する投影露光装置であって、 前記複数の処理領域を露光する前に、前記処理領域内で
最も厳密に前記投影光学系の焦点位置に合わせたい部分
と前記焦点検出位置との前記基板表面の高さ方向の偏差
に対応する段差情報を計測する計測手段と、 前記複数の処理領域を露光する際、前記処理領域内で最
も厳密に前記投影光学系の焦点位置に合わせたい部分が
前記投影光学系の焦点位置に合うように、前記段差情報
に応じて前記基板の面位置を補正する補正手段と、を有
することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】 前記処理領域内で最も厳密に前記投影光
学系の焦点位置に合わせたい部分をオペレータが設定可
能な設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１
に記載の投影露光装置。 - 【請求項３】 前記計測手段は、計測光を前記処理領域
に照射し、その反射光を検出することによって前記段差
情報を計測することを特徴とする請求項１又は２に記載
の投影露光装置。 - 【請求項４】 前記計測手段は、前記計測光と前記処理
領域とを相対的に移動しながら前記段差情報を計測する
ことを特徴とする請求項３に記載の投影露光装置。 - 【請求項５】 前記計測手段は、前記処理領域内の前記
焦点検出位置と、前記最も厳密に前記投影光学系の焦点
位置に合わせたい部分内の複数点とにおいて、前記基板
表面の高さ方向における位置を計測し、これらの計測結
果に基づいて前記段差情報を求めることを特徴とする請
求項１〜４のいずれか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項６】 前記基板の前記光軸に垂直な面内におけ
る位置を検出する干渉計と、 前記干渉計によって検出される前記基板の位置に対応し
て、前記処理領域内の前記焦点検出位置と、前記最も厳
密に前記投影光学系の焦点位置に合わせたい部分内の複
数点との前記高さ方向における位置を記憶する記憶手段
と、をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の
投影露光装置。 - 【請求項７】 前記計測手段は、前記複数の処理領域か
ら選択された指定処理領域において前記段差情報を計測
することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記
載の投影露光装置。 - 【請求項８】 前記段差情報を計測することにより、前
記処理領域内で最も厳密に前記投影光学系の焦点位置に
合わせたい部分を前記投影光学系の焦点位置に合わせて
露光する第１の露光処理と、前記段差情報を計測せず
に、前記処理領域内の焦点検出位置を前記投影光学系の
焦点位置に合わせて露光する第２の露光処理とを選択可
能な制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１
〜７のいずれか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項９】 前記投影露光装置は、ステップアンドス
キャン方式の投影露光装置であることを特徴とする請求
項１〜８のいずれか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
投影露光装置を用いて集積回路を製造することを特徴と
する集積回路製造方法。 - 【請求項１１】 基板上に形成された複数の処理領域を
投影光学系の焦点位置に合わせて順次露光する際、前記
処理領域内の焦点検出位置において前記投影光学系の光
軸方向における位置を検出する投影露光方法であって、 前記複数の処理領域を露光する前に、前記処理領域内で
最も厳密に前記投影光学系の焦点位置に合わせたい部分
と前記焦点検出位置との前記基板表面の高さ方向の偏差
に対応する段差情報を計測し、 前記複数の処理領域を露光する際、前記処理領域内で最
も厳密に前記投影光学系の焦点位置に合わせたい部分が
前記投影光学系の焦点位置に合うように、前記段差情報
に応じて前記基板の面位置を補正することを特徴とする
投影露光方法。 - 【請求項１２】 前記処理領域内で最も厳密に前記投影
光学系の焦点位置に合わせたい部分がオペレータによっ
て設定されることを特徴とする請求項１１に記載の投影
露光方法。 - 【請求項１３】 計測光を前記処理領域に照射し、その
反射光を検出することによって前記段差情報を計測する
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の投影露光
方法。 - 【請求項１４】 前記計測光と前記処理領域とを相対的
に移動しながら前記段差情報を計測することを特徴とす
る請求項１３に記載の投影露光方法。 - 【請求項１５】 前記処理領域内の前記焦点検出位置
と、前記最も厳密に前記投影光学系の焦点位置に合わせ
たい部分内の複数点とにおいて、前記基板表面の高さ方
向における位置を計測し、これらの計測結果に基づいて
前記段差情報を求めることを特徴とする請求項１１〜１
４のいずれか一項に記載の投影露光方法。 - 【請求項１６】 前記基板の前記光軸に垂直な面内にお
ける位置を干渉計によって検出し、 前記干渉計によって検出される前記基板の位置に対応し
て、前記処理領域内の前記焦点検出位置と、前記最も厳
密に前記投影光学系の焦点位置に合わせたい部分内の複
数点との前記高さ方向における位置を記憶することを特
徴とする請求項１５に記載の投影露光方法。 - 【請求項１７】 前記複数の処理領域から選択された指
定処理領域において前記段差情報を計測することを特徴
とする請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の投影露
光方法。 - 【請求項１８】 前記段差情報を計測することにより、
前記処理領域内で最も厳密に前記投影光学系の焦点位置
に合わせたい部分を前記投影光学系の焦点位置に合わせ
て露光する第１の露光処理と、前記段差情報を計測せず
に、前記処理領域内の焦点検出位置を前記投影光学系の
焦点位置に合わせて露光する第２の露光処理とを選択可
能であることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか
一項に記載の投影露光方法。 - 【請求項１９】 前記投影露光方法は、ステップアンド
スキャン方式の投影露光方法であることを特徴とする請
求項１１〜１８のいずれか一項に記載の投影露光方法。 - 【請求項２０】 請求項１１〜１９のいずれか一項に記
載の投影露光方法を用いて集積回路を製造することを特
徴とする集積回路製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002244615A JP3465710B2 (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002244615A JP3465710B2 (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19176692A Division JP3374413B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003124113A true JP2003124113A (ja) | 2003-04-25 |
| JP3465710B2 JP3465710B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=19196510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002244615A Expired - Fee Related JP3465710B2 (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465710B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7239371B2 (en) | 2005-10-18 | 2007-07-03 | International Business Machines Corporation | Density-aware dynamic leveling in scanning exposure systems |
| KR100889843B1 (ko) * | 2006-06-14 | 2009-03-20 | 캐논 가부시끼가이샤 | 주사형 노광장치 및 디바이스 제조방법 |
| CN110568726A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种曝光聚焦补偿方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102200696B (zh) * | 2011-05-27 | 2014-10-22 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 利用聚焦与曝光量矩阵确定最佳光刻工艺参数的方法 |
-
2002
- 2002-08-26 JP JP2002244615A patent/JP3465710B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7239371B2 (en) | 2005-10-18 | 2007-07-03 | International Business Machines Corporation | Density-aware dynamic leveling in scanning exposure systems |
| KR100889843B1 (ko) * | 2006-06-14 | 2009-03-20 | 캐논 가부시끼가이샤 | 주사형 노광장치 및 디바이스 제조방법 |
| US7710543B2 (en) | 2006-06-14 | 2010-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method |
| CN110568726A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种曝光聚焦补偿方法 |
| CN110568726B (zh) * | 2018-06-05 | 2023-09-22 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种曝光聚焦补偿方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3465710B2 (ja) | 2003-11-10 |
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