JP2555651B2 - Alignment method and device - Google Patents

Alignment method and device

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JP2555651B2
JP2555651B2 JP62302938A JP30293887A JP2555651B2 JP 2555651 B2 JP2555651 B2 JP 2555651B2 JP 62302938 A JP62302938 A JP 62302938A JP 30293887 A JP30293887 A JP 30293887A JP 2555651 B2 JP2555651 B2 JP 2555651B2
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716Stages
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体を製造するためのウエハ・ステッパ
ー、又はプロキシミティー方式或いはコンタクト方式の
一括露光装置に使用するフォトマスクを製造するための
フォトリピータ等に関し、特に1枚の感光基板(半導体
ウエハ、以下ウエハと呼ぶ)上に形成された複数の半導
体素子の回路パターンに、マスク又はレチクルの回路パ
ターンをステップ・アンド・リピート方式で順次重ね合
わせて露光する際のアライメント方法に関するものであ
る。
The present invention relates to a wafer stepper for manufacturing a semiconductor, or a photomask for manufacturing a photomask used in a proximity type or contact type collective exposure apparatus. Concerning repeaters, etc., in particular, a circuit pattern of a mask or a reticle is sequentially superposed on a circuit pattern of a plurality of semiconductor elements formed on one photosensitive substrate (semiconductor wafer, hereinafter referred to as a wafer) by a step-and-repeat method. The present invention relates to an alignment method for exposing by exposure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体素子の製造工程においては主に縮小投影
型露光装置、所謂ウエハ・ステッパーを用い、マスク又
はレチクル(以下、レチクルと呼ぶ)に形成された回路
パターンと、投影レンズを介してウエハ上にすでに形成
された回路パターンとを正確に重ね合わせて露光する。
この際レチクルの回路パターンとウエハの回路パターン
とを正確に位置合わせ(アライメント)しておく必要が
ある。現在、この種の露光装置では1回の投影露光フィ
ールドが5mm角〜20mm角程度であるため、ウエハを一定
のピッチだけ歩進させては露光することを繰り返す、所
謂ステップ・アンド・リピート方式を採用している。こ
のステップ・アンド・リピート方式の露光装置の場合、
ウエハ上に露光されるショット領域がマトリックス状に
複数形成されているためにウエハをステッピングさせた
時、次のショット領域に対しても正確にアライメントさ
れていることが要求される。しかし、半導体素子の高集
積化に伴ない1ショット毎の露光面積が増大したり、ウ
エハ上に転写すべき回路パターンの線幅がサブ・ミクロ
ン程度になると、レチクルをレチクルステージに載置す
る時に生じる微小回転ずれやウエハステージのヨーイン
グに起因して生じるウエハステージの回転ずれのため
に、レチクルの回路パターンとウエハの回路パターンと
の重ね合わせ精度が低下する。さらにウエハ上に第1層
目の回路パターンを転写した時、ウエハ上に転写された
回路パターンが配列座標に対して微小回転することにな
り、第2層目以降の重ね合わせが不十分なものとなる。
このため、所期の特性を満足する半導体素子を高い生産
性で得ることができなくなる。そこで、例えばウエハ上
の1回の投影露光フィールドに対応したショット領域に
付随して設けられたアライメントマーク(ウエハマー
ク)と、レチクルの回路パターンの周辺に形成されたア
ライメントマーク(レチクルマーク)とをレチクルの上
方に設けられたアライメント光学系で同時に観察し、両
マークの位置ずれ量が零になるようにウエハ又はレチク
ルを1ショット毎に微動させ位置ずれを補正する、所謂
TTR(スルー・ザ・レチクル)方式のステップ・アライ
メントを行なっている。これよりレチクルの微小回転ず
れ、ウエハステージのヨーイングによるウエハステージ
の回転ずれ、ウエハの伸縮(ラン・アウト)等による重
ね合わせ精度の低下等が防止される。
Conventionally, a reduction projection type exposure apparatus, a so-called wafer stepper, is mainly used in the manufacturing process of a semiconductor element, and a circuit pattern formed on a mask or reticle (hereinafter referred to as a reticle) and a projection lens are used to form a wafer on the wafer. The circuit pattern already formed is accurately superimposed and exposed.
At this time, it is necessary to accurately align (align) the circuit pattern of the reticle and the circuit pattern of the wafer. At present, in this type of exposure apparatus, since one projection exposure field is about 5 mm to 20 mm square, the so-called step-and-repeat method is repeated in which the wafer is advanced by a fixed pitch and exposed. It is adopted. In case of this step-and-repeat exposure apparatus,
Since a plurality of shot areas to be exposed are formed in a matrix on the wafer, when the wafer is stepped, it is required that the shot areas are accurately aligned with the next shot area. However, when the exposure area for each shot increases with the high integration of semiconductor elements, and the line width of the circuit pattern to be transferred onto the wafer becomes about sub-micron, when the reticle is placed on the reticle stage. Due to the minute rotational deviation that occurs and the rotational deviation of the wafer stage that occurs due to the yawing of the wafer stage, the overlay accuracy of the reticle circuit pattern and the wafer circuit pattern decreases. Furthermore, when the circuit pattern of the first layer is transferred onto the wafer, the circuit pattern transferred onto the wafer is slightly rotated with respect to the array coordinates, and the superposition of the second and subsequent layers is insufficient. Becomes
For this reason, it becomes impossible to obtain a semiconductor element satisfying the desired characteristics with high productivity. Therefore, for example, an alignment mark (wafer mark) provided along with a shot area corresponding to one projection exposure field on the wafer and an alignment mark (reticle mark) formed around the circuit pattern of the reticle are provided. Simultaneously observing with an alignment optical system provided above the reticle, the position deviation is corrected by finely moving the wafer or reticle for each shot so that the position deviation amount of both marks becomes zero.
TTR (Through the Reticle) method step alignment is performed. As a result, it is possible to prevent a slight rotation deviation of the reticle, a rotation deviation of the wafer stage due to yawing of the wafer stage, and a decrease in overlay accuracy due to expansion and contraction (run-out) of the wafer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、この種のアライメント方式を用いた露光装
置においては、1ショット毎にレチクルマークとウエハ
マークとを同時に検出して位置ずれを補正するためにス
ループットが低下する。そこでレチクルの回路パターン
と、すでにウエハ上に形成されている回路パターンとの
相対的な回転誤差をウエハステージのθテーブルを回転
誤差だけ回転させて補正した後、ウエハ上にすでに形成
されている回路パターンの配列座標に沿って、順次ウエ
ハステージを所定量だけステッピングさせ重ね合わせ露
光する方法がある。しかし、この方法においてもウエハ
ステージにヨーイングが生じてしまうと重ね合わせ精度
が低下するという問題がある。
However, in the exposure apparatus using this type of alignment method, the throughput is reduced because the reticle mark and the wafer mark are simultaneously detected for each shot to correct the positional deviation. Therefore, after correcting the relative rotation error between the reticle circuit pattern and the circuit pattern already formed on the wafer by rotating the θ table of the wafer stage by the rotation error, the circuit already formed on the wafer is corrected. There is a method in which the wafer stage is sequentially stepped by a predetermined amount along the arrangement coordinates of the pattern to perform overlay exposure. However, even in this method, if yawing occurs on the wafer stage, there is a problem that the overlay accuracy is reduced.

又ウエハ上に第1層目の回路パターンをステップ・ア
ンド・リピート方式で露光する際にも、ヨーイングによ
るウエハステージの回転ずれのため、配列座標に対して
各ショット毎に不規則な回転ずれが生じる。このため、
第2層目以降のレチクルの回路パターンとウエハの回路
パターンとの重ね合わせ精度が低下するとともに、アラ
イメントに時間がかかりスループットが低下するという
問題もある。
Also, when the first-layer circuit pattern is exposed on the wafer by the step-and-repeat method, the rotation deviation of the wafer stage due to yawing causes irregular rotation deviation for each shot with respect to the array coordinates. Occurs. For this reason,
There is also a problem that the overlay accuracy of the circuit pattern of the reticle on the second and subsequent layers and the circuit pattern of the wafer is lowered, and the alignment takes time and throughput is lowered.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ウエハ
ステージの回転ずれによる重ね合わせ精度、スループッ
ト等の低下を防止し、高精度、短時間でアライメントを
可能とする方法を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a method for preventing deterioration of overlay accuracy, throughput, and the like due to rotational displacement of a wafer stage, and enabling alignment with high accuracy and in a short time. is there.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

かかる問題点を解決するため本発明においては、レチ
クルを載置して2次元的に移動するレチクルステージ
は、第2層目以降の重ね合わせ露光においては、ウエハ
上にすでに形成されている各回路パターンとレチクルと
の相対的な回転ずれ、或いは第1層目の露光において
は、ステップ・アンド・リピート方式で露光を行なう際
のウエハを載置して2次元的に移動するウエハステージ
の移動座標系としての座標系XYに対するレチクルの相対
的な回転ずれを補正するために回転駆動されるように構
成される。又、ウエハステージの回転量を検出するレー
ザ干渉計とθカウンタとから成る第2の回転量検出装置
は、露光装置の起動時に所定値にリセットされ、レチク
ルステージの回転量を検出するレーザ干渉計とθカウン
タとから成る第1の回転量検出装置は、前記相対的な回
転ずれが補正された後に所定値にリセットされる。この
ように第1の回転量検出装置と第2の回転量検出装置と
が対応付けられ、それぞれ第1基準位置としての第1の
回転量検出装置のリセット位置、第2基準位置としての
第2の回転量検出装置のリセット位置からの回転量が各
々検出されるように構成される。さらに、レチクルの回
路パターンをステップ・アンド・リピート方式でウエハ
上の各々のショット領域に露光する際、第1の回転量検
出装置が検出した回転量とほぼ等しい回転量を、レチク
ルステージを回転駆動させることによって、第2の回転
量検出装置が検出するように構成される。
In order to solve such a problem, according to the present invention, the reticle stage on which the reticle is placed and which moves two-dimensionally is provided with each circuit already formed on the wafer in the overlay exposure of the second and subsequent layers. In the relative rotation deviation between the pattern and the reticle, or in the exposure of the first layer, the movement coordinate of the wafer stage that moves the wafer stage two-dimensionally when the exposure is performed by the step-and-repeat method. It is configured to be driven to rotate in order to correct the relative rotational deviation of the reticle with respect to the coordinate system XY as a system. A second rotation amount detection device including a laser interferometer that detects the rotation amount of the wafer stage and a θ counter is reset to a predetermined value when the exposure apparatus is started, and a laser interferometer that detects the rotation amount of the reticle stage. The first rotation amount detection device, which is composed of a θ counter and a θ counter, is reset to a predetermined value after the relative rotation deviation is corrected. In this way, the first rotation amount detection device and the second rotation amount detection device are associated with each other, and the reset position of the first rotation amount detection device as the first reference position and the second position as the second reference position, respectively. The rotation amount from the reset position of the rotation amount detection device is detected. Further, when the reticle circuit pattern is exposed to each shot area on the wafer by the step-and-repeat method, the reticle stage is driven to rotate by a rotation amount substantially equal to the rotation amount detected by the first rotation amount detection device. By doing so, the second rotation amount detection device is configured to detect.

〔作用〕[Action]

本発明によれば、ウエハステージをステッピングさせ
た時に生じるヨーイングによるウエハステージの回転量
をレーザ干渉計を用いて測定し、ウエハステージの回転
量とほぼ等しい回転量がレチクルステージのレーザ干渉
計によって検出されるようにレチクルステージを回転駆
動させる。このように、各ショット毎にレチクルの回路
パターンとウエハの回路パターンとのヨーイング等によ
る相対的な回転誤差を補正して露光を行なうため、第2
層目以降の重ね合わせ露光においては、ヨーイングによ
り生じるウエハステージの回転ずれによるレチクルの回
路パターンとウエハの回路パターンとの重ね合わせ精度
の低下及びこの精度の低下に伴なうスループットの低下
を防止でき、又、第1層目の露光においては、第1層目
の回路パターンをステップ・アンド・リピート方式によ
るウエハステージの移動座標系としての座標系XYに対し
て回転ずれなく転写でき、かくして高精度、短時間でア
ライメントを行なうようにしたものである。
According to the present invention, the amount of rotation of the wafer stage due to yawing that occurs when the wafer stage is stepped is measured using a laser interferometer, and the amount of rotation that is approximately equal to the amount of rotation of the wafer stage is detected by the laser interferometer of the reticle stage. The reticle stage is rotationally driven as described above. Thus, the exposure is performed by correcting the relative rotation error between the reticle circuit pattern and the wafer circuit pattern due to yawing or the like for each shot.
In overlay exposure from the second layer onward, it is possible to prevent a decrease in overlay accuracy between the reticle circuit pattern and the wafer circuit pattern due to wafer stage rotation deviation caused by yawing and a decrease in throughput due to this decrease in accuracy. Also, in the exposure of the first layer, the circuit pattern of the first layer can be transferred to the coordinate system XY, which is the moving coordinate system of the wafer stage by the step-and-repeat method, without any rotational displacement, thus achieving high accuracy. The alignment is performed in a short time.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1の実施例による方法を適用する
好適な投影型露光装置の概略的な構成を示す斜視図であ
る。第2図はこの投影型露光装置の制御系のブロック図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a suitable projection exposure apparatus to which the method according to the first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram of a control system of this projection type exposure apparatus.

第1図、第2図において、不図示の照明光学系からの
露光光は2次元的(X方向、Y方向及び回転方向)に移
動するチクルステージ2に載置されたレチクルRを均一
に照明する。レチクルRのパターン領域Prの光像は両側
若しくは片側テレセントリックな投影レンズ1を介して
ウエハW上に投影される。ウエハWはステップ・アンド
・リピート方式で2次元的(X方向、Y方向及び回転方
向)に移動するウエハステージ6上に載置される。又ウ
エハステージ6には、ウエハW上に形成されるアライメ
ントマーク(ウエハマーク)と同様のパターン形状の基
準マークFMが設けられている。ここで本実施例で用いる
投影レンズ1は、レチクルR側が非テレセントリックで
ウエハW側がテレセントリックな光学系である。さらに
駆動部3はレチクルステージ2をX方向に微動し、駆動
部4、5はレチクルステージ2をX方向と直交するY方
向と回転方向とに微動し、これよりレチクルRの2次元
的(回転も含む)な位置決めが可能となる。レチクルス
テージ2の2次元的な位置、つまりX方向、Y方向及び
回転方向の位置は、各々第2図に示すようなレーザ干渉
計等の光波干渉測長器(以下、レーザ干渉計と呼ぶ)2
0、21、22によって検出される。このレーザ干渉計20、2
1、22の構成については、例えば本願出願人が先に出願
した特開昭62−150721号公報に開示されているので詳細
な説明は省略するが、レーザ光源から照射されたレーザ
光束をレチクルステージ2に固定された移動鏡としての
直角ミラーと投影レンズ1の鏡筒に固定された固定鏡と
に照射する。この移動鏡からの反射光束と固定鏡からの
反射光束とは同軸に合成されて、レシーバの受光面で干
渉縞を生じる。このレシーバは干渉縞の変化を光電的に
検出し、移動鏡の位置変化に応じたアップダウンパルス
を作り出す。これらのパルスはカウンタ23、24によって
可逆計数され、レチクルステージ2の位置が検出され
る。Xカウンタ23はX軸干渉計(レシーバ)20から出力
されるアップダウンパルスを可逆計数してレチクルステ
ージ2のX方向の位置を検出する。第1の回転量検出装
置としてのY軸干渉計21、θ軸干渉計22及びθカウンタ
24は、θカウンタ24がY軸干渉計(レシーバ)21及びθ
軸干渉計(レシーバ)22から各々出力されるアップダウ
ンパルスの差を可逆計数してレチクルステージ2の回転
量を検出する。この際Y方向の位置も同時に検出され
る。
In FIG. 1 and FIG. 2, exposure light from an illumination optical system (not shown) uniformly illuminates the reticle R mounted on the chicle stage 2 which moves two-dimensionally (X direction, Y direction and rotation direction). To do. The light image of the pattern region Pr of the reticle R is projected onto the wafer W via the projection lens 1 which is telecentric on both sides or one side. The wafer W is mounted on the wafer stage 6 which moves two-dimensionally (X direction, Y direction and rotation direction) by the step-and-repeat method. Further, the wafer stage 6 is provided with a reference mark FM having the same pattern shape as the alignment mark (wafer mark) formed on the wafer W. Here, the projection lens 1 used in this embodiment is an optical system in which the reticle R side is non-telecentric and the wafer W side is telecentric. Further, the driving unit 3 finely moves the reticle stage 2 in the X direction, and the driving units 4, 5 finely move the reticle stage 2 in the Y direction and the rotation direction orthogonal to the X direction. (Including also) positioning is possible. The two-dimensional position of the reticle stage 2, that is, the position in the X direction, the Y direction, and the rotation direction, is a light wave interferometer such as a laser interferometer as shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as a laser interferometer). 2
Detected by 0, 21, 22. This laser interferometer 20, 2
The configurations 1 and 22 are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-150721 filed by the applicant of the present application, so a detailed description thereof will be omitted, but a laser beam emitted from a laser light source is used for the reticle stage. Irradiation is performed on a right-angled mirror as a movable mirror fixed to 2 and a fixed mirror fixed to the barrel of the projection lens 1. The reflected light beam from the movable mirror and the reflected light beam from the fixed mirror are coaxially combined to generate an interference fringe on the light receiving surface of the receiver. This receiver photoelectrically detects the change in the interference fringes and produces an up / down pulse according to the change in the position of the movable mirror. These pulses are reversibly counted by the counters 23 and 24, and the position of the reticle stage 2 is detected. The X counter 23 reversibly counts up / down pulses output from the X-axis interferometer (receiver) 20 to detect the position of the reticle stage 2 in the X direction. Y-axis interferometer 21, θ-axis interferometer 22 and θ counter as a first rotation amount detecting device
24, the θ counter 24 is the Y-axis interferometer (receiver) 21 and θ
The rotation amount of the reticle stage 2 is detected by reversibly counting the difference between the up and down pulses output from the axis interferometer (receiver) 22. At this time, the position in the Y direction is simultaneously detected.

一方、ウエハステージ6は駆動部8、9のそれぞれに
よってX方向とY方向に移動し、ウエハホルダー(θテ
ーブル)7はウエハWを真空吸着して、駆動部10によっ
てウエハステージ6上で微小回転するように構成され
る。このウエハステージ6の2次元的な位置を検出する
ために、レーザ干渉計等の光波干渉測長器(以下、レー
ザ干渉計と呼ぶ)11、12、13と、第2図に示すようにレ
ーザ干渉計11、12、13から各々出力されるアップダウン
パルスを可逆計数するXカウンタ25、Yカウンタ26、θ
カウンタ27とが設けられている。移動鏡としてのミラー
14はその反射平面をY方向に伸ばし、ミラー15はその反
射平面をX方向に伸ばしており、共にウエハステージ6
上に設けられている。そこでレーザ干渉計11は、ミラー
14に座標軸Xと平行な光軸を有するレーザ光束Bxを照射
するとともに、レーザ干渉計11の内部(又は投影レンズ
1の鏡筒下部)に設けられた固定ミラーにもレーザ光束
を照射する。レーザ干渉計11はミラー14からの反射光束
と固定ミラーからの反射光束との干渉によって発生する
干渉縞の変化を光電変換してアップダウンパルスを出力
する。Xカウンタ25がこのアップダウンパルスを可逆計
数することによって、ウエハステージ6のX方向の位置
を検出する。レーザ干渉計12、Yカウンタ26も同様に、
ミラー15に座標軸Yと平行な光軸を有するレーザ光束By
を照射し、固定ミラーからの反射光束とミラー15からの
反射光束との干渉によって、ウエハステージ6のY方向
の位置を検出する。尚投影レンズ1とレーザ干渉計11、
12はレーザ光束Bxとレーザ光束Byが同一平面内で直交
し、かつ投影レンズ1の光軸AXがその交点を通るととも
に、この2つの測定軸(例えばレーザ光束の中心線)を
含む平面が投影レンズ1の投影結像面とほぼ一致するよ
うに配置されている。
On the other hand, the wafer stage 6 is moved in the X and Y directions by the drive units 8 and 9, respectively, and the wafer holder (θ table) 7 sucks the wafer W under vacuum, and the drive unit 10 makes a minute rotation on the wafer stage 6. To be configured. In order to detect the two-dimensional position of the wafer stage 6, an optical wave interferometer (hereinafter referred to as a laser interferometer) 11, 12, 13 such as a laser interferometer, and a laser as shown in FIG. X counter 25, Y counter 26, θ for reversibly counting up / down pulses output from interferometers 11, 12, 13 respectively.
A counter 27 is provided. Mirror as a moving mirror
Reference numeral 14 extends its reflection plane in the Y direction, and mirror 15 extends its reflection plane in the X direction.
It is provided above. Therefore, the laser interferometer 11 is a mirror
The laser beam Bx having an optical axis parallel to the coordinate axis X is emitted to the laser beam 14, and the fixed mirror provided inside the laser interferometer 11 (or under the lens barrel of the projection lens 1) is also irradiated with the laser beam. The laser interferometer 11 photoelectrically converts a change in an interference fringe generated by the interference between the reflected light beam from the mirror 14 and the reflected light beam from the fixed mirror, and outputs an up / down pulse. The X counter 25 reversibly counts the up / down pulses to detect the position of the wafer stage 6 in the X direction. Similarly for the laser interferometer 12 and the Y counter 26,
A laser light flux having an optical axis parallel to the coordinate axis Y on the mirror 15.
Is irradiated, and the position of the wafer stage 6 in the Y direction is detected by the interference between the reflected light beam from the fixed mirror and the reflected light beam from the mirror 15. The projection lens 1 and the laser interferometer 11,
Reference numeral 12 indicates that the laser beam Bx and the laser beam By are orthogonal to each other in the same plane, the optical axis AX of the projection lens 1 passes through the intersection, and a plane including these two measurement axes (for example, the center line of the laser beam) is projected. It is arranged so as to substantially coincide with the projection image plane of the lens 1.

一方、レーザ干渉計13からの平行なレーザ光束は不図
示のビームスプリッターによって2つに分割される。レ
ーザ光束Bθとビームスプリッターを透過して不図示
の反射鏡によって反射されたレーザ光束Bθは垂直に
ミラー15に入射する。このレーザ光束Bθ、Bθ
は、レーザ光束Byつまり座標系XYのY軸に関して対称
となるようにミラー15に照射される。このミラー15から
の2つの反射光束の干渉によって、第2の回転量検出装
置としてのレーザ干渉計13、θカウンタ27はウェハステ
ージ6のヨーイング等による回転量を検出する。このウ
エハステージ6の回転量は微小であるため、レーザ干渉
計13はレーザ光束Bθ、Bθの各々のミラー15から
の反射光束を同時に受光でき、この反射光束の干渉によ
って回転量を検出することが可能となる。
On the other hand, the parallel laser beam from the laser interferometer 13 is split into two by a beam splitter (not shown). The laser beam reflected by the reflection mirror (not shown) passes through the laser beam Bishita 1 and the beam splitter Bishita 2 enters a vertical mirror 15. This laser light flux Bθ 1 , Bθ
The laser beam By is irradiated onto the mirror 15 so as to be symmetrical with respect to the laser beam By, that is, the Y axis of the coordinate system XY. Due to the interference of the two reflected light beams from the mirror 15, the laser interferometer 13 as a second rotation amount detection device and the θ counter 27 detect the rotation amount of the wafer stage 6 due to yawing or the like. Since the rotation amount of the wafer stage 6 is minute, the laser interferometer 13 can simultaneously receive the reflected light beams from the respective mirrors 15 of the laser light beams Bθ 1 and Bθ 2 and detect the rotation amount by the interference of the reflected light beams. It becomes possible.

さて、第1図中に示したTTR方式のダイ・バイ・ダイ
アライメント系(以下、DDAと呼ぶ)16aは、レチクルR
上のマークRsaと、ウエハW上のマーク又は基準マークF
M上のマークとを投影レンズ1を介して重ね合わせて同
時に観察し、その両方のマーク像を光電検出する。そし
てレチクルRとウエハW又は基準マークFMのマーク像の
Y方向の位置ずれを検出する。又レーザ・ステップ・ア
ライメント系(以下、LSA系と呼ぶ)17a、17bは、図に
示したように光軸AXに関して90度の間隔で各々設けられ
ている。このLSA系17a、17bは、各々TTL(スルー・ザ・
レンズ)方式でウエハW上の所定のマーク(ウエハマー
ク)又は基準マークFMのマークをレーザ光で検出して、
ウエハW又は基準マークFMのX方向及びY方向の位置ず
れを検出する。
Now, the TTR type die-by-die alignment system (hereinafter referred to as DDA) 16a shown in FIG.
Upper mark Rsa and mark on wafer W or reference mark F
The mark on M is superposed through the projection lens 1 and simultaneously observed, and both mark images are photoelectrically detected. Then, the positional deviation in the Y direction between the reticle R and the mark image of the wafer W or the reference mark FM is detected. Laser step alignment systems (hereinafter referred to as LSA systems) 17a and 17b are provided at intervals of 90 degrees with respect to the optical axis AX, as shown in the figure. These LSA systems 17a and 17b are TTL (through the
A lens is used to detect a predetermined mark (wafer mark) on the wafer W or a reference mark FM with a laser beam,
The positional deviation of the wafer W or the reference mark FM in the X and Y directions is detected.

第1図に示した主制御系60は、第2図に示すようにマ
イクロコンピュータ、ミニコンピュータ等のプロセッサ
ー(以下、CPUと呼ぶ)30、インターフェイス回路(以
下、IFCと呼ぶ)31等を含み、これらを介して上述した
2つのアライメント系(DDA系、LSA系)を含む装置全体
の動作を統括制御する。レーザ・ステップ・アライメン
ト系処理回路(以下、LSACと呼ぶ)32はLSA系17a、17b
を用いて、ウエハW上のアライメントマークのLSA系17
a、17bからのスポット光(シートビーム)に対する位置
を検出するものである。又ダイ・バイ・ダイアライメン
ト系処理回路(以下、DDACと呼ぶ)33はDDA系16aと共動
して、レチクルRのマークRsaとウエハW上のアライメ
ントマーク又は基準マークFMのマークMyのY方向に関す
る相対的な位置ずれ量を検出するものである。CPU30はC
PU30の演算値や各種アライメント系で検出された位置ず
れ量に応じて、IFC31を介してウエハステージ6のX方
向の駆動部8(以下、X−ACT8と呼ぶ)、Y方向の駆動
部9(以下、Y−ACT9と呼ぶ)及びウエハホルダー7の
回転用の駆動部10(以下、θ−ACT10と呼ぶ)に、それ
ぞれ所定の駆動指令を出力する。同様にレチクルステー
ジ2においても、ウエハステージ6の回転量やアライメ
ント系で検出された位置ずれ量等に応じて、IFC31を介
してレチクルステージ2のX方向の駆動部3(以下、X
−ACT3と呼ぶ)、Y方向の駆動部4(以下、Y−ACT4と
呼ぶ)及び回転方向の駆動部5(以下、θ−ACT5と呼
ぶ)に所定の駆動指令を出力する。
The main control system 60 shown in FIG. 1 includes a processor (hereinafter, referred to as CPU) 30 such as a microcomputer and a minicomputer, an interface circuit (hereinafter, referred to as IFC) 31, etc., as shown in FIG. Through these, the operation of the entire apparatus including the above two alignment systems (DDA system, LSA system) is centrally controlled. Laser step alignment processing circuit (hereinafter referred to as LSAC) 32 is LSA system 17a, 17b
By using the LSA system 17 of the alignment mark on the wafer W.
The position with respect to the spot light (sheet beam) from a and 17b is detected. A die-by-die alignment system processing circuit (hereinafter referred to as DDAC) 33 cooperates with the DDA system 16a, and the mark Rsa of the reticle R and the alignment mark on the wafer W or the mark My of the reference mark FM in the Y direction. The amount of relative positional deviation regarding CPU30 is C
Depending on the calculated value of the PU 30 and the amount of positional deviation detected by various alignment systems, the drive unit 8 in the X direction of the wafer stage 6 (hereinafter, referred to as X-ACT8) and the drive unit 9 in the Y direction (via the IFC 31) ( Hereinafter, a predetermined drive command is output to each of the drive unit 10 (hereinafter, referred to as θ-ACT10) for rotating the wafer holder 7 and Y-ACT9. Similarly, in the reticle stage 2 as well, depending on the amount of rotation of the wafer stage 6 and the amount of positional deviation detected by the alignment system, the drive unit 3 (hereinafter X
-ACT3), a Y direction drive unit 4 (hereinafter referred to as Y-ACT4), and a rotation direction drive unit 5 (hereinafter referred to as? -ACT5), and outputs a predetermined drive command.

次に、本実施例の動作を第3図に示した概略的なフロ
ーチャート図に基づいて説明する。第3図は第1層目の
回路パターンが配列されたウエハW上に、第2層目以降
の回路パターンを重ね合わせて露光する時に生じる第2
層目以降のレチクルRの回路パターンの投影像Pr′とウ
エハW上に配列された回路パターン(以下、チップCと
呼ぶ)とのヨーイングによる相対的な回転誤差を補正す
る基本的な動作を示している。ここでレチクルRとウエ
ハWとのアライメントから露光までの動作、つまりステ
ップ201については、例えば本願出願人が先に出願した
特開昭60−186845号公報に開示されているので簡単に説
明する。以下、第2層目の回路パターンをウエハW上の
各々のチップCに重ね合わせて露光する場合について述
べる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the schematic flow chart shown in FIG. FIG. 3 shows a second pattern which occurs when the circuit patterns of the second and subsequent layers are superposed and exposed on the wafer W on which the circuit patterns of the first layer are arranged.
A basic operation of correcting a relative rotation error due to yawing between a projected image Pr ′ of the circuit pattern of the reticle R on the layer after the layer and a circuit pattern (hereinafter referred to as a chip C) arranged on the wafer W is shown. ing. The operation from the alignment of the reticle R and the wafer W to the exposure, that is, step 201, will be briefly described because it is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-186845 previously filed by the applicant of the present application. Hereinafter, a case where the second layer circuit pattern is overlaid on each chip C on the wafer W and exposed is described.

ステップ200において、露光装置の起動時にCPU30は、
ウエハステージ6の回転量に応じたアップダウンパルス
を可逆計数するθカンウタ27の計数値を一定値、例えば
零にリセットする。このリセット動作によって、ウエハ
ステージ6のヨーイング等による回転量は、常に零リセ
ット位置を基準として検出される、つまりウエハステー
ジ6の回転方向の原点(以下、θ軸と呼ぶ)が決定され
る。ここで、レーザ干渉計11、12によって決定される座
標系XYに対するθ軸の位置は、レーザ干渉計13から照射
されたレーザ光束Bθ、Bθを反射するミラー15の
反射面とX軸とが成す微小な傾きによって決まる。これ
はミラー15の製造時の取付誤差等のため、座標系XYに対
して微小回転して設定されることが起こり得るからであ
る。そこで、本実施例では第4図に示すようにθ軸(ミ
ラー15の反射面)が座標系XYに対してθmだけ回転ずれ
している時にθカウンタ27が零にリセットされたものと
する。尚、第4図において各回転ずれは誇張して表して
ある。
In step 200, the CPU 30 activates the exposure apparatus,
The count value of the θ counter 27 that reversibly counts the up / down pulse according to the rotation amount of the wafer stage 6 is reset to a constant value, for example, zero. By this reset operation, the rotation amount of the wafer stage 6 due to yawing or the like is always detected with the zero reset position as a reference, that is, the origin of the rotation direction of the wafer stage 6 (hereinafter referred to as the θ axis) is determined. Here, the position of the θ axis with respect to the coordinate system XY determined by the laser interferometers 11 and 12 is the X-axis and the reflection surface of the mirror 15 that reflects the laser beams Bθ 1 and Bθ 2 emitted from the laser interferometer 13. It is determined by the minute inclination that This is because it is possible that the mirror 15 is set by a slight rotation with respect to the coordinate system XY due to an attachment error or the like when the mirror 15 is manufactured. Therefore, in the present embodiment, it is assumed that the θ counter 27 is reset to zero when the θ axis (reflection surface of the mirror 15) is rotationally displaced by θm with respect to the coordinate system XY as shown in FIG. It should be noted that each rotation deviation is exaggerated in FIG.

次にステップ201において、まずレチクルアライメン
トに用いる不図示のレチクルアライメント顕微鏡の調整
(チェック)を行なう。そしてこのレチクルアライメン
ト顕微鏡を用いて、レチクルRの座標系XYに対する回転
ずれを除去するようにレチクルアライメントを行なう
が、しかし微小角度ではあるが回転ずれが残存する。こ
のためレチクルRの残存回転誤差、即ちレチクル・ロー
テーションRRを測定する。そこで第4図、第5図を用い
て、レチクル・ローテーション測定の動作を説明する。
ここでレチクル・ローテーション測定時、ウエハステー
ジ6は第4図に示すようにθ軸に対しては回転(ヨーイ
ング)することなく平行移動するものとする。第5図に
おいて、DDA系16aは反射鏡16maを介して照明光束Baをレ
チクルRのマークRSaに照射し、投影レンズ1を介して
マークRSaを第4図(A)のように基準マークFM上に結
像する。CPU30は基準マークFMの線状のマークMyが、レ
チクルRのマークRSa(矩形の透明窓)の投影像RSa′の
中央に正確に挟み込まれるようにウエハステージ6を移
動させ。この状態はDDA系16aによって第6図に示すよう
に観察される。この時DDAC33がウエハステージ6のY方
向の位置をレーザ干渉計12により検出し、CPU30はこの
Y座標値Y1′を記憶する。次にCPU30は第4図(B)に
示すように、ウエハステージ6を座標系XYのX軸に沿っ
て移動させ、DDA系16bの照明光束BbによりレチクルRの
マークRSb(矩形の透明窓)の投影像RSb′とマークMyと
が同時に検出されるように位置決めする。この際レチク
ルRが座標系XYに対して回転ずれなくレチクルステージ
2に載置されていれば、第6図に示すようにマークMyは
投影像RSb′の中央に正確に挟み込まれて観察され、レ
チクル・ローテーションの量は零である。しかし、一般
には微小角度ではあるが回転誤差が存在するため、投影
像RSb′とマークMyは相対的にY方向に変位して観察さ
れる。そこで、DDAC33はDDA系16bによってY方向の位置
ずれを検出して、この位置ずれがなくなるようにウエハ
ステージ6をY方向に微動する。そしてCPU30は第4図
(C)のように位置ずれが補正された時のY座標値Y2
を記憶する。又、この時のウエハステージ6のX方向の
移動距離は設計値(レチクルRのマークRSaとRSbとの間
隔)により求めることができるが、ここではレーザ干渉
計11から検出したウエハステージ6のX方向の移動距離
Lxを用いる。
Next, in step 201, the reticle alignment microscope (not shown) used for reticle alignment is adjusted (checked). Then, using this reticle alignment microscope, reticle alignment is performed so as to remove the rotational deviation of the reticle R with respect to the coordinate system XY, but the rotational deviation remains at a minute angle. Therefore, the residual rotation error of the reticle R, that is, the reticle rotation RR is measured. Therefore, the operation of reticle rotation measurement will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
At the time of reticle rotation measurement, the wafer stage 6 is assumed to move in parallel with respect to the θ axis without rotating (yawing) as shown in FIG. In FIG. 5, the DDA system 16a irradiates the mark RSa of the reticle R with the illumination luminous flux Ba through the reflecting mirror 16ma, and the mark RSa is projected through the projection lens 1 onto the reference mark FM as shown in FIG. 4 (A). Image on. The CPU 30 moves the wafer stage 6 so that the linear mark My of the reference mark FM is accurately sandwiched in the center of the projected image RSa ′ of the mark RSa (rectangular transparent window) of the reticle R. This state is observed by the DDA system 16a as shown in FIG. At this time, the DDAC 33 detects the position of the wafer stage 6 in the Y direction by the laser interferometer 12, and the CPU 30 stores the Y coordinate value Y 1 ′. Next, as shown in FIG. 4 (B), the CPU 30 moves the wafer stage 6 along the X axis of the coordinate system XY, and the illumination beam Bb of the DDA system 16b causes the mark RSb of the reticle R (rectangular transparent window). The projection image RSb 'and the mark My are positioned so that they can be detected at the same time. At this time, if the reticle R is placed on the reticle stage 2 with no rotational displacement with respect to the coordinate system XY, the mark My is accurately sandwiched in the center of the projected image RSb ′ and observed, as shown in FIG. The amount of reticle rotation is zero. However, in general, since there is a rotation error although it is a minute angle, the projected image RSb ′ and the mark My are relatively displaced and observed in the Y direction. Therefore, the DDAC 33 detects the positional deviation in the Y direction by the DDA system 16b and finely moves the wafer stage 6 in the Y direction so as to eliminate the positional deviation. Then, the CPU 30 displays the Y coordinate value Y 2 ′ when the positional deviation is corrected as shown in FIG. 4 (C).
Is stored. Further, the moving distance of the wafer stage 6 in the X direction at this time can be obtained from a design value (a distance between the marks RSa and RSb of the reticle R), but here, the X of the wafer stage 6 detected by the laser interferometer 11 is detected. Travel distance
Use Lx.

ここでレチクル・ローテーションを測定する際には、
ウエハステージ6は第4図に示すようにθ軸に対して回
転していないものとした。しかし実際には、マークMyと
レチクルRのマークRsa、Rsbとの各々を同時に検出する
ようにウエハステージ6を移動させるので、ウエハステ
ージ6にヨーイングが起こり得る。このため、CPU30は
ヨーイングによるウエハステージ6の回転ずれを誤差と
して含んだY座標系Y1′、Y2′を検出してしまう。そこ
でヨーイング発生による測定精度の低下を防止するため
に、CPU30はマークMyとマークRsa、Rsbとの各々を同時
に検出した時のウエハステージ6の回転量をレーザ干渉
計13とθカウンタ27とから求める。次にCPU30は検出し
た各回転量に基づいて、上述のように検出したY座標値
Y1′、Y2′を各々補正し、補正したY座標値をそれぞれ
Y1′、Y2として記憶する。
When measuring reticle rotation here,
The wafer stage 6 was not rotated with respect to the θ axis as shown in FIG. However, in reality, since the wafer stage 6 is moved so as to simultaneously detect the mark My and the marks Rsa and Rsb of the reticle R, yawing may occur on the wafer stage 6. Therefore, the CPU 30 detects the Y coordinate systems Y 1 ′ and Y 2 ′ that include the rotational deviation of the wafer stage 6 due to yawing as an error. Therefore, in order to prevent the measurement accuracy from deteriorating due to the occurrence of yawing, the CPU 30 obtains the rotation amount of the wafer stage 6 when the mark My and the marks Rsa and Rsb are simultaneously detected from the laser interferometer 13 and the θ counter 27. . Next, the CPU 30 detects the Y coordinate value detected as described above based on the detected rotation amounts.
Correct Y 1 ′ and Y 2 ′ respectively, and use the corrected Y coordinate values respectively.
It is stored as Y 1 ′ and Y 2 .

又、第4図のようにウエハステージ6のθ軸は座標系
XYに対してθmだけずれて決定されている。このためレ
ーザ干渉計11、12により各々検出されるウエハステージ
6のX方向の移動距離LxとY方向の移動距離ΔY=(Y2
−Y1)とは、それぞれX′、Y′だけ実際の移動距離よ
りずれて検出される。従ってレチクル・ローテーション
量は、座標系XYに対してではなく、みかけ上θ軸に対す
るレチクルRの回転量θrとしてCPU30により演算され
る。
Further, as shown in FIG. 4, the θ axis of the wafer stage 6 is a coordinate system.
It is determined by shifting θm from XY. Therefore, the moving distance Lx in the X direction and the moving distance ΔY = (Y 2 in the Y direction of the wafer stage 6 detected by the laser interferometers 11 and 12, respectively.
-Y 1 ) is detected by deviating from the actual moving distance by X'and Y ', respectively. Therefore, the reticle rotation amount is calculated not by the coordinate system XY but by the CPU 30 as the apparent rotation amount θr of the reticle R with respect to the θ axis.

これよりCPU30はθ軸に対するレチクルRの回転量θ
rを式(1)から演算する。
From this, the CPU 30 determines the rotation amount θ of the reticle R with respect to the θ axis.
r is calculated from the equation (1).

ただし、回転量θrは極めて小さいため式(2)により
近似演算する。
However, since the rotation amount θr is extremely small, the approximate calculation is performed by the equation (2).

このレチクル・ローテーションの計測は、精度向上の点
から同様な計測を複数回行ない、CPU30はその各々で求
めた回転量θrを平均化した値を記憶する。
This reticle rotation measurement is performed a plurality of times in order to improve accuracy, and the CPU 30 stores a value obtained by averaging the rotation amount θr obtained for each of them.

さて、ウエハW上には第1層目のレチクルRの回路パ
ターンがウエハステージ6の移動座標系としての座標系
XYに対して回転ずれなく転写されているものとする。し
かし、実際にはアライメント精度の低下等の原因のた
め、各チップCの回転ずれが残存していることがある。
従って、第2層目以降のパターンを重ね合わせて露光す
る時には、このチップCの残存回転誤差、即ちチップ・
ローテーションを考慮する必要がある。
On the wafer W, the circuit pattern of the reticle R of the first layer is the coordinate system as the moving coordinate system of the wafer stage 6.
It is assumed that the image is transferred without rotation deviation with respect to XY. However, in reality, due to a decrease in alignment accuracy or the like, the rotational deviation of each chip C may remain.
Therefore, when the patterns of the second and subsequent layers are superposed and exposed, the residual rotation error of the chip C, that is, the chip
It is necessary to consider rotation.

第7図は、X軸上に転写された特定のチップCの配列
状態を示し、各回転ずれは誇張して表してある。第7図
において反時計回りを正方向とすると、各チップCの中
心は座標系XYのX軸上に正確に位置するが、各チップC
はチップ・ローテーションのためにθ軸に対して正方向
にθcだけ回転しているものとする。第2層目のレチク
ルRの回路パターンの投影像Pr′は、レチクル・ローテ
ーションのためにθ軸に対して負方向にθrだけ回転し
ている。このため投影像Pr′とチップCとは、Δθ=
(θc−θr)だけ相対的に回転していることになる。
又ウエハW上の各チップCの両側には、第1層目のレチ
クルRのパターン領域Prに付随して形成されたマークの
マーク像Sy、Sy′が形成されている。マークSy、Sy′は
共にX軸上に伸びた公知の回折格子パターンである。
FIG. 7 shows the arrangement state of the specific chips C transferred onto the X axis, and each rotation deviation is exaggerated. If the counterclockwise direction is the positive direction in FIG. 7, the center of each chip C is accurately located on the X axis of the coordinate system XY, but each chip C
Is rotated by θc in the positive direction with respect to the θ axis due to chip rotation. The projected image Pr ′ of the circuit pattern of the reticle R of the second layer is rotated by θr in the negative direction with respect to the θ axis due to the reticle rotation. Therefore, the projection image Pr ′ and the chip C are Δθ =
This means that they are relatively rotating by (θc−θr).
On both sides of each chip C on the wafer W, mark images Sy and Sy ′ of marks formed in association with the pattern region Pr of the reticle R of the first layer are formed. Both marks Sy and Sy 'are known diffraction grating patterns extending on the X axis.

次に、CPU30はチップ・ローテーションを測定する。
チップ・ローテーション測定にはLSA系17aによるスポッ
ト光を用い、マークSy、Sy′のY方向の位置ずれを検出
することによってチップCの回転量θcを求める。ここ
で、このチップ・ローテーション測定もレチクル・ロー
テーション測定と同様に、測定時のヨーイング発生によ
る測定精度の低下を防止するために、レーザ干渉計13等
から検出した測定時のウエハステージ6の回転量に基づ
いて、検出したY座標値の補正を行なう。
Next, the CPU 30 measures the chip rotation.
The spot rotation by the LSA system 17a is used for the chip rotation measurement, and the rotation amount θc of the chip C is obtained by detecting the positional deviation of the marks Sy and Sy ′ in the Y direction. Here, in the same manner as the reticle rotation measurement, the tip rotation measurement also includes the rotation amount of the wafer stage 6 at the time of measurement detected by the laser interferometer 13 or the like in order to prevent a decrease in measurement accuracy due to yawing during measurement. The detected Y coordinate value is corrected based on the above.

そこで、まずCPU30はスポット光がウエハW上の任意
のチップCのマークSyをY方向に走査するようにウエハ
ステージ6を移動させる。そして、スポット光とマーク
Syとが一致した時のY座標値をレーザ干渉計12かに読み
込み、測定時のウエハステージ6の回転量(零リセット
からの変化量)に基づいて補正した値をY座標値Y3とし
て記憶する。次にスポット光がマークSy′と平行に並ぶ
ように、ウエハステージ6をX方向に移動する。その移
動量はマークSyとSy′の間隔分であるが、レーザ干渉計
11から正確に読み取るものとし、この値はPxとして記憶
される。CPU30は同様にマークSy′をスポット光でY方
向に走査し、スポット光とマークSy′とが一致した時の
Y座標値をレーザ干渉計12から読み込み、測定時のウエ
ハステージ6の回転量(零リセットからの変化量)に基
づいて補正した値をY座標値Y4として記憶する。又、こ
れらの測定値はRR測定と同様にθ軸の座標系XYに対する
回転ずれθmを誤差として含んでいる。従ってチップ・
ローテーションは、見かけ上θ軸に対するチップCの回
転量θcとしてCPU30により演算される。
Therefore, the CPU 30 first moves the wafer stage 6 so that the spot light scans the mark Sy of the arbitrary chip C on the wafer W in the Y direction. And spot light and mark
The Y coordinate value when Sy matches is read into the laser interferometer 12, and the value corrected based on the rotation amount (change amount from zero reset) of the wafer stage 6 at the time of measurement is stored as the Y coordinate value Y 3. To do. Next, the wafer stage 6 is moved in the X direction so that the spotlights are aligned in parallel with the marks Sy '. The amount of movement is the distance between the marks Sy and Sy ′, but the laser interferometer
It should be read exactly from 11, and this value is stored as Px. Similarly, the CPU 30 scans the mark Sy ′ with the spot light in the Y direction, reads the Y coordinate value when the spot light and the mark Sy ′ coincide with each other from the laser interferometer 12, and rotates the wafer stage 6 at the time of measurement ( The value corrected based on the change amount from the zero reset) is stored as the Y coordinate value Y 4 . Further, these measured values include the rotation deviation θm with respect to the coordinate system XY of the θ axis as an error, as in the RR measurement. Therefore tip
The rotation is apparently calculated by the CPU 30 as the rotation amount θc of the chip C with respect to the θ axis.

これより、CPU30は以下の式(3)によりチップCの
回転量θcを演算する。ただし、θcは極めて小さいの
で近似してある。
From this, the CPU 30 calculates the rotation amount θc of the chip C by the following equation (3). However, since θc is extremely small, it is approximated.

このチップ・ローテーションの計測は、精度向上の点か
らウエハWの中央付近、またはウエハW周辺の正多角形
の頂点に位置する複数のチップCについて同様に行な
い、その各々のチップCで求めたθcを平均化したもの
を用いる。
From the viewpoint of improving accuracy, this chip rotation measurement is similarly performed for a plurality of chips C located near the center of the wafer W or at the apex of a regular polygon around the wafer W, and θc obtained for each of the chips C is determined. What is averaged is used.

次に、CPU30は計測したチップ・ローテーションとレ
チクル・ローテーションとに基づいて、レチクルRの投
影像Pr′とチップCとの相対的な回転誤差を補正する。
そこで、まずチップCと投影像Pr′との相対的な回転量
Δθ=(θc−θr)を求める。そして、駆動部4を介
してレチクルステージ2を座標系XYに対して正方向にΔ
θだけ回転駆動させる。レチクルステージ2の回転はレ
ーザ干渉計20、21、22によってモニターされ、X、Y方
向に位置ずれすることなくレチクルステージ2は回転駆
動される。従って、ウエハW上の各チップCと第2層目
のパターンの投影像Pr′との相対的な回転誤差が補正さ
れ、正確に重ね合わせが行なわれる。
Next, the CPU 30 corrects the relative rotation error between the projected image Pr ′ of the reticle R and the chip C based on the measured chip rotation and reticle rotation.
Therefore, first, the relative rotation amount Δθ = (θc−θr) between the chip C and the projected image Pr ′ is obtained. Then, the reticle stage 2 is moved in the positive direction Δ with respect to the coordinate system XY via the drive unit 4.
Rotate by θ. The rotation of the reticle stage 2 is monitored by the laser interferometers 20, 21, 22 and the reticle stage 2 is rotationally driven without displacement in the X and Y directions. Therefore, the relative rotation error between each chip C on the wafer W and the projected image Pr ′ of the pattern of the second layer is corrected, and the superposition is performed accurately.

次にステップ202において、CPU30はチップCと投影像
Pr′との相対的な回転誤差が補正された時点で、レチク
ルステージ2の回転量を検出するθカウンタ24の計数値
を零にリセットする。このリセット動作によって、チッ
プCと投影像Pr′とが正確に重ね合わせされた際に、θ
カウンタ27とθカウンタ24とからの各計数値が共に零と
なり、θカウンタ24とθカウンタ27とが、つまりレチク
ルステージ2の回転の基準とウエハステージ6の回転の
基準とが対応付けられる。そして、CPU30はステップ・
アンド・リピート方式で第2層目のパターンをウエハW
上の各チップCに重ね合わせて露光するために、次に駆
動部8、9を介してウエハステージ6を移動し、ウエハ
Wを所定の露光開始位置にセットする。
Next, in step 202, the CPU 30 projects the chip C and the projected image.
When the rotation error relative to Pr ′ is corrected, the count value of the θ counter 24 that detects the rotation amount of the reticle stage 2 is reset to zero. By this resetting operation, when the chip C and the projected image Pr ′ are accurately superimposed, θ
Both the count values from the counter 27 and the θ counter 24 become zero, and the θ counter 24 and the θ counter 27 are associated with each other, that is, the rotation reference of the reticle stage 2 and the rotation reference of the wafer stage 6. And CPU30
Wafer W for the second layer pattern using the and repeat method
In order to perform exposure by superimposing on each of the chips C above, the wafer stage 6 is next moved via the drive units 8 and 9, and the wafer W is set at a predetermined exposure start position.

次にステップ203において、CPU30はウエハW上の各チ
ップCと第2層目のパターンの投影像Pr′とを重ね合わ
せて露光する。ここでは、まずウエハW上の第1番目の
チップCに重ね合わせ露光が行なわれる。この時第1番
目のチップCと投影像Pr′とは相対的な回転誤差(θカ
ウンタ27の計数値変化)がなく、正確に重ね合わされて
露光されたものとする。
Next, in step 203, the CPU 30 exposes the chips C on the wafer W and the projected image Pr ′ of the pattern of the second layer in an overlapping manner. Here, first, overlay exposure is performed on the first chip C on the wafer W. At this time, it is assumed that the first chip C and the projected image Pr 'do not have a relative rotation error (change in the count value of the θ counter 27) and are accurately superimposed and exposed.

次にステップ204において、CPU30はウエハW全体に第
2層目の回路パターンが重ね合わせ露光されたか否か判
断する。ここでは、ウエハW上の第1番目のチップCに
重ね合わせ露光が行なわれただけであるので、次のステ
ップ205を実行する。
Next, in step 204, the CPU 30 determines whether or not the second wafer circuit pattern has been overlaid and exposed on the entire wafer W. Since only the first chip C on the wafer W has been subjected to the overlay exposure here, the next step 205 is executed.

ステップ205において、CPU30は第2番目のチップCを
重ね合わせ露光するため、ウエハステージ6をステップ
・アンド・リピート方式による移動座標系としての座標
系XYのX軸又はY軸に沿って、所定量だけ駆動部9(又
は駆動部8)によりステッピングさせる。
In step 205, the CPU 30 exposes the second chip C in a superimposed manner, so that the wafer stage 6 is moved by a predetermined amount along the X-axis or Y-axis of the coordinate system XY as a moving coordinate system by the step-and-repeat method. Only the driving unit 9 (or the driving unit 8) causes stepping.

このステッピングに伴なってウエハステージ6にヨー
イングが発生しウエハステージ6が回転すると、CPU30
はステップ206において、ウエハステージ6の回転量W
θを検出する。回転量Wθはθカウンタ27によって計測
されるが、θカウンタ27は上述したように予め零にリセ
ットされているため、この計数値はウエハステージ6の
基準値から回転量Wθに対応している。以上により、ウ
エハステージ6の回転量Wθの測定が完了し、この回転
ずれを補正するため次のステップ207を実行する。
When the wafer stage 6 is rotated due to this stepping and the wafer stage 6 rotates, the CPU 30
Is the rotation amount W of the wafer stage 6 in step 206.
Detect θ. The rotation amount Wθ is measured by the θ counter 27. Since the θ counter 27 is reset to zero in advance as described above, this count value corresponds to the rotation amount Wθ from the reference value of the wafer stage 6. With the above, the measurement of the rotation amount Wθ of the wafer stage 6 is completed, and the following step 207 is executed to correct this rotation deviation.

ステップ207において、CPU30はステップ206でθカウ
ンタ27が検出したウエハステージ6の回転量Wθに応じ
て、レチクルステージ2を駆動部4、5を介してウエハ
ステージ6の回転方向と同方向にWθだけ回転させる。
つまり、レチクルステージ2のθカウンタ24はステップ
202において零にリセットされ、θカウンタ27と対応付
けられているので、θカウンタ24により検出されるレチ
クルステージ2の回転量Rθがθカウンタ27と等しい値
を検出するように、即ち回転量RθがRθ=0からRθ
=Wθとなるようにレチクルステージ2を回転させる。
このレチクルステージ2の回転もレーザ干渉計20、21、
22によってモニターされ、X、Y方向に位置ずれするこ
となくレチクルステージ2は回転駆動される。これによ
りウエハW上の第2番目のチップCと投影像Pr′とが正
確に重ね合わされ、次にCPU30は重ね合わせ露光を行な
うために再びステップ203を実行する。
In step 207, the CPU 30 moves the reticle stage 2 by Wθ in the same direction as the rotation direction of the wafer stage 6 via the drive units 4 and 5 according to the rotation amount Wθ of the wafer stage 6 detected by the θ counter 27 in step 206. Rotate.
That is, the θ counter 24 of the reticle stage 2 is stepped.
Since it is reset to zero in 202 and is associated with the θ counter 27, the rotation amount Rθ of the reticle stage 2 detected by the θ counter 24 is detected to be equal to the θ counter 27, that is, the rotation amount Rθ is detected. Rθ = 0 to Rθ
The reticle stage 2 is rotated so that = Wθ.
The rotation of the reticle stage 2 is also caused by the laser interferometers 20, 21,
The reticle stage 2 is rotationally driven without being displaced in the X and Y directions by the monitor 22. As a result, the second chip C on the wafer W and the projected image Pr 'are accurately superposed, and then the CPU 30 executes step 203 again to perform superposition exposure.

以上のように第2層目の重ね合わせ露光は、CPU30が
ステップ203からステップ207までの動作を繰り返し、ウ
エハステージ6の回転ずれをレチクルステージ2の回転
で補正しながら第2層目の回路パターンをウエハW上の
各チップCと重ね合わせてステップ・アンド・リピート
方式で露光する。このため、ウエハW上の各チップCと
投影像Pr′とは正確に重ね合わせされ、第2層目の回路
パターンはヨーイングのために重ね合わせ精度を低下さ
せることなく露光される。
As described above, in the overlay exposure of the second layer, the CPU 30 repeats the operations from step 203 to step 207, and corrects the rotation deviation of the wafer stage 6 by the rotation of the reticle stage 2 and the circuit pattern of the second layer. Is overlapped with each chip C on the wafer W and exposed by the step-and-repeat method. Therefore, each chip C on the wafer W and the projected image Pr 'are accurately superimposed, and the circuit pattern of the second layer is exposed due to yawing without lowering the overlay accuracy.

又、第3層目以降の露光についても第2層目の露光と
同様の動作、ステップ200からステップ207までの動作を
行なう。これより、ウエハステージ6のヨーイングによ
る重ね合わせパターン相互の回転誤差が補正され、正確
に重ね合わせ露光が行なわれる。
Also, for the exposure of the third and subsequent layers, the same operation as the exposure of the second layer, that is, the operations from step 200 to step 207 are performed. As a result, the rotational error between the overlay patterns due to the yawing of the wafer stage 6 is corrected, and the overlay exposure is performed accurately.

かくして本実施例によれば、RR(レチクル・ローテー
ション)、CR(チップ・ローテーション)の測定時のヨ
ーイングによるアッベの誤差を共にθカウンタ27からせ
検出したウエハステージ6の回転量に基づいて補正し、
RR、CRの演算を行なう。そして、これらの測定値に基づ
いてレチクルステージ2をΔθだけ回転させるので、ウ
エハステージ6の全ての移動に伴うヨーイングの影響が
防止され、正確にθカウンタ24、27の対応付けが行なわ
れる。このため、ウエハステージ6のヨーイングによる
レチクルRの回路パターンの投影像Pr′とのウエハW上
に配列された各チップCとの相対的な回転誤差をウエハ
ステージ6の回転方向と同方向にWθだけレチクルステ
ージ2を回転させて補正することができる。又、レーザ
干渉計13によるウエハステージ6のヨーイング計測のデ
ータのみに基づいて、レチクルステージ2のθカウンタ
24が同じ回転量を計測するように、レチクルステージ2
を回転させるだけなので、1ショット毎のアライメント
(マーク検出動作)を行なわずともレチクルRのパター
ンの投影像Pr′とウエハW上に配列された各チップCと
の相対的な回転誤差が補正される。
Thus, according to the present embodiment, both Abbe errors due to yawing during RR (reticle rotation) and CR (chip rotation) measurements are corrected based on the rotation amount of the wafer stage 6 detected by the θ counter 27. ,
Calculate RR and CR. Since the reticle stage 2 is rotated by Δθ based on these measured values, the influence of yawing accompanying all movements of the wafer stage 6 is prevented, and the θ counters 24 and 27 are accurately associated with each other. Therefore, a relative rotation error between the projected image Pr ′ of the circuit pattern of the reticle R by the yawing of the wafer stage 6 and each chip C arranged on the wafer W is Wθ in the same direction as the rotation direction of the wafer stage 6. Only the reticle stage 2 can be rotated and corrected. Further, the θ counter of the reticle stage 2 is based on only the data of the yawing measurement of the wafer stage 6 by the laser interferometer 13.
Reticle stage 2 so that 24 measures the same amount of rotation
Since only the rotation is performed, the relative rotation error between the projected image Pr ′ of the pattern of the reticle R and each chip C arranged on the wafer W is corrected without performing the alignment (mark detection operation) for each shot. It

以上の通り本発明の一実施例において、第2層目以降
の回路パターンをウエハW上の各チップCと重ね合わせ
て露光する場合について述べた。しかし、本発明の方法
を第1層目の回路パターンをウエハW上にステップ・ア
ンド・リピート方式で露光する場合に適用しても、ウエ
ハステージ6のヨーイングにより第1層目の回路パター
ンがステップ・アンド・リピート方式による移動座標系
としての座標系XYに対して回転してウエハW上の露光さ
れることが防止されるのは明らかである。即ち、第1層
目の露光における座標系XYに対するレチクル・ローテー
ションによるレチクルの相対的な回転ずれを上述と同様
にレチクルステージ2を正方向にΔθだけ回転駆動させ
て補正する。この際、レチクルステージ2の回転量Δθ
はチップ・ローテーションが零である(ウエハW上にチ
ップが形成されていない)ためにΔθ=−θrはであ
る。そしてウエハステージ6を所定量だけステッピング
させ順次露光を行なう。ヨーイングによるウエハステー
ジ6の回転量Wθはレーザ干渉計13、θカウンタ27を用
いて検出し、この回転量Wθに応じてレチクルステージ
2をウエハステージ6の回転方向と同方向にWθだけ回
転させることによって回路パターンの回転ずれが補正さ
れる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the case has been described in which the circuit patterns of the second and subsequent layers are overlapped with the respective chips C on the wafer W and exposed. However, even when the method of the present invention is applied when the circuit pattern of the first layer is exposed on the wafer W by the step-and-repeat method, the circuit pattern of the first layer is stepped by the yawing of the wafer stage 6. It is obvious that the wafer W is prevented from being exposed by being rotated with respect to the coordinate system XY as the moving coordinate system by the and repeat method. That is, the relative rotational deviation of the reticle due to the reticle rotation with respect to the coordinate system XY in the exposure of the first layer is corrected by rotating the reticle stage 2 in the positive direction by Δθ in the same manner as described above. At this time, the rotation amount Δθ of the reticle stage 2
Δθ = −θr is because the chip rotation is zero (no chips are formed on the wafer W). Then, the wafer stage 6 is stepped by a predetermined amount to perform sequential exposure. The rotation amount Wθ of the wafer stage 6 due to yawing is detected by using the laser interferometer 13 and the θ counter 27, and the reticle stage 2 is rotated by Wθ in the same direction as the rotation direction of the wafer stage 6 according to the rotation amount Wθ. By this, the rotation deviation of the circuit pattern is corrected.

又、θカウンタ24とθカウンタ27とを各々零リセット
し、対応付けてからウエハステージ6の回転量Wθを計
測して、ヨーイングによるレチクルRとウエハWとの相
対的な回転誤差の補正を行なっていた。しかし、θカウ
ンタ24、27を各々零リセットする代わりに、レチクルス
テージ2をΔθだけ回転させた後のθカウンタ24の計数
値θと、露光装置の起動時のθカウンタ27の計数値θ
との各々を初期値としてCPU30に記憶させる。そして
この初期値θ、θを基準として、レチクルステージ
2とウエハステージ6の回転量を求め、レチクルRとウ
エハWとの相対的な回転誤差の補正を行なっても同様の
効果を得られることは明らかである。又、θカウンタ27
の零リセット或いは計数値θの記憶は、露光装置の起
動時に限られるものではなく、露光装置の起動時からR
R、CR測定が行なわれる直前までの間に行なえば良い。
同様にθカウンタ24の零リセット或いは計数値θの記
憶は、RR、CRの補正終了後から第1ショット位置の重ね
合わせ露光が実行される前までの間に行なえば良い。
Further, the θ counter 24 and the θ counter 27 are each reset to zero, and after being associated with each other, the rotation amount Wθ of the wafer stage 6 is measured, and the relative rotation error between the reticle R and the wafer W due to yawing is corrected. Was there. However, instead of resetting each of the θ counters 24 and 27 to zero, the count value θ 1 of the θ counter 24 after rotating the reticle stage 2 by Δθ and the count value θ 1 of the θ counter 27 when the exposure apparatus is started.
Each of 2 and 2 is stored in the CPU 30 as an initial value. The same effect can be obtained even if the rotation amounts of the reticle stage 2 and the wafer stage 6 are calculated with reference to the initial values θ 1 and θ 2 and the relative rotation error between the reticle R and the wafer W is corrected. That is clear. Also, θ counter 27
The zero reset or the storage of the count value θ 2 is not limited to the time when the exposure apparatus is started, but is not limited to the time when the exposure apparatus is started.
It should be done before the R and CR measurements are taken.
Similarly, the zero reset of the θ counter 24 or the storage of the count value θ 1 may be performed after the completion of the correction of RR and CR and before the execution of the overlay exposure of the first shot position.

又、本実施例ではステップ201のようにLSA系17aを用
い、アッベの誤差の補正を加えてCR測定を行ない、ウエ
ハWの中心付近に位置する複数のチップCのCRを平均化
し、ウエハW上のチップCのθ軸に対する回転量θcを
求めていた。しかし、本実施例で用いる回転量θcの測
定方法は上述の方法に限られるものではない。例えば、
ウエハWの中心付近と外周近くに位置する任意の複数の
チップCのCRをLSA系17aで検出し、アッベの誤差の補正
を加え、統計的手法、例えば最小二乗法を用いて最適な
回転量θcを求めても同様の効果を得ることができるこ
とは明らかである。
In this embodiment, the LSA system 17a is used as in step 201, the CR measurement is performed by correcting the Abbe error, and the CRs of the plurality of chips C located near the center of the wafer W are averaged. The amount of rotation θc of the upper chip C with respect to the θ axis was obtained. However, the method of measuring the rotation amount θc used in this embodiment is not limited to the above method. For example,
The LSA system 17a detects CRs of a plurality of arbitrary chips C located near the center and near the periphery of the wafer W, corrects Abbe's error, and uses a statistical method, for example, the least squares method to determine the optimum rotation amount. It is obvious that the same effect can be obtained by obtaining θc.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明によれば、ウエハステージのステ
ッピングに起因してウエハステージの回転ずれが生じて
も、この影響による第2層目以降の重ね合わせ露光にお
けるウエハ上の回路パターンとレチクルの回路パターン
との相対的な回転誤差、及びウエハ上に配列された第1
層目の回路パターンのステップ・アンド・リピート方式
によるウエハステージ6の移動座標系としての座標系XY
に対する回転ずれを防止でき、ウエハステージの移動に
応じて高精度、短時間で露光を行なうことができ、スル
ープットの低下等を防止することができるといった利点
がある。
As described above, according to the present invention, even if the wafer stage rotation shift occurs due to the wafer stage stepping, the circuit pattern on the wafer and the reticle circuit in the overlay exposure of the second and subsequent layers due to this influence. Rotation error relative to the pattern, and the first arrayed on the wafer
Coordinate system XY as the moving coordinate system of the wafer stage 6 by the step-and-repeat method of the circuit pattern of the layer
There is an advantage in that the rotation deviation with respect to can be prevented, the exposure can be performed with high accuracy and in a short time according to the movement of the wafer stage, and the deterioration of the throughput can be prevented.

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

第1図は本発明の一実施例によるアライメント方法を実
施するのに好適なシステムの概略的な構成を示す斜視
図、第2図は本発明の一実施例によるアライメント方法
を適用する装置の制御系のブロック図、第3図は本実施
例の動作を説明するためのフローチャート図、第4図、
第5図、第6図はレチクル・ローテーションの測定動作
の説明に供する図、第7図はチップ・ローテーションと
レチクル・ローテーションとによるチップCとレチクル
Rとの相対的な回転誤差の補正の説明に供する図であ
る。 1……投影レンズ、2……レチクルステージ、3、4、
5……レチクルステージ用駆動部、6……ウエハステー
ジ、10、11、12、20、21、22……レーザ干渉計、16a、1
6b……ダイ・バイ・ダイアライメント系、17a、17b……
レーザ・ステップ・アライメント系、24、27……θカウ
ンタ、30……プロセッサー(CPU)、R……レチクル、
W……ウエハ。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a system suitable for carrying out an alignment method according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control of an apparatus to which the alignment method according to one embodiment of the present invention is applied. FIG. 3 is a block diagram of the system, FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of this embodiment, FIG.
5 and 6 are diagrams for explaining the measurement operation of the reticle rotation, and FIG. 7 is for explaining the correction of the relative rotation error between the tip C and the reticle R due to the tip rotation and the reticle rotation. It is a figure to offer. 1 ... Projection lens, 2 ... Reticle stage, 3, 4,
5 ... Reticle stage drive unit, 6 ... Wafer stage, 10, 11, 12, 20, 21, 22 ... Laser interferometer, 16a, 1
6b …… die-by-die alignment system, 17a, 17b ……
Laser step alignment system, 24, 27 …… θ counter, 30 …… Processor (CPU), R …… Reticle,
W ... wafer.

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】マスク上のパターンの像で感光基板上の複
数のショット領域の各々を露光する装置に用いられるア
ライメント方法において、 前記感光基板に対して、前記マスクの相対的な回転ずれ
が所定の許容値以内となるように前記マスクを設定する
第1工程と; 前記マスクの所定の第1基準位置からの回転量を検出す
る第1の回転量検出手段と、前記感光基板の所定の第2
基準位置からの回転量を検出する第2の回転量検出手段
との両検出結果を、前記第1工程の後に対応付ける第2
工程と; 前記パターンの像で前記複数のショット領域の各々を露
光する際、前記第1の回転量検出手段が、前記第2工程
で対応付けられた前記第2の回転量検出手段の検出結果
とほぼ等しい回転量を検出するように前記マスクを回転
させる第3工程とを含むことを特徴とするアライメント
方法。
1. An alignment method used in an apparatus for exposing each of a plurality of shot areas on a photosensitive substrate with an image of a pattern on the mask, wherein a relative rotational displacement of the mask with respect to the photosensitive substrate is predetermined. A first step of setting the mask so as to be within an allowable value of; a first rotation amount detection means for detecting a rotation amount of the mask from a predetermined first reference position; and a predetermined first rotation amount of the photosensitive substrate. Two
The second detection result obtained by correlating both detection results with the second rotation amount detection means for detecting the rotation amount from the reference position after the first step.
And a step of detecting the detection result of the second rotation amount detection means associated with the first rotation amount detection means in the second step when exposing each of the plurality of shot areas with the image of the pattern. And a third step of rotating the mask so as to detect an amount of rotation substantially equal to.
【請求項2】前記第1の回転量検出手段および前記第2
の回転量検出手段の少なくとも一方は干渉計を用いるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
2. The first rotation amount detecting means and the second rotation amount detecting means.
2. The method according to claim 1, wherein at least one of the rotation amount detecting means in the above step uses an interferometer.
【請求項3】前記第1の回転量検出手段は、前記マスク
の前記第1基準位置からの回転量をインクリメント方式
で計測する第1計数回路を含み、前記第2の回転量検出
手段は、前記感光基板の前記第2基準位置からの回転量
をインクリメント方式で計測する第2計数回路を含み、
該第2計数回路は、前記第1工程以前に第2の所定値に
リセットされ、前記第1計数回路は、前記第1工程の後
に第1の所定値にリセットされ、前記第3工程では、前
記第2計数回路による計数値変化と前記第1計数回路に
よる計数値変化とがほぼ等しくなるように前記マスクを
回転させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の方法。
3. The first rotation amount detecting means includes a first counting circuit for measuring the rotation amount of the mask from the first reference position by an increment method, and the second rotation amount detecting means, A second counting circuit for measuring an amount of rotation of the photosensitive substrate from the second reference position by an increment method;
The second counting circuit is reset to a second predetermined value before the first step, the first counting circuit is reset to a first predetermined value after the first step, and in the third step, 2. The method according to claim 1, wherein the mask is rotated so that the change in the count value by the second counting circuit and the change in the count value by the first counting circuit are substantially equal to each other.
【請求項4】前記第1工程では、前記感光基板上のショ
ット領域と前記マスクとの相対的な回転ずれ量を検出
し、該回転ずれ量がほぼ零になるまで前記マスクを回転
させた後、前記第2工程では、前記第1計数回路を前記
第1の所定値にリセットすることを特徴とする特許請求
の範囲第3項記載の方法。
4. In the first step, after detecting a relative amount of rotation deviation between a shot area on the photosensitive substrate and the mask, the mask is rotated until the amount of rotation deviation becomes substantially zero. 4. The method according to claim 3, wherein in the second step, the first counting circuit is reset to the first predetermined value.
【請求項5】マスク上のパターンの像で感光基板上の複
数のショット領域の各々を露光する装置に用いられ、前
記感光基板上のマークの位置を検出するマーク検出系を
備えたアライメント装置において、 前記マスクの所定の第1基準位置からの回転量を検出す
る第1の回転量検出手段と; 前記感光基板の所定の第2基準位置からの回転量を検出
する第2の回転量検出手段と; 前記マーク検出系によって前記マークを検出したときの
前記第2の回転量検出手段の出力に基づいて前記マーク
の位置を補正するとともに、該補正された位置に基づい
て前記感光基板上のショット領域と前記マスクとの相対
的な回転ずれ量を検出する回転ずれ量検出手段と; 前記感光基板をステッピングさせて前記パターンの像で
前記複数のショット領域の各々を露光するために、前記
検出された回転ずれ量と前記感光基板をステッピングさ
せたときの前記第2の回転量検出手段の出力とに基づ
き、前記第1の回転量検出手段を用いて前記マスクを回
転させる駆動手段とを備えたことを特徴とするアライメ
ント装置。
5. An alignment apparatus used in an apparatus for exposing each of a plurality of shot areas on a photosensitive substrate with an image of a pattern on a mask, the alignment apparatus having a mark detection system for detecting the position of a mark on the photosensitive substrate. First rotation amount detecting means for detecting an amount of rotation of the mask from a predetermined first reference position; second rotation amount detecting means for detecting a rotation amount of the photosensitive substrate from a predetermined second reference position And; correcting the position of the mark based on the output of the second rotation amount detecting means when the mark is detected by the mark detecting system, and shot on the photosensitive substrate based on the corrected position. Rotation deviation amount detecting means for detecting a relative rotation deviation amount between an area and the mask; stepping the photosensitive substrate to expose each of the plurality of shot areas with the image of the pattern. In order to illuminate, the mask is removed using the first rotation amount detecting means based on the detected rotation deviation amount and the output of the second rotation amount detecting means when the photosensitive substrate is stepped. An alignment apparatus comprising: a drive unit for rotating the alignment apparatus.
【請求項6】前記第1の回転量検出手段および前記第2
の回転量検出手段の少なくとも一方は干渉計を用いるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の方法。
6. The first rotation amount detecting means and the second rotation amount detecting means.
6. The method according to claim 5, wherein at least one of the rotation amount detecting means in step 1 uses an interferometer.
【請求項7】前記駆動手段は、前記露光前に前記回転ず
れ量をほぼ零とするように前記マスクを回転させるとと
もに、前記露光時は前記第2の回転量検出手段の出力に
基づいて前記マスクを回転させることを特徴とする特許
請求の範囲第5項記載の装置。
7. The driving means rotates the mask so that the rotation deviation amount becomes substantially zero before the exposure, and at the time of the exposure, the driving means is operated based on an output of the second rotation amount detecting means. Device according to claim 5, characterized in that the mask is rotated.
【請求項8】前記第1の回転量検出手段と前記第2の回
転量検出手段の両検出結果は、前記回転ずれ量をほぼ零
とするように前記マスクが回転された後で対応付けら
れ、前記駆動手段は、前記第1の回転量検出手段が前記
対応付けられた第2の回転量検出手段の検出結果とほぼ
等しい回転量を検出するように前記マスクを回転させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の装置。
8. The detection results of both the first rotation amount detecting means and the second rotation amount detecting means are associated with each other after the mask is rotated so that the rotation deviation amount becomes substantially zero. The driving unit rotates the mask so that the first rotation amount detecting unit detects a rotation amount substantially equal to a detection result of the associated second rotation amount detecting unit. The device according to claim 7.
【請求項9】前記第1の回転量検出手段と前記第2の回
転量検出手段はそれぞれ前記回転量を計数する計数回路
を有し、前記第1の回転量検出手段は、前記第2の回転
量検出手段に対応付けられるように前記計数回路が所定
値にリセットされることを特徴とする特許請求の範囲第
8項記載の装置。
9. The first rotation amount detecting means and the second rotation amount detecting means each have a counting circuit for counting the rotation amount, and the first rotation amount detecting means is the second rotation amount detecting means. 9. The device according to claim 8, wherein the counting circuit is reset to a predetermined value so as to be associated with the rotation amount detecting means.
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