JP2715937B2 - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
- Publication number
- JP2715937B2 JP2715937B2 JP27258394A JP27258394A JP2715937B2 JP 2715937 B2 JP2715937 B2 JP 2715937B2 JP 27258394 A JP27258394 A JP 27258394A JP 27258394 A JP27258394 A JP 27258394A JP 2715937 B2 JP2715937 B2 JP 2715937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- exposure
- original
- reticle
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマスクやレチクル上の原
画パターン（回路パターン等）の像を投影光学系を介し
てウェハ等の感光基板に露光する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の露光方法が適用される投影型露
光装置は高解像力の投影レンズを有し、露光すべき半導
体ウェハ等の感光基板上でサブミクロンの線幅でパター
ンの転写が可能となってきた。一般に投影レンズのイメ
ージフィールドはウェハ全面に対して小さな面積しかな
いので、この種の装置ではレチクル（マスクと同義）上
のパターンの投影像に対してウェハを歩進させては露光
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。この場合、ウェハ全面に同一の回
路パターンのみを繰り返し形成するなら、そのウェハの
ある層を露光するためのレチクルは１枚でよい訳であ
る。ところがウェハ上の一部分に実用回路パターン以外
にテスト回路用のパターンを作り込む場合は、ある層に
対して常に２枚以上のレチクルを用意しておく必要があ
る。通常、投影型露光装置で露光できるレチクルは一枚
であるため、実用回路パターンを露光するためのレチク
ルと、テスト回路用のパターンを露光するためのレチク
ルとを交換する必要がある。 【０００３】また別の手法として、一枚のレチクル上に
異なる回路パターン（実用回路やテスト回路）を予め複
数形成しておき、必要とする回路パターン以外が照明さ
れないように、レチクルブラインド（照明視野絞り）で
開口の寸法や形状を制限し、照明された回路パターンの
投影像がウェハ上の所定位置に露光されるように、ウェ
ハを載置するステージを位置決めする方式もある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
では、レチクルを交換する場合、その２つのレチクルに
は共通の位置にアライメントマークが形成されており、
レチクル交換のたびにこのマークを使ってレチクルを装
置に対して位置決めする作業（レチクルアライメント）
が不可欠であり、レチクル交換、レチクルアライメント
に要する時間的な損失が必然的に伴なう。 【０００５】また、１枚のレチクル上に異なる回路パタ
ーンを形成してレチクルブラインドの開口を制限するこ
とで必要な回路パターンを照明する場合、レチクルブラ
インドを全開にすれば、複数の回路パターンの全てが投
影レンズを介してウェハに投影されるように定めておく
必要がある。従って投影レンズのイメージフィールド内
にしめる個々の回路パターンの像の寸法が大きくできな
いといった問題がある。また投影レンズのイメージフィ
ールド内を分割して使うため、分割された領域の夫々で
の像のディストーションが露光ショット上微妙に異なる
ことになり、これは重ね合わせ露光を行なう際の重ね合
わせ精度の向上を阻むことにもなる。 【０００６】特に近年、チップインテグレーション、あ
るいはウェハインテグレーションと呼ばれる手法でＶＬ
ＳＩを作成することが提案されているが、その場合、露
光できる回路パターン像の寸法は、投影レンズのイメー
ジフィールドのみで制限される程度に大きく取れること
が望まれ、かつ回路パターンの交換も短時間に行なわれ
ることが望まれている。さらに投影レンズのイメージフ
ィールド等の制限で決まる最大露光ショット面積よりも
大きな回路パターンを作る場合は、画面合成という手法
が使われるが、この際にも高速な回路パターン（原画パ
ターン）の交換が望まれる。 【０００７】しかしながら、現在のところ実用に耐え得
るだけの高速性と高精度とを兼ね備えた装置はなく、チ
ップインテグレーション、ウェハインテグレーション、
又は画面合成を前提にした使い方のできる投影露光装置
の実用化が強く望まれてきた。本発明はチップインテグ
レーション、ウェハインテグレーション等によるＶＬＳ
Ｉを作成する場合等に好適な高速原画パターン交換と高
精度な位置合わせ（重ね合わせ）を同時に達成し得る露
光方法を得ることを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、所定の方向に
移動するステージ（７）に載置された第１原画パターン
（ＰＴ１）と第２原画パターン（ＰＴ２）との像を投影
光学系（１２）を介して感光基板上（Ｗ）の第１及び第
２の露光領域（Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ）の夫々に露光して
少なくとも前記１原画パターンと第２原画パターンとか
らなる合成パターンを露光する露光方法において、第１
原画パターンと第２原画パターンとが互いに重ならず、
且つ第１及び第２原画パターン内の所定の露光中心点
（Ｏ１，Ｏ２）がステージの移動ストロークに応じて定
められた位置関係となるように第１、第２原画パターン
を一体的に保持する工程と、第１原画パターンに形成さ
れたアライメント用のマーク（ＲＭ１〜ＲＭ４）と感光
基板に形成されたアライメント用のマークとの相対的な
位置関係を検出することによって、第１原画パターンの
露光中心点（Ｏ１）を投影光学系の有効投影領域内の所
定位置（ＡＸ）に位置決めするとともに、感光基板上の
第１の露光領域（Ｆｕ−Ａ）を投影光学系の有効投影領
域に対して位置決めする工程（ステップ１００〜１０
５）と、第１の露光領域を前記第１原画パターンの像で
投影露光する第１の露光工程（ステップ１０６）と、第
１原画パターンを第２原画パターンに交換する際、第
１、第２原画パターンの各露光中心点の予め定められた
位置関係に基づいて、第２原画パターンの露光中心点
（Ｏ２）を第１の露光工程における第１原画パターンの
露光中心点と実施的に同じ位置に位置決めするととも
に、第１原画パターンと前記第２原画パターンとが合成
されるように感光基板を移動させて、第２の露光領域を
投影光学系の有効投影領域に対して位置決めする工程
（ステップ１０３、１０５）と、第２の露光領域を第２
原画パターンの像で投影露光する第２の露光工程（ステ
ップ１０６）とを含み、少なくとも第１原画パターンと
第２原画パターンとからなる合成パターンを露光してい
る。 【０００９】また、第１及び第２の原画パターン（ＰＴ
1 ，ＰＴ2 ）は１つのマスク（Ｒ）上に形成されてお
り、このマスクを移動することによって原画パターンの
位置決めを行うこととした。或いは、第１及び第２の原
画パターン（ＰＴ1 〜ＰＴ4 ）のそれぞれは、複数のマ
スク（Ｒ1 〜Ｒ4 ）に形成されており、この複数のマス
クを一体に保持するテーブル（７）を移動することによ
って原画パターンの位置決めを行うこととした。 【００１０】さらに、第１及び第２の露光領域（Ｆｕ−
Ａ，Ｆｕ−Ｂ）は、感光基板（Ｗ）上に複数組（ＣＰ1
〜ＣＰ9 ）存在し、複数組のうち１組の露光領域に対し
て第１及び第２の原画パターンの像を投影した後、他の
露光領域の組に対して第１及び第２の原画パターンの像
を投影することとした。或いは、第１及び第２の露光領
域（Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ）は、感光基板（Ｗ）上にそれ
ぞれ複数存在し、複数の第１の露光領域の全てに対して
第１の原画パターンの像を投影した後、第２の露光領域
に対して第２の原画パターンの像を投影することとし
た。 【００１１】その他、原画パターンの移動の精度は、感
光基板の移動の精度を投影光学系の投影倍率で除した値
であることとした。さらに、本発明は、所定の方向に移
動するステージ（７）に載置された第１及び第２原画パ
ターン（ＰＴ１〜ＰＴ４）の像を感光基板上（Ｗ）の第
１及び第２の露光領域（Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ）の夫々に
露光して少なくとも１原画パターンと第２原画パターン
とからなる合成パターンを露光する露光方法において、
第１及び第２原画パターン内の所定の露光中心点がステ
ージの移動ストロークに応じて定められた位置関係とな
るように第１、第２原画パターンを配置する工程と、第
１原画パターンに付随したアライメント用のマーク（Ｒ
Ｍ１〜ＲＭ４）と感光基板上のアライメントマークの位
置関係を検出し、この検出結果に基づいて第１原画パタ
ーンと第１の露光領域とを位置合わせする工程と、第１
原画パターンの像を第１の露光領域に露光する第１の露
光工程と、第１の露光工程における第１原画パターンの
位置と実質的に同じ位置に第２原画パターンを位置決め
するとともに、第１原画パターンと前記第２原画パター
ンとが合成されるように感光基板を移動させて、第２原
画パターンに対して第２の露光領域を位置合わせする工
程と、第２原画パターンの像を第２の露光領域に露光す
る第２の露光工程とを含み、少なくとも第１原画パター
ンと第２原画パターンとからなる合成パターンを露光し
ている。 【００１２】 【作用】本発明によれば、複数の原画パターンを予め定
められた位置関係で一体的に保持し、第１原画パターン
についてはアライメント用のマークを検出することによ
って位置決めし、第２原画パターンについては予め定め
られた位置関係に基づいて第１原画パターンを位置決め
した位置と実質的に同じ位置に位置決めするため、原画
パターンを高速に交換することができる。 【００１３】 【実施例】図１は本発明の露光方法を適用するのに好適
な投影型露光装置の主要部分の構成を示す斜視図であ
り、図２は図１の主要部分の構成を含む全体的な配置を
示す構成図である。図２において、不図示の照明光源か
らの光は結像レンズ群１、照明視野絞りとしてのレチク
ルブラインド２、結像レンズ群３を介してダイクロイッ
クミラー４で反射され、コンデンサーレンズ５を介して
レチクルＲを均一な照度分布で照射する。レチクルブラ
インド２は４枚の独立に可動なブレードを有し、そのブ
レードの夫々は同図中矢印Ａで示すように、ブラインド
駆動部６によって動かされる。このレチクルブラインド
２によって規定される矩形の開口部は、レチクルＲのパ
ターンＰＴが形成された面と光学的に共役になるように
配置されている。このためレチクルブラインド２による
開口部の像が照明光によってレチクルＲ上に投影される
ことになる。 【００１４】さて、レチクルＲは本発明の第２ステージ
としてのレチクルステージ７に載置される。レチクルス
テージ７は装置の固定部と一体のコラム８上を、駆動部
（モータ等）９によって２次元的に移動する。レチクル
ステージ７にはレチクルＲ上のパターンＰＴが遮光され
ないだけの開口部７ａが形成されており、コラム８の上
部にはこの装置で露光し得る最大寸法のパターン像が遮
光されないだけの開口部８ａが形成されている。そして
コラム８の上端部分にレチクルステージ７のガイド面が
形成されている。レチクルステージ７の端部には、本発
明の第２位置検出手段としてのレーザ干渉側長器（以下
干渉計と呼ぶ）１１からの平行なレーザビームを反射す
るための移動鏡１０が固定されている。この干渉計１１
はレチクルステージ７の２次元的な位置（座標値）を計
測するものであり、そのレーザビームは好ましくはレチ
クルＲのパターンＰＴの面（パターン面）と同一な平面
内に位置するように定められる。そしてこの干渉計１１
はコラム８に固定される。ところでレチクルＲのパター
ンＰＴの像は投影レンズ１２を介してウェハＷ上に結像
される。投影レンズ１２はその光軸ＡＸがレチクルＲの
パターン面、及びウェハＷの表面と垂直となるように、
かつ照明光学系（１、３、５等）の光軸と一致するよう
にコラム８に対して不動に配置されている。ウェハＷは
本発明の第１ステージとしてのウェハステージ１３上に
載置され、このステージ１３はコラム８と一体となって
いるベース１４上を、駆動部１５によって２次元的に移
動する。ウェハステージ１３上にも本発明における第１
位置検出手段としてのレーザ干渉測長器（以下干渉計と
呼ぶ）１６からの平行なレーザビームを反射するための
移動鏡１７が固定されている。干渉計１６はウェハステ
ージ１３の２次元的な位置（座標値）を計測するもので
あり、そのレーザビームは好ましくはウェハＷの表面よ
り厳密に言えばレチクルＲのパターンＰＴの像の投影レ
ンズ１２による結像平面と同一な平面内に位置するよう
に定められている。 【００１５】さて主制御部１８はブラインド駆動部６へ
のブラインド開口の寸法を制御するための指令を出力し
たり、干渉計１１、１６からの位置情報を入力して、レ
チクルＲやウェハＷの位置を知り、駆動部９、１５に所
定の駆動指令を出力したりする。この主制御部１８は、
ウェハステージ１３に対してはステップ・アンド・リピ
ート方式による露光が行なわれるように、直交座標系xy
のｘ方向とｙ方向との夫々にステッピング動作等をさ
せ、レチクルステージ７に対してはパターンＰＴの交換
のための移動動作、あるいはレチクルＲのアライメント
時の微動動作等をさせるものである。この主制御部１８
による装置の動作シーケンス等は後で詳細に説明する。
尚、上記説明では省略したが、レチクルステージ７には
レチクルＲをステージ７に対して微小量回転させるため
のθテーブルが組み込まれており、アライメント時に干
渉計１１による計測座標系内においてレチクルＲが回転
してステージ７に保持されることを修正する。同様にウ
ェハステージ１３にはウェハＷをステージ１３に対して
微小量回転させるためのθテーブルが組み込まれてお
り、アライメント時に干渉計１６の計測座標系内におい
てウェハＷが回転してステージ１３に保持されることを
修正する。 【００１６】また、図２において、レチクルＲを装置に
対してアライメントするために、レチクルＲとコンデン
サーレンズ５との間にはミラー２０ａ、２０ｂを含むア
ライメントセンサー２１ａ、２１ｂが配置されている。
ミラー２０ａ、２０ｂはレチクルＲの周辺に設けられた
アライメントマークを観察可能に斜設されるものであ
り、アライメントマークの位置に応じて矢印Ｂに示すよ
うに可動としてもよいし、所定の位置に固定しておいて
もよい。このアライメントセンサー２１ａ、２１ｂは自
己照明光学系を備えているものが好ましい。さらにアラ
イメントセンサー２１ａ、２１ｂはミラー２０ａ、２０
ｂが光軸ＡＸに向って繰り出されたとき、パターンＰＴ
の周辺部に形成されたステップアライメントマークと、
ウェハＷ上の露光すべき領域に設けられたマークの投影
レンズ１２による逆投影像とを同時に検出可能な構成に
しておくと、さらに好都合である。 【００１７】ところで図１に示すように、本実施例にお
いてはレチクルＲに互いに異なる２つのパターンＰ
Ｔ1 、ＰＴ2 が形成されている。矩形状のパターンＰＴ
1 、ＰＴ 2 の露光中心点は夫々Ｏ1 、Ｏ2 であり、パタ
ーンＰＴ1 の周囲には所定の幅でクロム等の遮光帯ＳＢ
1 が形成され、パターンＰＴ2 の周囲にも所定の幅で遮
光帯ＳＢ2 が形成されている。このレチクルＲ上で中心
点Ｏ1 とＯ2 のｘ方向及びｙ方向の間隔はレチクルの設
計時から予めわかっている。図１において干渉計１１か
らの２つのレーザビームＬ２ｘ、Ｌ２ｙは夫々直交座標
系xyのｘ軸とｙ軸とに平行に配置され、移動鏡１０ａ、
１０ｂに入射する。移動鏡１０ａはレチクルＲのｙ方向
に伸びた一辺とほぼ同等の長さでｙ方向に伸びた反射面
を有し、移動鏡１０ｂはレチクルＲのｘ方向に伸びた一
辺とほぼ同等の長さでｘ方向に伸びた反射面を有し、レ
チクルステージ７の移動ストローク内でレーザビームＬ
２ｘ、Ｌ２ｙが夫々移動鏡１０ａ、１０ｂからはずれな
いように定められている。そしてレーザビームＬ２ｙと
Ｌ２ｘとを含む平面は光軸ＡＸと垂直に定められ、レー
ザビームＬ２ｙとＬ２ｘとの延長線は光軸ＡＸで交わる
ように定められる。またレチクルＲの４辺の夫々にはレ
チクルアライメント用のマークＲＭ1 、ＲＭ2 、Ｒ
Ｍ3 、ＲＭ4 が形成されている。マークＲＭ1 とＲＭ3
はレチクルＲの中心を通るｙ軸と平行な線上に配置さ
れ、マークＲＭ2 とＲＭ4 はレチクルＲの中心を通るｘ
軸と平行な線上に配置される。 【００１８】一方、ウェハステージ１３はベース１４上
をｘ方向に移動するｘステージ１３ｂと、このｘステー
ジ１３ｂ上をｙ方向に移動するｙステージ１３ａとで構
成される。そして干渉計１６からの２つのレーザビーム
Ｌ１ｘ、Ｌ１ｙは夫々直交座標系xyのｘ軸とｙ軸とに平
行に配置され、移動鏡１７ａ、１７ｂに入射する。レー
ザビームＬ１ｘとＬ１ｙとを含む平面は光軸ＡＸと垂直
に定められ、レーザビームＬ１ｘとＬ１ｙとの延長線は
光軸ＡＸで交わるように定められている。 【００１９】さて図３は上記レチクルＲの平面図であ
り、レチクルＲの外形に対してわずかに内側に定めた矩
形がレチクルステージ７の開口部７ａである。また想像
線で示す矩形領域ＡＲ1 は、レチクルステージ７の移動
ストロークによって制限される有効投影領域である。こ
の領域ＡＲ1 の内にパターン又はマークがあれば、それ
はかならず投影レンズ１２によって投影される。そして
領域ＡＲ1 よりも内側の想像線で示す矩形領域ＡＲ
2 は、レチクルステージ７の移動ストロークによって制
限される露光中心点の存在すべき領域である。すなわち
領域ＡＲ2 内に露光中心点が存在すれば、それは必らず
投影レンズ１２の光軸ＡＸと一致するように位置決め可
能である。図３からも明らかなようにパターンＰＴ1 と
ＰＴ2 は互いに重なり合うことなく、領域ＡＲ1 内に存
在し、かつ露光中心点Ｏ1 、Ｏ2 も共に領域ＡＲ2 内に
存在するように定められる。また本実施例でレチクルア
ライメント用のマークＲＭ1 、ＲＭ2 、ＲＭ3 、ＲＭ4
はともに領域ＡＲ1 内に形成するものとし、さらに各パ
ターンＰＴ1 、ＰＴ2 の夫々にはステップ・アライメン
ト用のマークが付随して設けられている。パターンＰＴ
1 については中心Ｏ1 に関して放射状にマークＳ1 、Ｓ
2 、Ｓ3 、Ｓ4 が設けられ、パターンＰＴ2 については
中心Ｏ2 に関して放射状にマークＳ5 、Ｓ6 、Ｓ7 、Ｓ
8 が設けられる。本実施例においてマークＳ1 〜Ｓ4 、
Ｓ5 〜Ｓ8 は必らずしも必要ではないが、レチクルＲと
ウェハＷとのＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式による
アライメントの確認等を行なう際には必要となる。 【００２０】尚、図１、図２には示していないが、ウェ
ハＷ上に形成されたアライメントマーク（ウェハマー
ク）を検出して、ウェハのグローバルアライメントを行
なったり、ウェハ上の露光ショット毎のアライメントを
行なったりするためのウェハアライメントセンサーも設
けられている。また図３に示した遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2
の幅はレチクルブラインド２の４枚のブレードの位置決
め精度に応じて定められている。例えばブラインド２に
よる開口部がレチクルＲ上でＫ倍に拡大されて投影され
るものとし、ブレードの設定精度が再現性を含めて±ａ
（mm）であるとすると、遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2 の幅は少
なくとも２・ａ・Ｋ（mm）だけ必要となる。またそれ以
外に、遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2 の幅はレチクルブラインド
２の投影像のレチクルＲのパターン面上でのディフォー
カス量も考慮して定められる。例えばレチクルＲの厚さ
が微妙に異なる場合、あるレチクルに対してはパターン
面にブラインド２のエッジ像がシャープに結像しても、
それよりわずかに厚さの異なるレチクルの場合、エッジ
像は多少ボケることがある。従ってこのボケたエッジ像
がパターンＰＴ内に入り込まないように、ブレードの設
定精度を含めて、遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2 の幅が決定され
る。 【００２１】次に本装置の代表的な動作シーケンスを図
４のフローチャートを用いて説明するが、ここでは画面
合成によるチップインテグレーションＶＬＳＩをウェハ
Ｗ上に露光する場合を一例として取りあげる。チップイ
ンテグレーションとは図５に示すように、ダイシングに
よって切り出される１つのチップＣＰ内に、固有の機能
を持つ回路を複数個同時に作成するものである。１つの
チップＣＰ内で例えば機能Ｆｕ−Ａはプロセッサー部、
機能Ｆｕ−Ｂはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
部、機能Ｆｕ−Ｃはリード・オンリー・メモリ（ＲＯ
Ｍ）部、機能Ｆｕ−Ｄはアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）
又はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）の交換部、そして機
能Ｆｕ−Ｅは各機能間の情報のやり取り、入出力の情報
のやり取り、あるいはチップ内の素子の動作タイミング
等を制御する部分である。もちろん各機能間は必要に応
じて内部で相互に配線されるように構成されている。図
５において、ウェハＷ上には一例として９個のチップＣ
Ｐ1 〜ＣＰ9 が規則的に配列されている。 【００２２】本実施例においては、図５に示すように９
チップを露光するものとし、各チップ内には５つの個別
の回路が形成されるものとする。従って図１、図３に示
したレチクルＲ内には５つのパターンＰＴ1 、ＰＴ2 、
…ＰＴ5 が形成されているものとする。ここでレチクル
Ｒ上のパターンＰＴ1 、ＰＴ2 、…ＰＴ5 の各々はパタ
ーン番号ｎ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）で表わし、ウェハＷ
上のチップ番号はｍで表わす。以下、本動作シーケンス
をフローチャートのステップ順に説明する。 【００２３】〔ステップ１００〕まずレチクルＲをレチ
クルステップ７上の所定位置にアライメントして載置す
る。このレチクルアライメントは図２に示したアライメ
ントセンサー２１ａ、２１ｂ等を用いてマークＲＭ1 、
ＲＭ2 、ＲＭ3 、ＲＭ4 を検出することによって行なわ
れる。この際同時にレチクルＲの微小な回転誤差も修正
される。アライメントセンサー２１ａ、２１ｂが図２に
示したコラム８に一体に設けられているものとすると、
アライメントセンサー２１ａ、２１ｂのマークＲＭに対
する検出中心は光軸ＡＸから一定距離だけ離れた固定位
置とみなせるから、レチクルアライメント完了時は光軸
ＡＸがレチクルＲの中心点を通るように位置決めされ
る。このときのレチクルステージ７の座標位置は干渉計
１１により読み取られ、レチクルＲの基準位置として主
制御部１８に記憶される。尚、このステップにおいて、
ウェハステージ１３上に公知の基準マーク（フィデュー
シャルマーク）が設けられている場合は、レチクルステ
ージ側の直交座標系と、ウェハステージ側の直交座標系
との対応を取るために、アライメントセンサー２１ａ、
２１ｂによって投影レンズ１２を介して基準マークを検
出する動作も必要に応じて実行される。 【００２４】〔ステップ１０１〕次にウェハＷがウェハ
ステージ１３上の所定位置にプリアライメントされた状
態で載置され、ウェハＷ上の予め定められた位置に形成
されたウェハマークを検出して、ウェハＷのグローバル
アライメントを実行する。この際、ウェハＷの微小な回
転誤差も修正される。このグローバルアライメントによ
って、ウェハＷ上の特定点と投影レンズ１２の光軸ＡＸ
との位置関係が規定され、干渉計１６の計測値のみに基
づいて、ウェハＷ上の露光すべき領域と投影レンズ１２
によるパターン投影像とを、干渉計１６の検出分解能で
位置合わせすることができる。 【００２５】〔ステップ１０２〕次にパターン番号ｎと
してＡ（例えば機能Ｆｕ−Ａを構成する回路パターン）
を設定し、チップ番号ｍとして１（例えばチップＣＰ1)
を設定する。 〔ステップ１０３〕パターン番号ｎをＡとするパターン
が図１に示したパターンＰＴ1 だとすると、主制御部１
８は干渉計１１の計測値を読み取りつつ、駆動部９を制
御して露光中心点Ｏ1 が光軸ＡＸと一致するようにレチ
クルステージ７を位置決めする。この位置決めは、レチ
クルＲの中心点と光軸ＡＸとの一致する座標値がすでに
正確にわかっていることから、干渉計１１の計測値のみ
に基づいてアライメントセンサーを一切用いないオープ
ン制御によって高速に実行される。しかも干渉計１１の
検出分解能で決まる精度で位置決めできる。この場合投
影レンズ１２の投影倍率が１／１０（縮小）で、干渉計
１６の検出分解能が0.０１μｍだとすると、レチクルＲ
側の干渉計１１の検出分解能は0.１μｍあれば十分であ
る。このことはレチクルステージ７を高速移動させる際
に極めて有利である。このためステージ７の最高速度と
して１０００mm／sec 程度にすることもできるが、実際
的な制御上の問題から５０〜１００mm／sec 程度であ
る。しかしながら、これでもパターン交換の所要時間は
わずか数秒以内であり、従来の装置にくらべて格段に高
速である。 【００２６】〔ステップ１０４〕次に選ばれたパターン
Ａ（パターンＰＴ1 ）の寸法に対応して、ブラインド２
の開口寸法を設定する。これは駆動部６によって行なわ
れる。尚このステップ１０４と先のステップ１０３と
は、シーケンス上同時に実行させることができる。 〔ステップ１０５〕次にウェハＷ上のチップｍ（一番初
めはチップＣＰ1)内のパターンＡを露光すべき位置にウ
ェハステージ１３をステッピングさせる。これによって
パターンＡの投影像とチップｍ内の露光すべき領域（Ｆ
ｕ−Ａ）とは干渉計１６の検出分解能に応じた精度で位
置決めされる。 【００２７】〔ステップ１０６〕次に図２に示した照明
光学系（レンズ群１、ブラインド２、レンズ群３、コン
デンサレンズ５等）を介して照明光をレチクルＲのパタ
ーンＡ（ＰＴ1)に所定時間だけ照射する。これによって
パターンＡの投影像がウェハＷ表面のフォトレジストに
露光される。この際、チップ番号ｍを１だけ増加させ
る。 【００２８】〔ステップ１０７〕ここではウェハＷ上の
全チップに対してパターンＡの露光を行なったか否かを
判断する。ウェハＷ上には９チップあるのでｍ≦９の場
合は再びステップ１０５に戻り、同様にステッピングと
露光が繰り返される。尚、ステップ１０５におけるステ
ッピングのピッチはチップの寸法と同程度である。 【００２９】〔ステップ１０８〕さてステップ１０７で
全チップに対してパターンＡの露光が終了（ｍ＞９が
真）と判断されると、ウェハステージ１３の位置をリセ
ットし、ｍ＝１にセットする。 〔ステップ１０９〕次にレチクルＲ上のパターンの全て
に対して露光が終了したか否かを判断する。ここで全て
終了と判断されたときは、１枚のウェハに対する露光が
完了したものとしてシーケンスを終了する。 【００３０】〔ステップ１１０〕ステップ１０９で否と
判断されると、パターン番号ｎを例えばＢ（パターンＰ
Ｔ2)に変更する。このとき同時にステップ・アンド・リ
ピート方式でウェハステージ１３をステッピングさせる
ためのショット位置データを、例えばウェハ上の領域Ｆ
ｕ−Ａの中心点と領域Ｆｕ−Ｂの中心点との間隔分だけ
補正しておく。 【００３１】そして再びステップ１０３に戻り、同様の
動作を繰り返し実行する。次に本実施例の第２の動作シ
ーケンスを図６のフローチャートに基づいて説明する。
図４のフローチャート図と基本的に異なる点は、ウェハ
Ｗ上の１つのチップに対して露光すべきパターンを順次
交換して露光した後、ウェハのステッピングを行なうこ
とだけである。そのため図４の各ステップと同一に作用
するステップについては同一の符号をつけてある。図６
においてステップ１００のＲ．Ａ．はレチクルアライメ
ント、ステップ１０１のＷ．Ｇ．Ａはウェハグローバル
アライメント、そしてステップ１０２のｎ＝Ａ、ｍ＝１
はパターン番号とチップ番号の初期設定を表わし、ここ
までは図４の場合と全く同じである。 【００３２】さて、次にステップ１０５が実行され、チ
ップＣＰ1 内のパターンＡの露光されるべき位置がステ
ッピングにより位置決めされる。このときのウェハステ
ージ１３の位置はチップＣＰ1 のショット位置として記
憶されている。次にステップ１０３でパターンＡ（ＰＴ
1)が露光されるようにレチクルステージ７を位置決め
し、ステップ１０４でブラインド２の開口寸法をパター
ンＡ（ＰＴ1)に合わせて設定し、引き続きステップ１０
６’で露光を行なう。このステップ１０６’では図４の
ステップ１０６のようにチップ番号ｍを１だけインクリ
メントする必要はない。次にステップ１０９にて、レチ
クルＲ上の全てのパターン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）が露
光されたか否かを判断する。ここで次のパターンＢにつ
いて露光する場合は、ステップ１１０’に進み、パター
ン番号ｎを変更する。このステップ１１０’では図４の
ステップ１１０のようにショット位置データの補正は不
要である。そしてステップ１２０において、パターンＡ
のショット位置とパターンＢのショット位置とのずれ
分、すなわち図５に示した領域Ｆｕ−Ａの中心点とＦｕ
−Ｂの中心点との間隔分だけウェハステージ１３をずら
しておく。そして再びステップ１０３から同様の動作を
繰り返し、ステップ１０９でレチクルＲ上のパターンに
ついて全て露光されたと判断されると、チップＣＰ1 に
ついてＦｕ−Ａ〜Ｆｕ−Ｅの全ての露光が完了すること
になるので、ステップ１２１に進む。ステップ１２１で
はチップ番号ｍを１だけインクリメントし、かつパター
ン番号ｎをＡにセットするとともに、次のチップＣＰ2
のショット位置データを読み出しておく。そしてステッ
プ１０７で、ｍ≦９と判断されると、全チップに対する
露光が終了したことになり、ｍ＞９と判断されたときは
ステップ１０５から繰り返し同様の動作が実行される。 【００３３】図６のシーケンスにおいて、レチクルステ
ージ７の制御とウェハステージ１３の制御とを別々のプ
ロセッサーで行なえば、ステップ１１０’、１２０とス
テップ１０３、１０４とは同時に実行することができ
る。次に本発明を適用する露光装置の他の例について、
図７を参照して説明する。図７はレチクルステージ７上
にパターンの異なる４枚のレチクルＲ1 、Ｒ2 、Ｒ 3 、
Ｒ4 を配列させた場合を示す。このように複数枚のレチ
クルを配列させてステージ７上に吸着固定しても第１の
実施例と同様の効果が得られる。図７において、レチク
ルＲ1 〜Ｒ4 の夫々には１つのパターンＰＴ1 、Ｐ
Ｔ2 、ＰＴ3 、ＰＴ4 が形成されている。そしてパター
ンＰＴ1 〜ＰＴ4 の夫々の周囲には、遮光帯を挟んでア
ライメントマークＡＭが４ケ所に形成されている。また
レチクルステージ７は、レチクルＲ1 〜Ｒ4 の各パター
ンＰＴ1 〜ＰＴ4 に対応する部分のみが開口部とされて
いる。このため第１の実施例にくらべてパターンＰＴ1
〜ＰＴ4 の平面度がよくなるといった利点がある。 【００３４】さて実際の露光時には、各レチクルＲ1 〜
Ｒ2 のアライメントマークＡＭと、ウェハ上の露光すべ
き領域に付随したウェハマークとをアライメントセンサ
ー２１ａ、２１ｂにより同時に観察（所謂ダイ・バイ・
ダイアライメント）し、両マークの合わせ状態が最良に
なるようにウェハステージ１３、又はレチクルステージ
７の少なくとも一方を微動させてアライメントした後露
光を行なうことが望ましい。この場合、レチクルＲ1 〜
Ｒ4 の夫々のレチクルステージ７に対するアライメント
精度はそれ程高くなくてもよいので、レチクルアライメ
ントが４回必要ではあるがそれ程時間をかけなくてもよ
いという利点がある。すなわち、あるレチクルのパター
ンの露光中心点が光軸ＡＸと一致し得るような設計上の
位置にレチクルステージ７を位置決めしたとき、そのレ
チクルのアライメントマークＡＭの夫々がアライメント
センサー２１ａ、２１ｂの検出視野に入っている程度の
精度（例えば±２μｍ）であればよい。尚、このように
所謂ダイ・バイ・ダイアライメントを主に行なう使い方
をする場合、レチクル側の座標測定器は干渉計１１の代
りにリニアエンコーダ等を用いてもよい。 【００３５】また上述の第１の動作シーケンスのように
オープン制御でレチクルステージ７やウェハステージ１
３を移動させるような使い方をする場合は、レチクルを
ステージ７に吸着した後、レチクルＲ1 〜Ｒ4 の相互の
露光中心間隔を計測しておけばよい。この場合、ウェハ
ステージ１３上に基準マークを設け、この基準マークの
投影レンズ１２による逆投影像とレチクルＲ1 〜Ｒ4 の
夫々のアライメントマークＡＭとをアライメントセンサ
ー２１ａ、２１ｂで検出しつつ、両マークが一致するよ
うにアライメントした時点でのレチクルステージ７の位
置とウェハステージ１３の位置とを求める。そしてこれ
らの位置からパターンＰＴ1 〜ＰＴ2 の夫々の露光中心
点の相対位置を求めておけばよい。 【００３６】さらにレチクルＲ1 〜Ｒ4 の夫々につい
て、θ回転の誤差を補正するためのθテーブルを設けて
おくことも有効である。以上本発明の実施例を説明した
が、その他いくつかの変形例が考えられる。図８は上述
の実施例のように、１枚のレチクル上に複数のパターン
を同時に形成しておく場合のレチクルの平面図である。
レチクルＲの左右のマークＡＭはダイ・バイ・ダイアラ
イメント（又はレチクルアライメント）用に使われる。
この例においては隣接するパターン間の遮光帯ＳＢを、
両パターンで兼用するようにしたものである。遮光帯Ｓ
ＢはパターンＰＴ1 、ＰＴ2 、ＰＴ3 、ＰＴ4 のいずれ
についても所定の幅で形成されている。このためパター
ンの有効面積が大きくでき、配列の自由度が高まるとい
った利点がある。尚、このように一枚のレチクル上に複
数のパターンを形成する場合は、各パターンの露光中心
点（Ｏ1 、Ｏ2 、Ｏ 3 、Ｏ4)の相互の位置関係に狂いを
生じることがないので、ダイ・バイ・ダイアライメント
用のマークはレチクル上の１ケ所にしてもよい。しかも
レチクルステージ７の移動ストロークが大きいので、そ
のマーク位置はレチクルの周辺に限られず、ストローク
が許す範囲内であれば、レチクルの中央部分に設けてお
いてもよい。 【００３７】また１枚のレチクル上に複数のパターンを
用意しておく場合でも、レチクルステージ上に複数枚の
レチクルを載置する場合でも共通に実施し得ることでは
あるが、レチクルステージそのものをθ回転させるよう
な構成とし、その回転量を高精度に読み取るセンサーを
設けておいてもよい。さらに本発明は投影光学系を用い
ないプロキシミティタイプのステップ・アンド・リピー
ト方式のＸ線露光装置にも同様に実施し得る。この場
合、投影レンズの光軸に相当するのは、点状（実際には
有限の面積を有する）のＸ線源からＸ線用マスク（又は
ウェハ）におろした垂線である。そしてレチクルブライ
ンドに相当するマスクブラインドはＸ線用マスクとＸ線
源との間に設けられる。 【００３８】 【発明の効果】以上本発明によれば、投影光学系の解像
力が要求される画面サイズに対して不足する場合、すな
わち、その画面サイズを１回の露光でカバーするような
フィールドサイズの投影光学系が解像力不足の場合、フ
ィールドサイズは小さいが高解像力の投影光学系を用い
て容易に、かつ高速に大きなサイズのチップを露光でき
るといった効果が得られる。特に原画パターンの交換時
間は、従来のように一枚一枚のマスク（レチクル）を装
置外部から交換する場合にくらべて大幅に短縮され、２
〜３秒程度で終了する。これはマスクを保持するステー
ジの移動ストロークに渡って分解能の高い位置検出装置
（干渉計、エンコーダ等）を用いて、ステージの位置計
測を行なうためである。さらに本発明によれば、高解像
力小画面の投影光学系を用いて、大画面の合成チップを
高スループットで得ることができ、大容量メモリーや多
機能デバイスの作成に有効である。 【００３９】また実施例によればレチクル上のマークと
ウェハ上のマークとをアライメントセンサーを使って一
度位置合わせした後は、その位置を基準にして複数のパ
ターンの交換を、レチクルステージの干渉計を用いたオ
ープン制御による移動で行なうことができる。このこと
は本発明のような装置構成でもダイ・バイ・ダイアライ
メントが可能であることを意味する。もちろん本発明に
よる装置はウェハへのパターンの露光に限られるもので
はなく、例えば一括露光装置やＸ線露光装置等に使うマ
スクを作成する場合にも有効である。
画パターン（回路パターン等）の像を投影光学系を介し
てウェハ等の感光基板に露光する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の露光方法が適用される投影型露
光装置は高解像力の投影レンズを有し、露光すべき半導
体ウェハ等の感光基板上でサブミクロンの線幅でパター
ンの転写が可能となってきた。一般に投影レンズのイメ
ージフィールドはウェハ全面に対して小さな面積しかな
いので、この種の装置ではレチクル（マスクと同義）上
のパターンの投影像に対してウェハを歩進させては露光
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。この場合、ウェハ全面に同一の回
路パターンのみを繰り返し形成するなら、そのウェハの
ある層を露光するためのレチクルは１枚でよい訳であ
る。ところがウェハ上の一部分に実用回路パターン以外
にテスト回路用のパターンを作り込む場合は、ある層に
対して常に２枚以上のレチクルを用意しておく必要があ
る。通常、投影型露光装置で露光できるレチクルは一枚
であるため、実用回路パターンを露光するためのレチク
ルと、テスト回路用のパターンを露光するためのレチク
ルとを交換する必要がある。 【０００３】また別の手法として、一枚のレチクル上に
異なる回路パターン（実用回路やテスト回路）を予め複
数形成しておき、必要とする回路パターン以外が照明さ
れないように、レチクルブラインド（照明視野絞り）で
開口の寸法や形状を制限し、照明された回路パターンの
投影像がウェハ上の所定位置に露光されるように、ウェ
ハを載置するステージを位置決めする方式もある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
では、レチクルを交換する場合、その２つのレチクルに
は共通の位置にアライメントマークが形成されており、
レチクル交換のたびにこのマークを使ってレチクルを装
置に対して位置決めする作業（レチクルアライメント）
が不可欠であり、レチクル交換、レチクルアライメント
に要する時間的な損失が必然的に伴なう。 【０００５】また、１枚のレチクル上に異なる回路パタ
ーンを形成してレチクルブラインドの開口を制限するこ
とで必要な回路パターンを照明する場合、レチクルブラ
インドを全開にすれば、複数の回路パターンの全てが投
影レンズを介してウェハに投影されるように定めておく
必要がある。従って投影レンズのイメージフィールド内
にしめる個々の回路パターンの像の寸法が大きくできな
いといった問題がある。また投影レンズのイメージフィ
ールド内を分割して使うため、分割された領域の夫々で
の像のディストーションが露光ショット上微妙に異なる
ことになり、これは重ね合わせ露光を行なう際の重ね合
わせ精度の向上を阻むことにもなる。 【０００６】特に近年、チップインテグレーション、あ
るいはウェハインテグレーションと呼ばれる手法でＶＬ
ＳＩを作成することが提案されているが、その場合、露
光できる回路パターン像の寸法は、投影レンズのイメー
ジフィールドのみで制限される程度に大きく取れること
が望まれ、かつ回路パターンの交換も短時間に行なわれ
ることが望まれている。さらに投影レンズのイメージフ
ィールド等の制限で決まる最大露光ショット面積よりも
大きな回路パターンを作る場合は、画面合成という手法
が使われるが、この際にも高速な回路パターン（原画パ
ターン）の交換が望まれる。 【０００７】しかしながら、現在のところ実用に耐え得
るだけの高速性と高精度とを兼ね備えた装置はなく、チ
ップインテグレーション、ウェハインテグレーション、
又は画面合成を前提にした使い方のできる投影露光装置
の実用化が強く望まれてきた。本発明はチップインテグ
レーション、ウェハインテグレーション等によるＶＬＳ
Ｉを作成する場合等に好適な高速原画パターン交換と高
精度な位置合わせ（重ね合わせ）を同時に達成し得る露
光方法を得ることを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、所定の方向に
移動するステージ（７）に載置された第１原画パターン
（ＰＴ１）と第２原画パターン（ＰＴ２）との像を投影
光学系（１２）を介して感光基板上（Ｗ）の第１及び第
２の露光領域（Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ）の夫々に露光して
少なくとも前記１原画パターンと第２原画パターンとか
らなる合成パターンを露光する露光方法において、第１
原画パターンと第２原画パターンとが互いに重ならず、
且つ第１及び第２原画パターン内の所定の露光中心点
（Ｏ１，Ｏ２）がステージの移動ストロークに応じて定
められた位置関係となるように第１、第２原画パターン
を一体的に保持する工程と、第１原画パターンに形成さ
れたアライメント用のマーク（ＲＭ１〜ＲＭ４）と感光
基板に形成されたアライメント用のマークとの相対的な
位置関係を検出することによって、第１原画パターンの
露光中心点（Ｏ１）を投影光学系の有効投影領域内の所
定位置（ＡＸ）に位置決めするとともに、感光基板上の
第１の露光領域（Ｆｕ−Ａ）を投影光学系の有効投影領
域に対して位置決めする工程（ステップ１００〜１０
５）と、第１の露光領域を前記第１原画パターンの像で
投影露光する第１の露光工程（ステップ１０６）と、第
１原画パターンを第２原画パターンに交換する際、第
１、第２原画パターンの各露光中心点の予め定められた
位置関係に基づいて、第２原画パターンの露光中心点
（Ｏ２）を第１の露光工程における第１原画パターンの
露光中心点と実施的に同じ位置に位置決めするととも
に、第１原画パターンと前記第２原画パターンとが合成
されるように感光基板を移動させて、第２の露光領域を
投影光学系の有効投影領域に対して位置決めする工程
（ステップ１０３、１０５）と、第２の露光領域を第２
原画パターンの像で投影露光する第２の露光工程（ステ
ップ１０６）とを含み、少なくとも第１原画パターンと
第２原画パターンとからなる合成パターンを露光してい
る。 【０００９】また、第１及び第２の原画パターン（ＰＴ
1 ，ＰＴ2 ）は１つのマスク（Ｒ）上に形成されてお
り、このマスクを移動することによって原画パターンの
位置決めを行うこととした。或いは、第１及び第２の原
画パターン（ＰＴ1 〜ＰＴ4 ）のそれぞれは、複数のマ
スク（Ｒ1 〜Ｒ4 ）に形成されており、この複数のマス
クを一体に保持するテーブル（７）を移動することによ
って原画パターンの位置決めを行うこととした。 【００１０】さらに、第１及び第２の露光領域（Ｆｕ−
Ａ，Ｆｕ−Ｂ）は、感光基板（Ｗ）上に複数組（ＣＰ1
〜ＣＰ9 ）存在し、複数組のうち１組の露光領域に対し
て第１及び第２の原画パターンの像を投影した後、他の
露光領域の組に対して第１及び第２の原画パターンの像
を投影することとした。或いは、第１及び第２の露光領
域（Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ）は、感光基板（Ｗ）上にそれ
ぞれ複数存在し、複数の第１の露光領域の全てに対して
第１の原画パターンの像を投影した後、第２の露光領域
に対して第２の原画パターンの像を投影することとし
た。 【００１１】その他、原画パターンの移動の精度は、感
光基板の移動の精度を投影光学系の投影倍率で除した値
であることとした。さらに、本発明は、所定の方向に移
動するステージ（７）に載置された第１及び第２原画パ
ターン（ＰＴ１〜ＰＴ４）の像を感光基板上（Ｗ）の第
１及び第２の露光領域（Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ）の夫々に
露光して少なくとも１原画パターンと第２原画パターン
とからなる合成パターンを露光する露光方法において、
第１及び第２原画パターン内の所定の露光中心点がステ
ージの移動ストロークに応じて定められた位置関係とな
るように第１、第２原画パターンを配置する工程と、第
１原画パターンに付随したアライメント用のマーク（Ｒ
Ｍ１〜ＲＭ４）と感光基板上のアライメントマークの位
置関係を検出し、この検出結果に基づいて第１原画パタ
ーンと第１の露光領域とを位置合わせする工程と、第１
原画パターンの像を第１の露光領域に露光する第１の露
光工程と、第１の露光工程における第１原画パターンの
位置と実質的に同じ位置に第２原画パターンを位置決め
するとともに、第１原画パターンと前記第２原画パター
ンとが合成されるように感光基板を移動させて、第２原
画パターンに対して第２の露光領域を位置合わせする工
程と、第２原画パターンの像を第２の露光領域に露光す
る第２の露光工程とを含み、少なくとも第１原画パター
ンと第２原画パターンとからなる合成パターンを露光し
ている。 【００１２】 【作用】本発明によれば、複数の原画パターンを予め定
められた位置関係で一体的に保持し、第１原画パターン
についてはアライメント用のマークを検出することによ
って位置決めし、第２原画パターンについては予め定め
られた位置関係に基づいて第１原画パターンを位置決め
した位置と実質的に同じ位置に位置決めするため、原画
パターンを高速に交換することができる。 【００１３】 【実施例】図１は本発明の露光方法を適用するのに好適
な投影型露光装置の主要部分の構成を示す斜視図であ
り、図２は図１の主要部分の構成を含む全体的な配置を
示す構成図である。図２において、不図示の照明光源か
らの光は結像レンズ群１、照明視野絞りとしてのレチク
ルブラインド２、結像レンズ群３を介してダイクロイッ
クミラー４で反射され、コンデンサーレンズ５を介して
レチクルＲを均一な照度分布で照射する。レチクルブラ
インド２は４枚の独立に可動なブレードを有し、そのブ
レードの夫々は同図中矢印Ａで示すように、ブラインド
駆動部６によって動かされる。このレチクルブラインド
２によって規定される矩形の開口部は、レチクルＲのパ
ターンＰＴが形成された面と光学的に共役になるように
配置されている。このためレチクルブラインド２による
開口部の像が照明光によってレチクルＲ上に投影される
ことになる。 【００１４】さて、レチクルＲは本発明の第２ステージ
としてのレチクルステージ７に載置される。レチクルス
テージ７は装置の固定部と一体のコラム８上を、駆動部
（モータ等）９によって２次元的に移動する。レチクル
ステージ７にはレチクルＲ上のパターンＰＴが遮光され
ないだけの開口部７ａが形成されており、コラム８の上
部にはこの装置で露光し得る最大寸法のパターン像が遮
光されないだけの開口部８ａが形成されている。そして
コラム８の上端部分にレチクルステージ７のガイド面が
形成されている。レチクルステージ７の端部には、本発
明の第２位置検出手段としてのレーザ干渉側長器（以下
干渉計と呼ぶ）１１からの平行なレーザビームを反射す
るための移動鏡１０が固定されている。この干渉計１１
はレチクルステージ７の２次元的な位置（座標値）を計
測するものであり、そのレーザビームは好ましくはレチ
クルＲのパターンＰＴの面（パターン面）と同一な平面
内に位置するように定められる。そしてこの干渉計１１
はコラム８に固定される。ところでレチクルＲのパター
ンＰＴの像は投影レンズ１２を介してウェハＷ上に結像
される。投影レンズ１２はその光軸ＡＸがレチクルＲの
パターン面、及びウェハＷの表面と垂直となるように、
かつ照明光学系（１、３、５等）の光軸と一致するよう
にコラム８に対して不動に配置されている。ウェハＷは
本発明の第１ステージとしてのウェハステージ１３上に
載置され、このステージ１３はコラム８と一体となって
いるベース１４上を、駆動部１５によって２次元的に移
動する。ウェハステージ１３上にも本発明における第１
位置検出手段としてのレーザ干渉測長器（以下干渉計と
呼ぶ）１６からの平行なレーザビームを反射するための
移動鏡１７が固定されている。干渉計１６はウェハステ
ージ１３の２次元的な位置（座標値）を計測するもので
あり、そのレーザビームは好ましくはウェハＷの表面よ
り厳密に言えばレチクルＲのパターンＰＴの像の投影レ
ンズ１２による結像平面と同一な平面内に位置するよう
に定められている。 【００１５】さて主制御部１８はブラインド駆動部６へ
のブラインド開口の寸法を制御するための指令を出力し
たり、干渉計１１、１６からの位置情報を入力して、レ
チクルＲやウェハＷの位置を知り、駆動部９、１５に所
定の駆動指令を出力したりする。この主制御部１８は、
ウェハステージ１３に対してはステップ・アンド・リピ
ート方式による露光が行なわれるように、直交座標系xy
のｘ方向とｙ方向との夫々にステッピング動作等をさ
せ、レチクルステージ７に対してはパターンＰＴの交換
のための移動動作、あるいはレチクルＲのアライメント
時の微動動作等をさせるものである。この主制御部１８
による装置の動作シーケンス等は後で詳細に説明する。
尚、上記説明では省略したが、レチクルステージ７には
レチクルＲをステージ７に対して微小量回転させるため
のθテーブルが組み込まれており、アライメント時に干
渉計１１による計測座標系内においてレチクルＲが回転
してステージ７に保持されることを修正する。同様にウ
ェハステージ１３にはウェハＷをステージ１３に対して
微小量回転させるためのθテーブルが組み込まれてお
り、アライメント時に干渉計１６の計測座標系内におい
てウェハＷが回転してステージ１３に保持されることを
修正する。 【００１６】また、図２において、レチクルＲを装置に
対してアライメントするために、レチクルＲとコンデン
サーレンズ５との間にはミラー２０ａ、２０ｂを含むア
ライメントセンサー２１ａ、２１ｂが配置されている。
ミラー２０ａ、２０ｂはレチクルＲの周辺に設けられた
アライメントマークを観察可能に斜設されるものであ
り、アライメントマークの位置に応じて矢印Ｂに示すよ
うに可動としてもよいし、所定の位置に固定しておいて
もよい。このアライメントセンサー２１ａ、２１ｂは自
己照明光学系を備えているものが好ましい。さらにアラ
イメントセンサー２１ａ、２１ｂはミラー２０ａ、２０
ｂが光軸ＡＸに向って繰り出されたとき、パターンＰＴ
の周辺部に形成されたステップアライメントマークと、
ウェハＷ上の露光すべき領域に設けられたマークの投影
レンズ１２による逆投影像とを同時に検出可能な構成に
しておくと、さらに好都合である。 【００１７】ところで図１に示すように、本実施例にお
いてはレチクルＲに互いに異なる２つのパターンＰ
Ｔ1 、ＰＴ2 が形成されている。矩形状のパターンＰＴ
1 、ＰＴ 2 の露光中心点は夫々Ｏ1 、Ｏ2 であり、パタ
ーンＰＴ1 の周囲には所定の幅でクロム等の遮光帯ＳＢ
1 が形成され、パターンＰＴ2 の周囲にも所定の幅で遮
光帯ＳＢ2 が形成されている。このレチクルＲ上で中心
点Ｏ1 とＯ2 のｘ方向及びｙ方向の間隔はレチクルの設
計時から予めわかっている。図１において干渉計１１か
らの２つのレーザビームＬ２ｘ、Ｌ２ｙは夫々直交座標
系xyのｘ軸とｙ軸とに平行に配置され、移動鏡１０ａ、
１０ｂに入射する。移動鏡１０ａはレチクルＲのｙ方向
に伸びた一辺とほぼ同等の長さでｙ方向に伸びた反射面
を有し、移動鏡１０ｂはレチクルＲのｘ方向に伸びた一
辺とほぼ同等の長さでｘ方向に伸びた反射面を有し、レ
チクルステージ７の移動ストローク内でレーザビームＬ
２ｘ、Ｌ２ｙが夫々移動鏡１０ａ、１０ｂからはずれな
いように定められている。そしてレーザビームＬ２ｙと
Ｌ２ｘとを含む平面は光軸ＡＸと垂直に定められ、レー
ザビームＬ２ｙとＬ２ｘとの延長線は光軸ＡＸで交わる
ように定められる。またレチクルＲの４辺の夫々にはレ
チクルアライメント用のマークＲＭ1 、ＲＭ2 、Ｒ
Ｍ3 、ＲＭ4 が形成されている。マークＲＭ1 とＲＭ3
はレチクルＲの中心を通るｙ軸と平行な線上に配置さ
れ、マークＲＭ2 とＲＭ4 はレチクルＲの中心を通るｘ
軸と平行な線上に配置される。 【００１８】一方、ウェハステージ１３はベース１４上
をｘ方向に移動するｘステージ１３ｂと、このｘステー
ジ１３ｂ上をｙ方向に移動するｙステージ１３ａとで構
成される。そして干渉計１６からの２つのレーザビーム
Ｌ１ｘ、Ｌ１ｙは夫々直交座標系xyのｘ軸とｙ軸とに平
行に配置され、移動鏡１７ａ、１７ｂに入射する。レー
ザビームＬ１ｘとＬ１ｙとを含む平面は光軸ＡＸと垂直
に定められ、レーザビームＬ１ｘとＬ１ｙとの延長線は
光軸ＡＸで交わるように定められている。 【００１９】さて図３は上記レチクルＲの平面図であ
り、レチクルＲの外形に対してわずかに内側に定めた矩
形がレチクルステージ７の開口部７ａである。また想像
線で示す矩形領域ＡＲ1 は、レチクルステージ７の移動
ストロークによって制限される有効投影領域である。こ
の領域ＡＲ1 の内にパターン又はマークがあれば、それ
はかならず投影レンズ１２によって投影される。そして
領域ＡＲ1 よりも内側の想像線で示す矩形領域ＡＲ
2 は、レチクルステージ７の移動ストロークによって制
限される露光中心点の存在すべき領域である。すなわち
領域ＡＲ2 内に露光中心点が存在すれば、それは必らず
投影レンズ１２の光軸ＡＸと一致するように位置決め可
能である。図３からも明らかなようにパターンＰＴ1 と
ＰＴ2 は互いに重なり合うことなく、領域ＡＲ1 内に存
在し、かつ露光中心点Ｏ1 、Ｏ2 も共に領域ＡＲ2 内に
存在するように定められる。また本実施例でレチクルア
ライメント用のマークＲＭ1 、ＲＭ2 、ＲＭ3 、ＲＭ4
はともに領域ＡＲ1 内に形成するものとし、さらに各パ
ターンＰＴ1 、ＰＴ2 の夫々にはステップ・アライメン
ト用のマークが付随して設けられている。パターンＰＴ
1 については中心Ｏ1 に関して放射状にマークＳ1 、Ｓ
2 、Ｓ3 、Ｓ4 が設けられ、パターンＰＴ2 については
中心Ｏ2 に関して放射状にマークＳ5 、Ｓ6 、Ｓ7 、Ｓ
8 が設けられる。本実施例においてマークＳ1 〜Ｓ4 、
Ｓ5 〜Ｓ8 は必らずしも必要ではないが、レチクルＲと
ウェハＷとのＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式による
アライメントの確認等を行なう際には必要となる。 【００２０】尚、図１、図２には示していないが、ウェ
ハＷ上に形成されたアライメントマーク（ウェハマー
ク）を検出して、ウェハのグローバルアライメントを行
なったり、ウェハ上の露光ショット毎のアライメントを
行なったりするためのウェハアライメントセンサーも設
けられている。また図３に示した遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2
の幅はレチクルブラインド２の４枚のブレードの位置決
め精度に応じて定められている。例えばブラインド２に
よる開口部がレチクルＲ上でＫ倍に拡大されて投影され
るものとし、ブレードの設定精度が再現性を含めて±ａ
（mm）であるとすると、遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2 の幅は少
なくとも２・ａ・Ｋ（mm）だけ必要となる。またそれ以
外に、遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2 の幅はレチクルブラインド
２の投影像のレチクルＲのパターン面上でのディフォー
カス量も考慮して定められる。例えばレチクルＲの厚さ
が微妙に異なる場合、あるレチクルに対してはパターン
面にブラインド２のエッジ像がシャープに結像しても、
それよりわずかに厚さの異なるレチクルの場合、エッジ
像は多少ボケることがある。従ってこのボケたエッジ像
がパターンＰＴ内に入り込まないように、ブレードの設
定精度を含めて、遮光帯ＳＢ1 、ＳＢ2 の幅が決定され
る。 【００２１】次に本装置の代表的な動作シーケンスを図
４のフローチャートを用いて説明するが、ここでは画面
合成によるチップインテグレーションＶＬＳＩをウェハ
Ｗ上に露光する場合を一例として取りあげる。チップイ
ンテグレーションとは図５に示すように、ダイシングに
よって切り出される１つのチップＣＰ内に、固有の機能
を持つ回路を複数個同時に作成するものである。１つの
チップＣＰ内で例えば機能Ｆｕ−Ａはプロセッサー部、
機能Ｆｕ−Ｂはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
部、機能Ｆｕ−Ｃはリード・オンリー・メモリ（ＲＯ
Ｍ）部、機能Ｆｕ−Ｄはアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）
又はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）の交換部、そして機
能Ｆｕ−Ｅは各機能間の情報のやり取り、入出力の情報
のやり取り、あるいはチップ内の素子の動作タイミング
等を制御する部分である。もちろん各機能間は必要に応
じて内部で相互に配線されるように構成されている。図
５において、ウェハＷ上には一例として９個のチップＣ
Ｐ1 〜ＣＰ9 が規則的に配列されている。 【００２２】本実施例においては、図５に示すように９
チップを露光するものとし、各チップ内には５つの個別
の回路が形成されるものとする。従って図１、図３に示
したレチクルＲ内には５つのパターンＰＴ1 、ＰＴ2 、
…ＰＴ5 が形成されているものとする。ここでレチクル
Ｒ上のパターンＰＴ1 、ＰＴ2 、…ＰＴ5 の各々はパタ
ーン番号ｎ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）で表わし、ウェハＷ
上のチップ番号はｍで表わす。以下、本動作シーケンス
をフローチャートのステップ順に説明する。 【００２３】〔ステップ１００〕まずレチクルＲをレチ
クルステップ７上の所定位置にアライメントして載置す
る。このレチクルアライメントは図２に示したアライメ
ントセンサー２１ａ、２１ｂ等を用いてマークＲＭ1 、
ＲＭ2 、ＲＭ3 、ＲＭ4 を検出することによって行なわ
れる。この際同時にレチクルＲの微小な回転誤差も修正
される。アライメントセンサー２１ａ、２１ｂが図２に
示したコラム８に一体に設けられているものとすると、
アライメントセンサー２１ａ、２１ｂのマークＲＭに対
する検出中心は光軸ＡＸから一定距離だけ離れた固定位
置とみなせるから、レチクルアライメント完了時は光軸
ＡＸがレチクルＲの中心点を通るように位置決めされ
る。このときのレチクルステージ７の座標位置は干渉計
１１により読み取られ、レチクルＲの基準位置として主
制御部１８に記憶される。尚、このステップにおいて、
ウェハステージ１３上に公知の基準マーク（フィデュー
シャルマーク）が設けられている場合は、レチクルステ
ージ側の直交座標系と、ウェハステージ側の直交座標系
との対応を取るために、アライメントセンサー２１ａ、
２１ｂによって投影レンズ１２を介して基準マークを検
出する動作も必要に応じて実行される。 【００２４】〔ステップ１０１〕次にウェハＷがウェハ
ステージ１３上の所定位置にプリアライメントされた状
態で載置され、ウェハＷ上の予め定められた位置に形成
されたウェハマークを検出して、ウェハＷのグローバル
アライメントを実行する。この際、ウェハＷの微小な回
転誤差も修正される。このグローバルアライメントによ
って、ウェハＷ上の特定点と投影レンズ１２の光軸ＡＸ
との位置関係が規定され、干渉計１６の計測値のみに基
づいて、ウェハＷ上の露光すべき領域と投影レンズ１２
によるパターン投影像とを、干渉計１６の検出分解能で
位置合わせすることができる。 【００２５】〔ステップ１０２〕次にパターン番号ｎと
してＡ（例えば機能Ｆｕ−Ａを構成する回路パターン）
を設定し、チップ番号ｍとして１（例えばチップＣＰ1)
を設定する。 〔ステップ１０３〕パターン番号ｎをＡとするパターン
が図１に示したパターンＰＴ1 だとすると、主制御部１
８は干渉計１１の計測値を読み取りつつ、駆動部９を制
御して露光中心点Ｏ1 が光軸ＡＸと一致するようにレチ
クルステージ７を位置決めする。この位置決めは、レチ
クルＲの中心点と光軸ＡＸとの一致する座標値がすでに
正確にわかっていることから、干渉計１１の計測値のみ
に基づいてアライメントセンサーを一切用いないオープ
ン制御によって高速に実行される。しかも干渉計１１の
検出分解能で決まる精度で位置決めできる。この場合投
影レンズ１２の投影倍率が１／１０（縮小）で、干渉計
１６の検出分解能が0.０１μｍだとすると、レチクルＲ
側の干渉計１１の検出分解能は0.１μｍあれば十分であ
る。このことはレチクルステージ７を高速移動させる際
に極めて有利である。このためステージ７の最高速度と
して１０００mm／sec 程度にすることもできるが、実際
的な制御上の問題から５０〜１００mm／sec 程度であ
る。しかしながら、これでもパターン交換の所要時間は
わずか数秒以内であり、従来の装置にくらべて格段に高
速である。 【００２６】〔ステップ１０４〕次に選ばれたパターン
Ａ（パターンＰＴ1 ）の寸法に対応して、ブラインド２
の開口寸法を設定する。これは駆動部６によって行なわ
れる。尚このステップ１０４と先のステップ１０３と
は、シーケンス上同時に実行させることができる。 〔ステップ１０５〕次にウェハＷ上のチップｍ（一番初
めはチップＣＰ1)内のパターンＡを露光すべき位置にウ
ェハステージ１３をステッピングさせる。これによって
パターンＡの投影像とチップｍ内の露光すべき領域（Ｆ
ｕ−Ａ）とは干渉計１６の検出分解能に応じた精度で位
置決めされる。 【００２７】〔ステップ１０６〕次に図２に示した照明
光学系（レンズ群１、ブラインド２、レンズ群３、コン
デンサレンズ５等）を介して照明光をレチクルＲのパタ
ーンＡ（ＰＴ1)に所定時間だけ照射する。これによって
パターンＡの投影像がウェハＷ表面のフォトレジストに
露光される。この際、チップ番号ｍを１だけ増加させ
る。 【００２８】〔ステップ１０７〕ここではウェハＷ上の
全チップに対してパターンＡの露光を行なったか否かを
判断する。ウェハＷ上には９チップあるのでｍ≦９の場
合は再びステップ１０５に戻り、同様にステッピングと
露光が繰り返される。尚、ステップ１０５におけるステ
ッピングのピッチはチップの寸法と同程度である。 【００２９】〔ステップ１０８〕さてステップ１０７で
全チップに対してパターンＡの露光が終了（ｍ＞９が
真）と判断されると、ウェハステージ１３の位置をリセ
ットし、ｍ＝１にセットする。 〔ステップ１０９〕次にレチクルＲ上のパターンの全て
に対して露光が終了したか否かを判断する。ここで全て
終了と判断されたときは、１枚のウェハに対する露光が
完了したものとしてシーケンスを終了する。 【００３０】〔ステップ１１０〕ステップ１０９で否と
判断されると、パターン番号ｎを例えばＢ（パターンＰ
Ｔ2)に変更する。このとき同時にステップ・アンド・リ
ピート方式でウェハステージ１３をステッピングさせる
ためのショット位置データを、例えばウェハ上の領域Ｆ
ｕ−Ａの中心点と領域Ｆｕ−Ｂの中心点との間隔分だけ
補正しておく。 【００３１】そして再びステップ１０３に戻り、同様の
動作を繰り返し実行する。次に本実施例の第２の動作シ
ーケンスを図６のフローチャートに基づいて説明する。
図４のフローチャート図と基本的に異なる点は、ウェハ
Ｗ上の１つのチップに対して露光すべきパターンを順次
交換して露光した後、ウェハのステッピングを行なうこ
とだけである。そのため図４の各ステップと同一に作用
するステップについては同一の符号をつけてある。図６
においてステップ１００のＲ．Ａ．はレチクルアライメ
ント、ステップ１０１のＷ．Ｇ．Ａはウェハグローバル
アライメント、そしてステップ１０２のｎ＝Ａ、ｍ＝１
はパターン番号とチップ番号の初期設定を表わし、ここ
までは図４の場合と全く同じである。 【００３２】さて、次にステップ１０５が実行され、チ
ップＣＰ1 内のパターンＡの露光されるべき位置がステ
ッピングにより位置決めされる。このときのウェハステ
ージ１３の位置はチップＣＰ1 のショット位置として記
憶されている。次にステップ１０３でパターンＡ（ＰＴ
1)が露光されるようにレチクルステージ７を位置決め
し、ステップ１０４でブラインド２の開口寸法をパター
ンＡ（ＰＴ1)に合わせて設定し、引き続きステップ１０
６’で露光を行なう。このステップ１０６’では図４の
ステップ１０６のようにチップ番号ｍを１だけインクリ
メントする必要はない。次にステップ１０９にて、レチ
クルＲ上の全てのパターン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）が露
光されたか否かを判断する。ここで次のパターンＢにつ
いて露光する場合は、ステップ１１０’に進み、パター
ン番号ｎを変更する。このステップ１１０’では図４の
ステップ１１０のようにショット位置データの補正は不
要である。そしてステップ１２０において、パターンＡ
のショット位置とパターンＢのショット位置とのずれ
分、すなわち図５に示した領域Ｆｕ−Ａの中心点とＦｕ
−Ｂの中心点との間隔分だけウェハステージ１３をずら
しておく。そして再びステップ１０３から同様の動作を
繰り返し、ステップ１０９でレチクルＲ上のパターンに
ついて全て露光されたと判断されると、チップＣＰ1 に
ついてＦｕ−Ａ〜Ｆｕ−Ｅの全ての露光が完了すること
になるので、ステップ１２１に進む。ステップ１２１で
はチップ番号ｍを１だけインクリメントし、かつパター
ン番号ｎをＡにセットするとともに、次のチップＣＰ2
のショット位置データを読み出しておく。そしてステッ
プ１０７で、ｍ≦９と判断されると、全チップに対する
露光が終了したことになり、ｍ＞９と判断されたときは
ステップ１０５から繰り返し同様の動作が実行される。 【００３３】図６のシーケンスにおいて、レチクルステ
ージ７の制御とウェハステージ１３の制御とを別々のプ
ロセッサーで行なえば、ステップ１１０’、１２０とス
テップ１０３、１０４とは同時に実行することができ
る。次に本発明を適用する露光装置の他の例について、
図７を参照して説明する。図７はレチクルステージ７上
にパターンの異なる４枚のレチクルＲ1 、Ｒ2 、Ｒ 3 、
Ｒ4 を配列させた場合を示す。このように複数枚のレチ
クルを配列させてステージ７上に吸着固定しても第１の
実施例と同様の効果が得られる。図７において、レチク
ルＲ1 〜Ｒ4 の夫々には１つのパターンＰＴ1 、Ｐ
Ｔ2 、ＰＴ3 、ＰＴ4 が形成されている。そしてパター
ンＰＴ1 〜ＰＴ4 の夫々の周囲には、遮光帯を挟んでア
ライメントマークＡＭが４ケ所に形成されている。また
レチクルステージ７は、レチクルＲ1 〜Ｒ4 の各パター
ンＰＴ1 〜ＰＴ4 に対応する部分のみが開口部とされて
いる。このため第１の実施例にくらべてパターンＰＴ1
〜ＰＴ4 の平面度がよくなるといった利点がある。 【００３４】さて実際の露光時には、各レチクルＲ1 〜
Ｒ2 のアライメントマークＡＭと、ウェハ上の露光すべ
き領域に付随したウェハマークとをアライメントセンサ
ー２１ａ、２１ｂにより同時に観察（所謂ダイ・バイ・
ダイアライメント）し、両マークの合わせ状態が最良に
なるようにウェハステージ１３、又はレチクルステージ
７の少なくとも一方を微動させてアライメントした後露
光を行なうことが望ましい。この場合、レチクルＲ1 〜
Ｒ4 の夫々のレチクルステージ７に対するアライメント
精度はそれ程高くなくてもよいので、レチクルアライメ
ントが４回必要ではあるがそれ程時間をかけなくてもよ
いという利点がある。すなわち、あるレチクルのパター
ンの露光中心点が光軸ＡＸと一致し得るような設計上の
位置にレチクルステージ７を位置決めしたとき、そのレ
チクルのアライメントマークＡＭの夫々がアライメント
センサー２１ａ、２１ｂの検出視野に入っている程度の
精度（例えば±２μｍ）であればよい。尚、このように
所謂ダイ・バイ・ダイアライメントを主に行なう使い方
をする場合、レチクル側の座標測定器は干渉計１１の代
りにリニアエンコーダ等を用いてもよい。 【００３５】また上述の第１の動作シーケンスのように
オープン制御でレチクルステージ７やウェハステージ１
３を移動させるような使い方をする場合は、レチクルを
ステージ７に吸着した後、レチクルＲ1 〜Ｒ4 の相互の
露光中心間隔を計測しておけばよい。この場合、ウェハ
ステージ１３上に基準マークを設け、この基準マークの
投影レンズ１２による逆投影像とレチクルＲ1 〜Ｒ4 の
夫々のアライメントマークＡＭとをアライメントセンサ
ー２１ａ、２１ｂで検出しつつ、両マークが一致するよ
うにアライメントした時点でのレチクルステージ７の位
置とウェハステージ１３の位置とを求める。そしてこれ
らの位置からパターンＰＴ1 〜ＰＴ2 の夫々の露光中心
点の相対位置を求めておけばよい。 【００３６】さらにレチクルＲ1 〜Ｒ4 の夫々につい
て、θ回転の誤差を補正するためのθテーブルを設けて
おくことも有効である。以上本発明の実施例を説明した
が、その他いくつかの変形例が考えられる。図８は上述
の実施例のように、１枚のレチクル上に複数のパターン
を同時に形成しておく場合のレチクルの平面図である。
レチクルＲの左右のマークＡＭはダイ・バイ・ダイアラ
イメント（又はレチクルアライメント）用に使われる。
この例においては隣接するパターン間の遮光帯ＳＢを、
両パターンで兼用するようにしたものである。遮光帯Ｓ
ＢはパターンＰＴ1 、ＰＴ2 、ＰＴ3 、ＰＴ4 のいずれ
についても所定の幅で形成されている。このためパター
ンの有効面積が大きくでき、配列の自由度が高まるとい
った利点がある。尚、このように一枚のレチクル上に複
数のパターンを形成する場合は、各パターンの露光中心
点（Ｏ1 、Ｏ2 、Ｏ 3 、Ｏ4)の相互の位置関係に狂いを
生じることがないので、ダイ・バイ・ダイアライメント
用のマークはレチクル上の１ケ所にしてもよい。しかも
レチクルステージ７の移動ストロークが大きいので、そ
のマーク位置はレチクルの周辺に限られず、ストローク
が許す範囲内であれば、レチクルの中央部分に設けてお
いてもよい。 【００３７】また１枚のレチクル上に複数のパターンを
用意しておく場合でも、レチクルステージ上に複数枚の
レチクルを載置する場合でも共通に実施し得ることでは
あるが、レチクルステージそのものをθ回転させるよう
な構成とし、その回転量を高精度に読み取るセンサーを
設けておいてもよい。さらに本発明は投影光学系を用い
ないプロキシミティタイプのステップ・アンド・リピー
ト方式のＸ線露光装置にも同様に実施し得る。この場
合、投影レンズの光軸に相当するのは、点状（実際には
有限の面積を有する）のＸ線源からＸ線用マスク（又は
ウェハ）におろした垂線である。そしてレチクルブライ
ンドに相当するマスクブラインドはＸ線用マスクとＸ線
源との間に設けられる。 【００３８】 【発明の効果】以上本発明によれば、投影光学系の解像
力が要求される画面サイズに対して不足する場合、すな
わち、その画面サイズを１回の露光でカバーするような
フィールドサイズの投影光学系が解像力不足の場合、フ
ィールドサイズは小さいが高解像力の投影光学系を用い
て容易に、かつ高速に大きなサイズのチップを露光でき
るといった効果が得られる。特に原画パターンの交換時
間は、従来のように一枚一枚のマスク（レチクル）を装
置外部から交換する場合にくらべて大幅に短縮され、２
〜３秒程度で終了する。これはマスクを保持するステー
ジの移動ストロークに渡って分解能の高い位置検出装置
（干渉計、エンコーダ等）を用いて、ステージの位置計
測を行なうためである。さらに本発明によれば、高解像
力小画面の投影光学系を用いて、大画面の合成チップを
高スループットで得ることができ、大容量メモリーや多
機能デバイスの作成に有効である。 【００３９】また実施例によればレチクル上のマークと
ウェハ上のマークとをアライメントセンサーを使って一
度位置合わせした後は、その位置を基準にして複数のパ
ターンの交換を、レチクルステージの干渉計を用いたオ
ープン制御による移動で行なうことができる。このこと
は本発明のような装置構成でもダイ・バイ・ダイアライ
メントが可能であることを意味する。もちろん本発明に
よる装置はウェハへのパターンの露光に限られるもので
はなく、例えば一括露光装置やＸ線露光装置等に使うマ
スクを作成する場合にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による露光方法を適用するのに
好適な投影型露光装置の主要部分を示す斜視図。 【図２】図１の装置の全体的な構成を模式的に示す構成
図。 【図３】レチクルの平面図。 【図４】図２の装置の第１の動作シーケンスを示すフロ
ーチャート図。 【図５】画面合成によるチップインテグレーション方法
を説明するウェハの平面図。 【図６】図２の装置の第２の動作シーケンスを示すフロ
ーチャート図。 【図７】本発明の実施例に用いられるレチクルの他の例
を示す図。 【図８】レチクルのその他のパターン配列を示す平面
図。 【符号の説明】 ２ レチクルブラインド ７ レチクルステージ １１ レーザ干渉測長器 １２ 投影光学系 １３ ウェハステージ １６ レーザ干渉測長器 Ｒ レチクル Ｗ ウェハ ＡＸ 光軸 ＰＴ1 ，ＰＴ2 ，ＰＴ3 ，ＰＴ4 パターン Ｏ1 ，Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｏ4 露光中心点 Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ，Ｆｕ−Ｃ，Ｆｕ−Ｄ，Ｆｕ−Ｅ
露光すべき領域
好適な投影型露光装置の主要部分を示す斜視図。 【図２】図１の装置の全体的な構成を模式的に示す構成
図。 【図３】レチクルの平面図。 【図４】図２の装置の第１の動作シーケンスを示すフロ
ーチャート図。 【図５】画面合成によるチップインテグレーション方法
を説明するウェハの平面図。 【図６】図２の装置の第２の動作シーケンスを示すフロ
ーチャート図。 【図７】本発明の実施例に用いられるレチクルの他の例
を示す図。 【図８】レチクルのその他のパターン配列を示す平面
図。 【符号の説明】 ２ レチクルブラインド ７ レチクルステージ １１ レーザ干渉測長器 １２ 投影光学系 １３ ウェハステージ １６ レーザ干渉測長器 Ｒ レチクル Ｗ ウェハ ＡＸ 光軸 ＰＴ1 ，ＰＴ2 ，ＰＴ3 ，ＰＴ4 パターン Ｏ1 ，Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｏ4 露光中心点 Ｆｕ−Ａ，Ｆｕ−Ｂ，Ｆｕ−Ｃ，Ｆｕ−Ｄ，Ｆｕ−Ｅ
露光すべき領域
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭51−111076（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−39364（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−59883（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−129333（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−132039（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−165629（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−18738（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−138134（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−94744（ＪＰ，Ａ)
特公 昭50−21232（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．所定の方向に移動するステージに載置された第１原
画パターンと第２原画パターンとの像を投影光学系を介
して感光基板上の第１及び第２の露光領域の夫々に露光
して少なくとも前記１原画パターンと第２原画パターン
とからなる合成パターンを露光する露光方法において、 前記第１原画パターンと第２原画パターンとが互いに重
ならず、且つ前記第１及び第２原画パターン内の所定の
露光中心点が前記ステージの移動ストロークに応じて定
められた位置関係となるように前記第１、第２原画パタ
ーンを一体的に保持する工程と、 前記第１原画パターンに形成されたアライメント用のマ
ークと前記感光基板に形成されたアライメント用のマー
クとの相対的な位置関係を検出することによって、前記
第１原画パターンの露光中心点を前記投影光学系の有効
投影領域内の所定位置に位置決めするとともに、前記感
光基板上の第１の露光領域を前記投影光学系の有効投影
領域に対して位置決めする工程と、 前記第１の露光領域を前記第１原画パターンの像で投影
露光する第１の露光工程と、 前記第１原画パターンを前記第２原画パターンに交換す
る際、前記第１、第２原画パターンの各露光中心点の予
め定められた位置関係に基づいて、前記第２原画パター
ンの露光中心点を前記第１の露光工程における前記第１
原画パターンの露光中心点と実施的に同じ位置に位置決
めするとともに、前記第１原画パターンと前記第２原画
パターンとが合成されるように前記感光基板を移動させ
て、前記第２の露光領域を前記投影光学系の有効投影領
域に対して位置決めする工程と、 前記第２の露光領域を前記第２原画パターンの像で投影
露光する第２の露光工程とを含み、少なくとも前記第１
原画パターンと第２原画パターンとからなる合成パター
ンを露光することを特徴とする露光方法。 ２．前記第１及び第２の原画パターンは１つのマスク上
に形成されており、該マスクを移動することによって前
記原画パターンの位置決めを行うことを特徴とする請求
項１記載の露光方法。 ３．前記第１及び第２の原画パターンのそれぞれは、複
数のマスクに形成されており、該複数のマスクを一体に
保持するテーブルを移動することによって前記原画パタ
ーンの位置決めを行うことを特徴とする請求項１記載の
露光方法。 ４．前記第１及び第２の露光領域は、前記感光基板上に
複数組み存在し、前記複数組のうち１組みの露光領域に
対して前記第１及び第２の原画パターンの像を投影した
後、他の露光領域の組に対して前記第１及び第２の原画
パターンの像を投影することを特徴とする請求項１記載
の露光方法。 ５．前記第１及び第２の露光領域は、前記感光基板上に
それぞれ複数存在し、前記複数の第１の露光領域の全て
に対して前記第１の原画パターンの像を投影した後、前
記第２の露光領域に対して前記第２の原画パターンの像
を投影することを特徴とする請求項１記載の露光方法。 ６．前記原画パターンの移動の精度は、前記感光基板の
移動の精度を前記投影光学系の投影倍率で除した値であ
ることを特徴とする請求項１記載の露光方法。 ７．所定の方向に移動するステージに載置された第１及
び第２原画パターンの像を感光基板上の第１及び第２の
露光領域の夫々に露光して少なくとも前記１原画パター
ンと第２原画パターンとからなる合成パターンを露光す
る露光方法において、 前記第１及び第２原画パターン内の所定の露光中心点が
前記ステージの移動ストロークに応じて 定められた位置
関係となるように前記第１、第２原画パターンを配置す
る工程と、 前記第１原画パターンに付随したアライメント用のマー
クと前記感光基板上のアライメントマークの位置関係を
検出し、該検出結果に基づいて前記第１原画パターンと
前記第１の露光領域とを位置合わせする工程と、 前記第１原画パターンの像を前記第１の露光領域に露光
する第１の露光工程と、 前記第１の露光工程における前記第１原画パターンの位
置と実質的に同じ位置に前記第２原画パターンを位置決
めするとともに、前記第１原画パターンと前記 第２原画
パターンとが合成されるように前記感光基板を移動させ
て、前記第２原画パターンに対して前記第２の露光領域
を位置合わせする工程と、 前記第２原画パターンの像を前記第２の露光領域に露光
する第２の露光工程とを含み、少なくとも前記第１原画
パターンと第２原画パターンとからなる合成パターンを
露光することを特徴とする露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27258394A JP2715937B2 (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27258394A JP2715937B2 (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 露光方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28670585A Division JP2593440B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 投影型露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169685A JPH07169685A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2715937B2 true JP2715937B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=17515948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27258394A Expired - Lifetime JP2715937B2 (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715937B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55132039A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for repeated figure |
| FR2472209A1 (fr) * | 1979-12-18 | 1981-06-26 | Thomson Csf | Systeme optique d'alignement automatique de deux motifs comportant des reperes s'alignement du type reseaux, notamment en photo-repetition directe sur silicium |
| JPS57138134A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-26 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Positioning device |
| JPS6018738A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-30 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影露光装置 |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP27258394A patent/JP2715937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07169685A (ja) | 1995-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2593440B2 (ja) | 投影型露光装置 | |
| JP3376179B2 (ja) | 面位置検出方法 | |
| US6842225B1 (en) | Exposure apparatus, microdevice, photomask, method of exposure, and method of production of device | |
| JP3997068B2 (ja) | リトグラフ投影装置の較正方法およびそのような方法を適用できる装置 | |
| US6710847B1 (en) | Exposure method and exposure apparatus | |
| US5521036A (en) | Positioning method and apparatus | |
| KR100583694B1 (ko) | 정렬마크가 제공된 기판, 마스크 설계방법, 컴퓨터프로그램, 상기 마크를 노광하는 마스크, 디바이스제조방법 및 그 디바이스 | |
| US7034922B2 (en) | Exposure apparatus and exposure method | |
| US6699628B2 (en) | Aligning method for a scanning projection exposure apparatus | |
| GB2034059A (en) | Manufacture of integrated circuits | |
| JP3320262B2 (ja) | 走査露光装置及び方法並びにそれを用いたデバイス製造方法 | |
| US4803524A (en) | Method of and apparatus for detecting the accuracy of superposition exposure in an exposure apparatus | |
| JP3880155B2 (ja) | 位置決め方法及び位置決め装置 | |
| US6855997B2 (en) | Mask, exposure method, line width measuring method, and method for manufacturing semiconductor devices | |
| JP4032501B2 (ja) | 投影光学系の結像特性計測方法及び投影露光装置 | |
| JPH10284377A (ja) | 露光方法及び該方法を用いたデバイスの製造方法 | |
| JP4078683B2 (ja) | 投影露光装置及び投影露光方法並びに走査露光方法 | |
| JP2715937B2 (ja) | 露光方法 | |
| JP2696962B2 (ja) | 線幅測定方法及び該方法を用いた露光装置の検査方法 | |
| JP2002190439A (ja) | 位置計測方法及びその装置、露光方法及びその装置、並びにデバイス製造方法 | |
| JP2546537B2 (ja) | 投影露光装置及び方法 | |
| JP4029360B2 (ja) | 投影露光装置及び投影露光方法並びに走査露光方法 | |
| JP3344426B2 (ja) | 計測方法及びデバイス製造方法 | |
| JPH07219243A (ja) | 露光装置の評価方法 | |
| JPH0672766B2 (ja) | 位置検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |