JP3320120B2 - 露光方法およびその装置 - Google Patents
露光方法およびその装置Info
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子蓄積リング放
射光等の放射光を照明光とする露光方法およびその装置
に関するものである。
射光等の放射光を照明光とする露光方法およびその装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子蓄積リング放射光等の放射光を
照明光とする露光装置は、露光されるウエハ等基板（以
下「基板」という）とマスクの位置合わせを行うアライ
メント機構を有し、該アライメント機構は、アライメン
ト用の照明光（以下「アライメント光」という）を、マ
スクに設けられたアライメントマークを経て基板に照射
しつつ基板を移動させて、前記アライメント光が基板の
アライメントマークに入射してこれによって反射される
までの基板の移動量に基づいて、前記マスクと前記基板
の位置ずれを検出するものである。前記アライメントマ
ークに照射されるアライメント光は、基板を露光する照
明光（以下「露光光」という）を用いる場合と、露光光
とは別のアライメント用の光学系（以下「アライメント
光学系」という）から発生されたものを用いる場合があ
るが、特に荷電粒子蓄積リング放射光を露光光とする露
光装置においては、アライメント光学系から発生された
ものを用いるのが一般的である。
照明光とする露光装置は、露光されるウエハ等基板（以
下「基板」という）とマスクの位置合わせを行うアライ
メント機構を有し、該アライメント機構は、アライメン
ト用の照明光（以下「アライメント光」という）を、マ
スクに設けられたアライメントマークを経て基板に照射
しつつ基板を移動させて、前記アライメント光が基板の
アライメントマークに入射してこれによって反射される
までの基板の移動量に基づいて、前記マスクと前記基板
の位置ずれを検出するものである。前記アライメントマ
ークに照射されるアライメント光は、基板を露光する照
明光（以下「露光光」という）を用いる場合と、露光光
とは別のアライメント用の光学系（以下「アライメント
光学系」という）から発生されたものを用いる場合があ
るが、特に荷電粒子蓄積リング放射光を露光光とする露
光装置においては、アライメント光学系から発生された
ものを用いるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば、アライメント光学系から発生された
アライメント光によって前記位置ずれを検出し補正する
場合は、アライメント光の基板に対する入射角と、露光
光の基板に対する入射角が同じでないことに起因する転
写ずれを防ぐ対策が必要である。
来の技術によれば、アライメント光学系から発生された
アライメント光によって前記位置ずれを検出し補正する
場合は、アライメント光の基板に対する入射角と、露光
光の基板に対する入射角が同じでないことに起因する転
写ずれを防ぐ対策が必要である。
【０００４】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、アライメント光の入
射角と露光光の入射角が同じでないために発生する転写
ずれを容易に防ぐことのできる露光方法およびその装置
を提供することを目的とするものである。
課題に鑑みてなされたものであり、アライメント光の入
射角と露光光の入射角が同じでないために発生する転写
ずれを容易に防ぐことのできる露光方法およびその装置
を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の一方法は、マスクと該マスクを介して露光
光によって露光される基板の間の位置ずれを、前記マス
クのアライメントマークと前記基板のアライメントマー
クとアライメント光とを用いて検出し補正する工程を有
する露光方法であって、前記基板を保持する基板ステー
ジに設けた入射角測定手段により前記露光光の入射角と
前記アライメント光の入射角を測定し、前記アライメン
ト光の入射角と前記露光光の入射角の差を考慮して前記
位置ずれの補正を行なうことを特徴とするものである。
また、本発明の他の方法は、マスクと該マスクを介して
露光光によって露光される基板の間の位置ずれを前記マ
スクの複数のアライメントマークと前記基板の複数のア
ライメントマークと複数のアライメント光とを用いて検
出し補正する工程を有する露光方法であって、前記基板
を保持する基板ステージに設けた入射角測定手段によ
り、前記マスクの各アライメントマーク位置における前
記露光光の入射角と前記マスクの各アライメントマーク
位置における前記各アライメント光の入射角を測定し、
前記マスクの各アライメントマーク位置における前記露
光光の入射角から、露光中心における前記露光光の入射
角を算出し、該露光中心における前記露光光の入射角
と、前記マスクの各アライメントマーク位置における前
記アライメント光の入射角の差を考慮して前記位置ずれ
の補正を行なうことを特徴とする。
め、本発明の一方法は、マスクと該マスクを介して露光
光によって露光される基板の間の位置ずれを、前記マス
クのアライメントマークと前記基板のアライメントマー
クとアライメント光とを用いて検出し補正する工程を有
する露光方法であって、前記基板を保持する基板ステー
ジに設けた入射角測定手段により前記露光光の入射角と
前記アライメント光の入射角を測定し、前記アライメン
ト光の入射角と前記露光光の入射角の差を考慮して前記
位置ずれの補正を行なうことを特徴とするものである。
また、本発明の他の方法は、マスクと該マスクを介して
露光光によって露光される基板の間の位置ずれを前記マ
スクの複数のアライメントマークと前記基板の複数のア
ライメントマークと複数のアライメント光とを用いて検
出し補正する工程を有する露光方法であって、前記基板
を保持する基板ステージに設けた入射角測定手段によ
り、前記マスクの各アライメントマーク位置における前
記露光光の入射角と前記マスクの各アライメントマーク
位置における前記各アライメント光の入射角を測定し、
前記マスクの各アライメントマーク位置における前記露
光光の入射角から、露光中心における前記露光光の入射
角を算出し、該露光中心における前記露光光の入射角
と、前記マスクの各アライメントマーク位置における前
記アライメント光の入射角の差を考慮して前記位置ずれ
の補正を行なうことを特徴とする。
【０００６】また、本発明の装置は、マスクを保持する
手段と、前記マスクを介して露光光によって露光される
基板を保持する基板ステージと、前記マスクのアライメ
ントマークと前記基板のアライメントマークとにアライ
メント光を照射し、各アライメントマークからの光を検
出するアライメント光学系と、前記基板ステージを移動
させる駆動手段と、前記アライメント光学系の出力に基
づいて前記マスクと前記基板の間の位置ずれを検出する
検出手段と、前記基板ステージに設けた前記露光光の入
射角と前記アライメント光の入射角を測定する入射角測
定手段とを有することを特徴とする。
手段と、前記マスクを介して露光光によって露光される
基板を保持する基板ステージと、前記マスクのアライメ
ントマークと前記基板のアライメントマークとにアライ
メント光を照射し、各アライメントマークからの光を検
出するアライメント光学系と、前記基板ステージを移動
させる駆動手段と、前記アライメント光学系の出力に基
づいて前記マスクと前記基板の間の位置ずれを検出する
検出手段と、前記基板ステージに設けた前記露光光の入
射角と前記アライメント光の入射角を測定する入射角測
定手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】マスクのアライメントマークを経て基板のアラ
イメントマークに入射するアライメント光に基づいて検
出された位置ずれを、露光光の入射角とアライメント光
の入射角の差に起因する転写誤差を考慮して修正する。
修正された位置ずれに基づいて基板を移動させることで
基板とマスクの位置合わせを行えば、露光光の入射角と
アライメント光の入射角の差に起因する転写ずれを防ぐ
ことができる。
イメントマークに入射するアライメント光に基づいて検
出された位置ずれを、露光光の入射角とアライメント光
の入射角の差に起因する転写誤差を考慮して修正する。
修正された位置ずれに基づいて基板を移動させることで
基板とマスクの位置合わせを行えば、露光光の入射角と
アライメント光の入射角の差に起因する転写ずれを防ぐ
ことができる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】図１は本実施例の露光装置の主要部分を示
す部分模式断面図であって、図示しない荷電粒子蓄積リ
ングから発生された露光光であるＬ0 は、真空ダクト１
からベリリウム窓２を経て減圧雰囲気にある減圧室３へ
導入される。減圧室３の内部には２対のアライメント光
ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 （アライメント光ＡＹ
1 ，ＡＹ2 は図示せず）を発生し、それぞれの反射光を
検出するアライメント光学系４と、基板であるウエハＷ
（図２に示す）を保持する基板ステージであるウエハス
テージ５と、マスクＭを保持する手段であるマスクチャ
ッキング面６が配置され、ウエハステージ５は、入射角
測定手段であるエリアセンサ７を収容する空所５ａと、
エリアセンサ７へ照射光を導入するピンホール８を有す
る。
す部分模式断面図であって、図示しない荷電粒子蓄積リ
ングから発生された露光光であるＬ0 は、真空ダクト１
からベリリウム窓２を経て減圧雰囲気にある減圧室３へ
導入される。減圧室３の内部には２対のアライメント光
ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 （アライメント光ＡＹ
1 ，ＡＹ2 は図示せず）を発生し、それぞれの反射光を
検出するアライメント光学系４と、基板であるウエハＷ
（図２に示す）を保持する基板ステージであるウエハス
テージ５と、マスクＭを保持する手段であるマスクチャ
ッキング面６が配置され、ウエハステージ５は、入射角
測定手段であるエリアセンサ７を収容する空所５ａと、
エリアセンサ７へ照射光を導入するピンホール８を有す
る。
【００１０】エリアセンサ７は、アライメント光と露光
光の両方に感度を有する公知のＰＳＤ、四分割センサあ
るいはＣＣＤであり、ピンホール８を通って入射する照
明光のスポット位置を測定することによって前記照明光
の入射角を検出するものである。
光の両方に感度を有する公知のＰＳＤ、四分割センサあ
るいはＣＣＤであり、ピンホール８を通って入射する照
明光のスポット位置を測定することによって前記照明光
の入射角を検出するものである。
【００１１】ウエハステージ５は、駆動手段であるｘｙ
駆動装置５ｂによって、露光光Ｌ0の光路に沿った軸
（以下「ｚ軸」という）に垂直でありかつ互いに直交す
る２軸（以下「ｘ軸，ｙ軸」という）に沿って移動され
る。ｘｙ駆動装置５ｂとアライメント光学系４は、両者
の出力に基づいてマスクＭとウエハＷの位置ずれを検出
する検出手段である検出装置４ａに接続される。検出装
置４ａは、アライメント光学系４により各アライメント
光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 の反射光を検出する
ことによりマスクＭとウエハＷの位置ずれを検出する。
次いで、検出された位置ずれに基づいて検出装置４ａに
よりｘｙ駆動装置５ｂが駆動され、ウエハステージ５を
移動させてマスクＭとウエハＷの位置合わせを行う。
駆動装置５ｂによって、露光光Ｌ0の光路に沿った軸
（以下「ｚ軸」という）に垂直でありかつ互いに直交す
る２軸（以下「ｘ軸，ｙ軸」という）に沿って移動され
る。ｘｙ駆動装置５ｂとアライメント光学系４は、両者
の出力に基づいてマスクＭとウエハＷの位置ずれを検出
する検出手段である検出装置４ａに接続される。検出装
置４ａは、アライメント光学系４により各アライメント
光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 の反射光を検出する
ことによりマスクＭとウエハＷの位置ずれを検出する。
次いで、検出された位置ずれに基づいて検出装置４ａに
よりｘｙ駆動装置５ｂが駆動され、ウエハステージ５を
移動させてマスクＭとウエハＷの位置合わせを行う。
【００１２】減圧室３は、公知のωｙ調整装置９を介し
て台盤１０上に支持され、台盤１０は、公知のｙ，ωｘ
調整装置１１を介して床１２上に支持される。なおωｙ
調整装置９は、減圧室３のｙ軸のまわり回動位置を調整
するものであり、ｙ，ωｘ調整装置１１は、台盤１０の
ｙ軸方向の位置およびｘ軸のまわりの回動位置を調整す
る。
て台盤１０上に支持され、台盤１０は、公知のｙ，ωｘ
調整装置１１を介して床１２上に支持される。なおωｙ
調整装置９は、減圧室３のｙ軸のまわり回動位置を調整
するものであり、ｙ，ωｘ調整装置１１は、台盤１０の
ｙ軸方向の位置およびｘ軸のまわりの回動位置を調整す
る。
【００１３】ウエハＷは、図２に示すように、前工程に
よって形成されたウエハパターンＷＰと、その上に被着
されたレジストＲを有するもので、以下に、ウエハＷを
ウエハステージ５に保持させ、ウエハＷとマスクＭのｘ
軸方向の位置合わせを行う場合に、露光光Ｌ0 の入射角
と各アライメント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2の
入射角の差によって発生する転写ずれを説明する。
よって形成されたウエハパターンＷＰと、その上に被着
されたレジストＲを有するもので、以下に、ウエハＷを
ウエハステージ５に保持させ、ウエハＷとマスクＭのｘ
軸方向の位置合わせを行う場合に、露光光Ｌ0 の入射角
と各アライメント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2の
入射角の差によって発生する転写ずれを説明する。
【００１４】マスクＭは、図３に示すように、その中央
部分Ｍ0 にマスクパターンＭＰを有し、その両側縁に隣
接する位置には、ｘ軸方向の位置合わせを行うための１
対のｘアライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 と、ｙ軸方向
の位置合わせを行うための１対のｙアライメントマーク
ＭＹ1 ，ＭＹ2 が設けられている。ウエハＷも、各露光
領域のウエハパターンＷＰを有する中央部分の両側縁に
一対のｘアライメントマークＷＸ1 ，ＷＸ2 および一対
のｙアライメントマークＷＹ1 ，ＷＹ2 （図示せず）を
有し、これらはそれぞれ、前記マスクの各ｘアライメン
トマークＭＸ1，ＭＸ2 および各ｙアライメントマーク
ＭＹ1 ，ＭＹ2 に対応する位置に配設される。なお、マ
スクＭの各ｘアライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 および
各ｙアライメントマークＭＹ1 ，ＭＹ2 は前記アライメ
ント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 のそれぞれをウ
エハに対して垂直に曲げるマークであり、また、ウエハ
Ｗのマスクのｘアライメントマークのそれぞれに対応す
る各ｘアライメントマークＷＸ1 ，ＷＸ2 およびマスク
のｙアライメントマークのそれぞれに対応する各ｙアラ
イメントマークＷＹ1 ，ＷＹ2 はそれぞれ前記マスクの
アライメントマークに曲げられたアライメント光ＡＸ
1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 を反射する回折格子によっ
て形成されている。
部分Ｍ0 にマスクパターンＭＰを有し、その両側縁に隣
接する位置には、ｘ軸方向の位置合わせを行うための１
対のｘアライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 と、ｙ軸方向
の位置合わせを行うための１対のｙアライメントマーク
ＭＹ1 ，ＭＹ2 が設けられている。ウエハＷも、各露光
領域のウエハパターンＷＰを有する中央部分の両側縁に
一対のｘアライメントマークＷＸ1 ，ＷＸ2 および一対
のｙアライメントマークＷＹ1 ，ＷＹ2 （図示せず）を
有し、これらはそれぞれ、前記マスクの各ｘアライメン
トマークＭＸ1，ＭＸ2 および各ｙアライメントマーク
ＭＹ1 ，ＭＹ2 に対応する位置に配設される。なお、マ
スクＭの各ｘアライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 および
各ｙアライメントマークＭＹ1 ，ＭＹ2 は前記アライメ
ント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 のそれぞれをウ
エハに対して垂直に曲げるマークであり、また、ウエハ
Ｗのマスクのｘアライメントマークのそれぞれに対応す
る各ｘアライメントマークＷＸ1 ，ＷＸ2 およびマスク
のｙアライメントマークのそれぞれに対応する各ｙアラ
イメントマークＷＹ1 ，ＷＹ2 はそれぞれ前記マスクの
アライメントマークに曲げられたアライメント光ＡＸ
1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 を反射する回折格子によっ
て形成されている。
【００１５】マスクＭとウエハＷの位置合わせ工程にお
いて、図２に示すように、ウエハＷの各ｘアライメント
マークＷＸ1 ，ＷＸ2 に照射される各アライメント光Ａ
Ｘ1，ＡＸ2 は、その入射角であるウエハＷの表面の法
線に対する傾斜角のｘ軸方向の成分βｘ1 ．βｘ2 によ
ってそれぞれｘ軸方向の位置ずれの測定誤差δｘ1 ．δ
ｘ2 を生じる。また同様に、ウエハＷの各ｙアライメン
トマークＷＹ1 ，ＷＹ2 に照射される各アライメント光
ＡＹ1 ，ＡＹ2 は、その入射角であるウエハＷ（マスク
Ｍ）の表面の法線に対する傾斜角（入射角）のｙ軸方向
の成分βｙ1 ．βｙ2 によってそれぞれｙ軸方向の位置
ずれの測定誤差δｙ1 ．δｙ2 を生じる。各測定誤差δ
ｘ1 ．δｘ2 ，δｙ1 ．δｙ2 は、それぞれ、式（１）
〜（４）で表わされる。
いて、図２に示すように、ウエハＷの各ｘアライメント
マークＷＸ1 ，ＷＸ2 に照射される各アライメント光Ａ
Ｘ1，ＡＸ2 は、その入射角であるウエハＷの表面の法
線に対する傾斜角のｘ軸方向の成分βｘ1 ．βｘ2 によ
ってそれぞれｘ軸方向の位置ずれの測定誤差δｘ1 ．δ
ｘ2 を生じる。また同様に、ウエハＷの各ｙアライメン
トマークＷＹ1 ，ＷＹ2 に照射される各アライメント光
ＡＹ1 ，ＡＹ2 は、その入射角であるウエハＷ（マスク
Ｍ）の表面の法線に対する傾斜角（入射角）のｙ軸方向
の成分βｙ1 ．βｙ2 によってそれぞれｙ軸方向の位置
ずれの測定誤差δｙ1 ．δｙ2 を生じる。各測定誤差δ
ｘ1 ．δｘ2 ，δｙ1 ．δｙ2 は、それぞれ、式（１）
〜（４）で表わされる。
【００１６】δｘ1 ＝Ｇβｘ1 （１） δｘ2 ＝Ｇβｘ2 （２） δｙ1 ＝Ｇβｙ1 （３） δｙ2 ＝Ｇβｙ2 （４） ここでＧ：ウエハＷとマスクＭの間の距離 また、ウエハＷに露光光Ｌ0 を照射してレジストＲの露
光を行うときには、露光中心０におけるウエハＷの露光
領域に入射する露光光Ｌ0 とその入射角であるウエハＷ
の表面の法線に対する傾斜角のｘ軸方向およびｙ軸方向
の成分αｘ0 ．αｙ0 によってそれぞれｘ軸方向および
ｙ軸方向の転写ずれδｘ0 ．δｙ0 を発生し、これらは
式（５），（６）で表わされる。
光を行うときには、露光中心０におけるウエハＷの露光
領域に入射する露光光Ｌ0 とその入射角であるウエハＷ
の表面の法線に対する傾斜角のｘ軸方向およびｙ軸方向
の成分αｘ0 ．αｙ0 によってそれぞれｘ軸方向および
ｙ軸方向の転写ずれδｘ0 ．δｙ0 を発生し、これらは
式（５），（６）で表わされる。
【００１７】δｘ0 ＝Ｇαｘ0 （５） δｙ0 ＝Ｇαｙ0 （６） ｘ軸方向の転写ずれδｘ0 によってｘ軸方向の位置ずれ
の測定誤差δｘ1 ．δｘ2 をそれぞれ相殺することで補
正量Ｃｘ1 ，Ｃｘ2 を得たうえで、両者を平均してｘ軸
方向の位置ずれの補正値Ｃｘを得る。同様にｙ軸方向の
位置ずれの測定誤差δｘ1 ．δｘ2 とｙ軸方向の転写ず
れδｙ0 から補正量Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 を得て、両者を平均
することでｙ軸方向の位置ずれの補正値Ｃｙを得る。す
なわち、 Ｃｘ1 ＝δｘ1 −δｘ0 （７） Ｃｘ2 ＝δｘ2 −δｘ0 （８） Ｃｙ1 ＝δｙ1 −δｙ0 （９） Ｃｙ2 ＝δｙ2 −δｙ0 （１０） Ｃｘ＝（Ｃｘ1 ＋Ｃｘ2 ）／２ （１１） Ｃｙ＝（Ｃｙ1 ＋Ｃｙ2 ）／２ （１２） 式（１）ないし（６）から式（７）ないし（１０）を次
のように変形できる。
の測定誤差δｘ1 ．δｘ2 をそれぞれ相殺することで補
正量Ｃｘ1 ，Ｃｘ2 を得たうえで、両者を平均してｘ軸
方向の位置ずれの補正値Ｃｘを得る。同様にｙ軸方向の
位置ずれの測定誤差δｘ1 ．δｘ2 とｙ軸方向の転写ず
れδｙ0 から補正量Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 を得て、両者を平均
することでｙ軸方向の位置ずれの補正値Ｃｙを得る。す
なわち、 Ｃｘ1 ＝δｘ1 −δｘ0 （７） Ｃｘ2 ＝δｘ2 −δｘ0 （８） Ｃｙ1 ＝δｙ1 −δｙ0 （９） Ｃｙ2 ＝δｙ2 −δｙ0 （１０） Ｃｘ＝（Ｃｘ1 ＋Ｃｘ2 ）／２ （１１） Ｃｙ＝（Ｃｙ1 ＋Ｃｙ2 ）／２ （１２） 式（１）ないし（６）から式（７）ないし（１０）を次
のように変形できる。
【００１８】 Ｃｘ1 ＝Ｇ（βｘ1 −αｘ0 ） （１３） Ｃｘ2 ＝Ｇ（βｘ2 −αｘ0 ） （１４） Ｃｙ1 ＝Ｇ（βｙ1 −αｙ0 ） （１５） Ｃｙ2 ＝Ｇ（βｙ2 −αｙ0 ） （１６） そこで、ウエハＷとマスクＭの位置合わせを行う前に、
露光中心０における露光光Ｌ0 の傾斜角（入射角）およ
び各アライメント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 の
傾斜角（入射角）をピンホール８およびエリアセンサ７
によって測定し、式（１１）〜（１６）によってｘ軸方
向の位置ずれ量の補正値Ｃｘと、ｙ軸方向の位置ずれ量
の補正値Ｃｙを算出し、これらを検出装置４ａに記憶さ
せる。
露光中心０における露光光Ｌ0 の傾斜角（入射角）およ
び各アライメント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 の
傾斜角（入射角）をピンホール８およびエリアセンサ７
によって測定し、式（１１）〜（１６）によってｘ軸方
向の位置ずれ量の補正値Ｃｘと、ｙ軸方向の位置ずれ量
の補正値Ｃｙを算出し、これらを検出装置４ａに記憶さ
せる。
【００１９】各アライメント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ
1 ，ＡＹ2 による位置合わせにおいては、検出装置４ａ
によって検出された位置ずれ量が前記位置ずれ量の補正
値Ｃｘ，Ｃｙによって修正され、修正された位置ずれ量
に基づいてｘｙ駆動装置５ｂが駆動されて位置合わせが
行われる。
1 ，ＡＹ2 による位置合わせにおいては、検出装置４ａ
によって検出された位置ずれ量が前記位置ずれ量の補正
値Ｃｘ，Ｃｙによって修正され、修正された位置ずれ量
に基づいてｘｙ駆動装置５ｂが駆動されて位置合わせが
行われる。
【００２０】また、ウエハＷの露光領域に入射する露光
光Ｌ0 の露光中心０における傾斜角（入射角）のｘおよ
びｙ軸方向の成分αｘ0 ，αｙ0 を測定する替わりに各
アライメント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 とともにマスクＭの各ｘ
アライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 に入射する露光光の
傾斜角（入射角）のｘ軸方向の成分αｘ1 ，αｘ2 と、
各アライメント光ＡＹ1 ，ＡＹ2 とともに各ｙアライメ
ントマークＭＹ1 ，ＭＹ2 に入射する露光光の傾斜角の
ｙ軸方向の成分αｙ1 ，αｙ2 を測定してもよい。
光Ｌ0 の露光中心０における傾斜角（入射角）のｘおよ
びｙ軸方向の成分αｘ0 ，αｙ0 を測定する替わりに各
アライメント光ＡＸ1 ，ＡＸ2 とともにマスクＭの各ｘ
アライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 に入射する露光光の
傾斜角（入射角）のｘ軸方向の成分αｘ1 ，αｘ2 と、
各アライメント光ＡＹ1 ，ＡＹ2 とともに各ｙアライメ
ントマークＭＹ1 ，ＭＹ2 に入射する露光光の傾斜角の
ｙ軸方向の成分αｙ1 ，αｙ2 を測定してもよい。
【００２１】すなわち、図４に示すように、マスクＭの
各ｘアライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 に入射する露光
光の傾斜角αｘ1 ，αｘ2 は露光光のｘ軸方向の発散角
を２φｘとしたときにそれぞれφｘ＋αｘ0 ，φｘ−α
ｘ0 と算出される。ｙ軸方向についても同様であるから
式（１７），（１８）が成立する。これより求めたαｘ
0 ，αｙ0 を式（１３）〜（１６）に代入することによ
って補正値Ｃｘ1 ，Ｃｘ2 ，Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 を算出し、
これらを式（１１），（１２）によって平均することで
各補正値Ｃｘ，Ｃｙを求めることができる。
各ｘアライメントマークＭＸ1 ，ＭＸ2 に入射する露光
光の傾斜角αｘ1 ，αｘ2 は露光光のｘ軸方向の発散角
を２φｘとしたときにそれぞれφｘ＋αｘ0 ，φｘ−α
ｘ0 と算出される。ｙ軸方向についても同様であるから
式（１７），（１８）が成立する。これより求めたαｘ
0 ，αｙ0 を式（１３）〜（１６）に代入することによ
って補正値Ｃｘ1 ，Ｃｘ2 ，Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 を算出し、
これらを式（１１），（１２）によって平均することで
各補正値Ｃｘ，Ｃｙを求めることができる。
【００２２】 αｘ0 ＝（αｘ1 −αｘ2 ）／２ （１７） αｙ0 ＝（αｙ1 −αｙ2 ）／２ （１８） なお、露光光Ｌ0 の傾斜角のｘ軸方向の成分αｘ0 およ
びｙ軸方向の成分αｙ0 のそれぞれによる転写ずれの測
定誤差εｘ0 ，εｙ0 と、ウエハＷとマスクＭの間の距
離Ｇの測定誤差Δｇの間には以下の関係が成立する。
びｙ軸方向の成分αｙ0 のそれぞれによる転写ずれの測
定誤差εｘ0 ，εｙ0 と、ウエハＷとマスクＭの間の距
離Ｇの測定誤差Δｇの間には以下の関係が成立する。
【００２３】 εｘ0 ＝αｘ0 ・Δｇ （１９） εｙ0 ＝αｙ0 ・Δｇ （２０） 例えば、Δｇ＝２μｍ、εｘ0 とεｙ0 の許容値が０．
００２μｍである場合には αｘ0 ≦１ｍｒａｄ （２１） αｙ0 ≦１ｍｒａｄ （２２） でなければならない。
００２μｍである場合には αｘ0 ≦１ｍｒａｄ （２１） αｙ0 ≦１ｍｒａｄ （２２） でなければならない。
【００２４】また、エリアセンサ７は露光光、ｘおよび
ｙアライメント光双方に感度をもち、検出分解能は０．
１μｍ程度である。
ｙアライメント光双方に感度をもち、検出分解能は０．
１μｍ程度である。
【００２５】検出精度を高めるためにはエリアセンサ７
上のスポット径をできるだけ小さくする必要がある。ス
ポット径はピンホール８の内径により決まり、内径の決
定要因としては、入射光の波長による回折が考えられ
る。露光光の波長は１ｎｍ程度で回折が無視できるのに
対し、ｘおよびｙアライメント光の波長は７８５ｎｍで
回折によりスポット径が広がることが考えられる。この
スポツト径が、広がらない範囲で前記内径を小さくし、
エリアセンサ７とピンホール８の間の距離を大きくする
ことにより、露光光、ｘおよびｙアライメント光双方の
入射角を高精度に検出できる。一例として内径を２００
μｍ、距離を５０ｍｍとしたとき、エリアセンサ７の分
解能が０．１μｍであれば、角度検出分解能は２μｒａ
ｄとなる。
上のスポット径をできるだけ小さくする必要がある。ス
ポット径はピンホール８の内径により決まり、内径の決
定要因としては、入射光の波長による回折が考えられ
る。露光光の波長は１ｎｍ程度で回折が無視できるのに
対し、ｘおよびｙアライメント光の波長は７８５ｎｍで
回折によりスポット径が広がることが考えられる。この
スポツト径が、広がらない範囲で前記内径を小さくし、
エリアセンサ７とピンホール８の間の距離を大きくする
ことにより、露光光、ｘおよびｙアライメント光双方の
入射角を高精度に検出できる。一例として内径を２００
μｍ、距離を５０ｍｍとしたとき、エリアセンサ７の分
解能が０．１μｍであれば、角度検出分解能は２μｒａ
ｄとなる。
【００２６】次に図５および図６に基づいて各補正値Ｃ
ｘ，Ｃｙを算出する手順を説明する。
ｘ，Ｃｙを算出する手順を説明する。
【００２７】ステップ１でマスクのｘアライメントマー
クＭＸ1 にてアライメント光および露光光のそれぞれの
傾斜角のｘ軸方向の成分βｘ1 、αｘ1 を測定し、ステ
ップ２でマスクのｘアライメントマークＭＸ2 にてアラ
イメント光および露光光のそれぞれの傾斜角のｘ軸方向
の成分βｘ2,αｘ2 を測定し、ステップ３で露光中心に
おける露光光の傾斜角のｘ軸方向の成分αｘ0 を算出
し、ステップ４でこれが、例えば１ｍｒａｄの許容値を
越えているか否かを判定し、越えていなければステップ
６へ進み、越えていればステップ５で減圧室のωｙ調整
装置を制御してステップ１へもどる。
クＭＸ1 にてアライメント光および露光光のそれぞれの
傾斜角のｘ軸方向の成分βｘ1 、αｘ1 を測定し、ステ
ップ２でマスクのｘアライメントマークＭＸ2 にてアラ
イメント光および露光光のそれぞれの傾斜角のｘ軸方向
の成分βｘ2,αｘ2 を測定し、ステップ３で露光中心に
おける露光光の傾斜角のｘ軸方向の成分αｘ0 を算出
し、ステップ４でこれが、例えば１ｍｒａｄの許容値を
越えているか否かを判定し、越えていなければステップ
６へ進み、越えていればステップ５で減圧室のωｙ調整
装置を制御してステップ１へもどる。
【００２８】ステップ６でマスクのｙアライメントマー
クＭＹ1 にてアライメント光および露光光のそれぞれの
傾斜角のｙ軸方向成分βｙ1 ，αｙ1 を測定し、ステッ
プ７でマスクのｙアライメントマークＭＹ2 にてアライ
メント光および露光光のそれぞれの傾斜角のｙ軸方向成
分βｙ2 ，αｙ2 を測定し、ステップ８で露光中心にお
ける露光光の傾斜角のｙ軸方向の成分αｙ0 を算出し、
ステップ９でこれが、例えば１ｍｒａｄの許容値を越え
ているか否かを判定し、越えていればステップ１０で減
圧室のωｘ調整装置を制御してステップ１またはステッ
プ６へもどり、越えていなければ、ステップ１１へ進
み、式（１３）〜（１６）によって各補正値Ｃｘ1 ，Ｃ
ｘ2 ，Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 を算出する。ステップ１２でｘ軸
方向の両補正値Ｃｘ1 ，Ｃｘ2 の差の絶対値およびｙ軸
方向の両補正値Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 の差の絶対値がそれぞれ
許容値εｘ，εｙを越えていないことを確かめたうえ
で、ステップ１３で式（１１），（１２）によって各補
正値Ｃｘ，Ｃｙを算出する。
クＭＹ1 にてアライメント光および露光光のそれぞれの
傾斜角のｙ軸方向成分βｙ1 ，αｙ1 を測定し、ステッ
プ７でマスクのｙアライメントマークＭＹ2 にてアライ
メント光および露光光のそれぞれの傾斜角のｙ軸方向成
分βｙ2 ，αｙ2 を測定し、ステップ８で露光中心にお
ける露光光の傾斜角のｙ軸方向の成分αｙ0 を算出し、
ステップ９でこれが、例えば１ｍｒａｄの許容値を越え
ているか否かを判定し、越えていればステップ１０で減
圧室のωｘ調整装置を制御してステップ１またはステッ
プ６へもどり、越えていなければ、ステップ１１へ進
み、式（１３）〜（１６）によって各補正値Ｃｘ1 ，Ｃ
ｘ2 ，Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 を算出する。ステップ１２でｘ軸
方向の両補正値Ｃｘ1 ，Ｃｘ2 の差の絶対値およびｙ軸
方向の両補正値Ｃｙ1 ，Ｃｙ2 の差の絶対値がそれぞれ
許容値εｘ，εｙを越えていないことを確かめたうえ
で、ステップ１３で式（１１），（１２）によって各補
正値Ｃｘ，Ｃｙを算出する。
【００２９】なお、許容値εｘ，εｙはウエハとマスク
の間の距離の測定誤差の許容値やウエハステージの駆動
装置の性能に基づいて設定されるものである。
の間の距離の測定誤差の許容値やウエハステージの駆動
装置の性能に基づいて設定されるものである。
【００３０】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
で、以下に記載するような効果を奏する。
【００３１】アライメント光の入射角と露光光の入射角
が同じでないために発生する転写ずれを容易に防ぐこと
ができる。その結果、高精度の露光、転写が容易であ
る。
が同じでないために発生する転写ずれを容易に防ぐこと
ができる。その結果、高精度の露光、転写が容易であ
る。
【図１】本実施例を説明する説明図である。
【図２】本実施例の露光光の傾斜角による転写ずれおよ
びマスクの各ｘアライメントマークに入射するアライメ
ント光の傾斜角による位置ずれの測定誤差を説明する説
明図である。
びマスクの各ｘアライメントマークに入射するアライメ
ント光の傾斜角による位置ずれの測定誤差を説明する説
明図である。
【図３】マスクの各ｘアライメントマークおよびｙアラ
イメントマークを説明する図である。
イメントマークを説明する図である。
【図４】露光光の発散角を説明する説明図である。
【図５】本実施例によって各補正値を算出する手順の一
部分を示すフローチャートである。
部分を示すフローチャートである。
【図６】前記手順の残りの部分を示すフローチャートで
ある。
ある。
Ｌ0 露光光 ＡＸ1 ，ＡＸ2 ，ＡＹ1 ，ＡＹ2 アライメント光 Ｗ ウエハ Ｍ マスク ３ 減圧室 ４ アライメント光学系 ４ａ 検出装置 ５ ウエハステージ ５ａ ｘｙ駆動装置 ７ エリアセンサ ８ ピンホール
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−72611（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−148812（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32217（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−88621（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (5)
- 【請求項１】 マスクと該マスクを介して露光光によっ
て露光される基板の間の位置ずれを、前記マスクのアラ
イメントマークと前記基板のアライメントマークとアラ
イメント光とを用いて検出し補正する工程を有する露光
方法であって、前記基板を保持する基板ステージに設けた入射角測定手
段により前記露光光の入射角と前記アライメント光の入
射角を測定し、前記アライメント光の入射角と前記露光
光の入射角の差 を考慮して前記位置ずれの補正を行なう
ことを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 マスクと該マスクを介して露光光によっ
て露光される基板の間の位置ずれを前記マスクの複数の
アライメントマークと前記基板の複数のアライメントマ
ークと複数のアライメント光とを用いて検出し補正する
工程を有する露光方法であって、前記基板を保持する基板ステージに設けた入射角測定手
段により、前記マスクの各アライメントマーク位置にお
ける前記露光光の入射角と前記マスクの各アライメント
マーク位置における前記各アライメント光の入射角を測
定し、 前記マスクの各アライメントマーク位置における前記露
光光の入射角から、露光中心における前記露光光の入射
角を算出し、 該露光中心における前記露光光の入射角と、前記マスク
の各アライメントマーク位置における前記アライメント
光の入射角の差 を考慮して前記位置ずれの補正を行なう
ことを特徴とする露光方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の露光方
法を実行することを特徴とする露光装置。 - 【請求項４】 マスクを保持する手段と、前記マスクを
介して露光光によって露光される基板を保持する基板ス
テージと、前記マスクのアライメントマークと前記基板
のアライメントマークとにアライメント光を照射し、各
アライメントマークからの光を検出するアライメント光
学系と、前記基板ステージを移動させる駆動手段と、前
記アライメント光学系の出力に基づいて前記マスクと前
記基板の間の位置ずれを検出する検出手段と、前記基板
ステージに設けた前記露光光の入射角と前記アライメン
ト光の入射角を測定する入射角測定手段とを有すること
を特徴とする露光装置。 - 【請求項５】 前記入射角測定手段は、基板ステージの
凹所の底部に設けられたエリアセンサと、前記基板ステ
ージの前記凹所の上部に設けたピンホールとを備えるこ
とを特徴とする請求項４記載の露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31415292A JP3320120B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 露光方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31415292A JP3320120B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 露光方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151276A JPH06151276A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3320120B2 true JP3320120B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=18049862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31415292A Expired - Fee Related JP3320120B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 露光方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3320120B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP31415292A patent/JP3320120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151276A (ja) | 1994-05-31 |
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