JP3374413B2 - 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 - Google Patents
投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法Info
- Publication number
- JP3374413B2 JP3374413B2 JP19176692A JP19176692A JP3374413B2 JP 3374413 B2 JP3374413 B2 JP 3374413B2 JP 19176692 A JP19176692 A JP 19176692A JP 19176692 A JP19176692 A JP 19176692A JP 3374413 B2 JP3374413 B2 JP 3374413B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- projection exposure
- area
- projection
- detection
- focus
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- 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
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、投影露光装置のように
被処理基板(感光基板)に対する焦点位置合わせの必要
な装置に関し、特に被処理基板の処理領域の起伏が一様
でない場合の焦点位置合わせを良好に行なう技術に関す
るものである。
被処理基板(感光基板)に対する焦点位置合わせの必要
な装置に関し、特に被処理基板の処理領域の起伏が一様
でない場合の焦点位置合わせを良好に行なう技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体ウェハ等の表面に、集積回
路のパターンを露光するための投影露光装置において
は、ウェハ表面を正確に所定の露光面に合致させるため
に、光学式の焦点位置ずれ検出方式を採用するものがあ
る。この光学式の焦点位置ずれ検出の一方式として、被
検出面であるウェハ上に斜め上方より細長い断面を有す
る光束を照射し、その反射光を振動するスリットを介し
て集光し、その集光された光信号を光電変換した後、電
気的な処理をされた出力によって焦点位置を検出する方
法が考えられていた。しかし、この焦点位置ずれ検出に
用いられる検出光束は、停止したウェハに対して常に一
定位置に照射されるため、照射位置における局所的な平
面の焦点合わせを行なうことは可能であるが、投影露光
領域(視野)内に検出光束の照射位置における平面の高
さとは異なる高さを持つ面がある場合は、その面は焦点
面には合致しないことになる。
路のパターンを露光するための投影露光装置において
は、ウェハ表面を正確に所定の露光面に合致させるため
に、光学式の焦点位置ずれ検出方式を採用するものがあ
る。この光学式の焦点位置ずれ検出の一方式として、被
検出面であるウェハ上に斜め上方より細長い断面を有す
る光束を照射し、その反射光を振動するスリットを介し
て集光し、その集光された光信号を光電変換した後、電
気的な処理をされた出力によって焦点位置を検出する方
法が考えられていた。しかし、この焦点位置ずれ検出に
用いられる検出光束は、停止したウェハに対して常に一
定位置に照射されるため、照射位置における局所的な平
面の焦点合わせを行なうことは可能であるが、投影露光
領域(視野)内に検出光束の照射位置における平面の高
さとは異なる高さを持つ面がある場合は、その面は焦点
面には合致しないことになる。
【0003】この場合、検出光束の照射位置における平
面の高さとは異なる高さを持つ面における集積回路パタ
ーンのデザインルールが投影露光領域内で一番厳しく、
その位置において焦点を合致させる必要があった場合
は、不都合が生じることとなる。近年集積回路パターン
の線幅の細線化により、投影露光レンズの高NA化が進
み、焦点深度の余裕が少なくなってきた。従って、投影
露光領域内の各回路のパターンの高さが一様でない場合
は、その中でも最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターンに合わせて焦点位置合わせを行なうこと
がのぞましい。
面の高さとは異なる高さを持つ面における集積回路パタ
ーンのデザインルールが投影露光領域内で一番厳しく、
その位置において焦点を合致させる必要があった場合
は、不都合が生じることとなる。近年集積回路パターン
の線幅の細線化により、投影露光レンズの高NA化が進
み、焦点深度の余裕が少なくなってきた。従って、投影
露光領域内の各回路のパターンの高さが一様でない場合
は、その中でも最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターンに合わせて焦点位置合わせを行なうこと
がのぞましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来におい
ては、焦点位置ずれ検出に用いられる検出光束の照射位
置における平面と、最も焦点位置ずれを少なくする必要
のある回路パターン位置における平面との高さの差をフ
ォーカスオフセット量としてあらかじめ指定しておき、
実際には検出光束の照射位置における平面に焦点を合致
させる際に、あらかじめ指定したフォーカスオフセット
分を電気的処理において補正する方法が用いられてい
た。この方法の場合は、あらかじめフォーカスオフセッ
ト量を測定する必要があった。
ては、焦点位置ずれ検出に用いられる検出光束の照射位
置における平面と、最も焦点位置ずれを少なくする必要
のある回路パターン位置における平面との高さの差をフ
ォーカスオフセット量としてあらかじめ指定しておき、
実際には検出光束の照射位置における平面に焦点を合致
させる際に、あらかじめ指定したフォーカスオフセット
分を電気的処理において補正する方法が用いられてい
た。この方法の場合は、あらかじめフォーカスオフセッ
ト量を測定する必要があった。
【0005】また、焦点位置ずれ検出に用いられる光束
の照射位置を、最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターン位置にあらかじめ移動して焦点合わせを
行なった後、その焦点を維持したまま、投影露光位置へ
移動して露光する方法(フォーカスロック)も考えられ
るが、各露光処理ごとに処理時間が増加する欠点があっ
た。
の照射位置を、最も焦点位置ずれを少なくする必要のあ
る回路パターン位置にあらかじめ移動して焦点合わせを
行なった後、その焦点を維持したまま、投影露光位置へ
移動して露光する方法(フォーカスロック)も考えられ
るが、各露光処理ごとに処理時間が増加する欠点があっ
た。
【0006】一方、アライメント用のセンサが被処理基
板上のアライメントマークに対してアライメント動作を
している場合においても、焦点位置ずれ検出に用いられ
る検出光束の照射位置はアライメントマーク位置とは一
般的に異なるため、検出光束の照射位置における平面の
高さがアライメントマーク位置における平面の高さと異
なる場合においては、同様の問題点が発生する。
板上のアライメントマークに対してアライメント動作を
している場合においても、焦点位置ずれ検出に用いられ
る検出光束の照射位置はアライメントマーク位置とは一
般的に異なるため、検出光束の照射位置における平面の
高さがアライメントマーク位置における平面の高さと異
なる場合においては、同様の問題点が発生する。
【0007】そこで本発明は、ステップアンドリピート
方式又はステップ・スキャン方式等の投影露光装置にお
ける被処理基板に対する焦点位置合わせにおいて、被処
理基板の処理領域の起伏が一様でない場合の焦点位置合
わせを効率的に行なうことを目的とする。
方式又はステップ・スキャン方式等の投影露光装置にお
ける被処理基板に対する焦点位置合わせにおいて、被処
理基板の処理領域の起伏が一様でない場合の焦点位置合
わせを効率的に行なうことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、あらかじめ、
投影露光処理領域内の焦点検出位置における平面の高さ
と、前記投影露光処理領域内の最適合焦必要位置におけ
る平面の高さの差を自動的に計測し、この計測を複数回
行なった場合はこの計測値を平均化して記憶し、この平
均値の分だけ投影露光時に補正することを技術的要点と
している。
投影露光処理領域内の焦点検出位置における平面の高さ
と、前記投影露光処理領域内の最適合焦必要位置におけ
る平面の高さの差を自動的に計測し、この計測を複数回
行なった場合はこの計測値を平均化して記憶し、この平
均値の分だけ投影露光時に補正することを技術的要点と
している。
【0009】また、アライメントにおいては、あらかじ
め、アライメント時の焦点検出位置における平面の高さ
と、アライメントマーク位置における平面の高さの差を
自動的に計測し、この計測を複数回行なった場合はこの
計測値を平均化して記憶し、この平均値の分だけアライ
メント計測時に補正することを技術的要点としている。
本発明における第1の投影露光装置は、マスクのパター
ンを感光基板上の複数のショット領域の一つに投影露光
するための投影光学系と、その感光基板を保持してその
投影光学系の光軸と垂直な面内で水平移動するととも
に、その光軸の方向に鉛直移動するステージと、その感
光基板上のショット領域に付設されたアライメント用の
マークをその投影光学系を介して光電検出するマーク検
出手段と、その投影光学系の視野内の所定位置に検出領
域が設定され、該検出領域に含まれるその感光基板の表
面のその光軸方向の位置ずれ量を検出する表面位置検出
手段と、焦点合わせのため、該検出された位置ずれ量に
基づいて、そのステージを垂直移動させる合焦制御手段
を備えた装置において、その感光基板をアライメントす
るために、その感光基板上の特定のn個のショット領域
の夫々に付設されたそのマークが、そのマーク検出手段
によって順次検出されるようにそのステージを水平移動
させるときに、そのn個のほぼ中央の第1位置と、該第
1位置から所定方向に所定量だけ離れ、且つそのショッ
ト領域内に存在する第2位置との夫々をその検出領域に
設定し、その表面位置検出手段によってn個のショット
領域の夫々についてその第1位置と第2位置との光軸方
向の位置偏差を測定するショット内偏差測定手段と;そ
のn個の位置偏差のうち、所定の許容範囲内のものをm
個選択し、そのm個の位置偏差の平均値を算出する演算
手段と;その表面位置検出手段による位置ずれ検出の基
準となる位置が、その算出された平均値だけその光軸方
向に偏位するように、その表面位置検出手段を補正する
補正手段とを備えたことを特徴とする。 また、本発明の
投影露光方法は、基板上に形成された複数の処理領域に
それぞれ付設された複数のアライメント用マークを検出
し、その検出結果に基づいてその複数の処理領域を順次
露光位置に配置するとともに、その処理領域内の焦点検
出位置において投影光学系の光軸方向における位置を検
出し、その検出結果に基づいてその処理領域をその投影
光学系の焦点位置に合わせてその処理領域を露光する投
影露光方法であって、そのアライメント用マークを検出
する動作に伴って、その基板表面の高さ方向における位
置を計測する手段によってその処理領域内のその焦点検
出位置と任意の部分とのその高さ方向の偏差に対応する
段差情報を計測し、その段差情報に基づいてその複数の
処理領域を露光する際のその基板の面位置を補正するこ
とを特徴とする。 また、本発明の第2の投影露光装置
は、基板上に形成された複数の処理領域にそれぞれ付設
された複数のアライメント用マークを検出し、その検出
結果に基づいて、その複数の処理領域を順次露光する位
置に配置するとともに、その処理領域内の焦点検出位置
において投影光学系の光軸方向における位置を検出し、
その検出結果に基づいてその処理領域をその投影光学系
の焦点位置に合わせてその処理領域を露光する投影露光
装置であって、そのアライメント用マークを検出する動
作に伴って、その処理領域内のその焦点検出位置と任意
の部分とのその基板表面の高さ方向における偏差に対応
する段差情報を計測する計測手段と、その段差情報に基
づいてその複数の処理領域を露光する際のその基板の面
位置を補正する補正手段と、を有することを特徴とす
る。
め、アライメント時の焦点検出位置における平面の高さ
と、アライメントマーク位置における平面の高さの差を
自動的に計測し、この計測を複数回行なった場合はこの
計測値を平均化して記憶し、この平均値の分だけアライ
メント計測時に補正することを技術的要点としている。
本発明における第1の投影露光装置は、マスクのパター
ンを感光基板上の複数のショット領域の一つに投影露光
するための投影光学系と、その感光基板を保持してその
投影光学系の光軸と垂直な面内で水平移動するととも
に、その光軸の方向に鉛直移動するステージと、その感
光基板上のショット領域に付設されたアライメント用の
マークをその投影光学系を介して光電検出するマーク検
出手段と、その投影光学系の視野内の所定位置に検出領
域が設定され、該検出領域に含まれるその感光基板の表
面のその光軸方向の位置ずれ量を検出する表面位置検出
手段と、焦点合わせのため、該検出された位置ずれ量に
基づいて、そのステージを垂直移動させる合焦制御手段
を備えた装置において、その感光基板をアライメントす
るために、その感光基板上の特定のn個のショット領域
の夫々に付設されたそのマークが、そのマーク検出手段
によって順次検出されるようにそのステージを水平移動
させるときに、そのn個のほぼ中央の第1位置と、該第
1位置から所定方向に所定量だけ離れ、且つそのショッ
ト領域内に存在する第2位置との夫々をその検出領域に
設定し、その表面位置検出手段によってn個のショット
領域の夫々についてその第1位置と第2位置との光軸方
向の位置偏差を測定するショット内偏差測定手段と;そ
のn個の位置偏差のうち、所定の許容範囲内のものをm
個選択し、そのm個の位置偏差の平均値を算出する演算
手段と;その表面位置検出手段による位置ずれ検出の基
準となる位置が、その算出された平均値だけその光軸方
向に偏位するように、その表面位置検出手段を補正する
補正手段とを備えたことを特徴とする。 また、本発明の
投影露光方法は、基板上に形成された複数の処理領域に
それぞれ付設された複数のアライメント用マークを検出
し、その検出結果に基づいてその複数の処理領域を順次
露光位置に配置するとともに、その処理領域内の焦点検
出位置において投影光学系の光軸方向における位置を検
出し、その検出結果に基づいてその処理領域をその投影
光学系の焦点位置に合わせてその処理領域を露光する投
影露光方法であって、そのアライメント用マークを検出
する動作に伴って、その基板表面の高さ方向における位
置を計測する手段によってその処理領域内のその焦点検
出位置と任意の部分とのその高さ方向の偏差に対応する
段差情報を計測し、その段差情報に基づいてその複数の
処理領域を露光する際のその基板の面位置を補正するこ
とを特徴とする。 また、本発明の第2の投影露光装置
は、基板上に形成された複数の処理領域にそれぞれ付設
された複数のアライメント用マークを検出し、その検出
結果に基づいて、その複数の処理領域を順次露光する位
置に配置するとともに、その処理領域内の焦点検出位置
において投影光学系の光軸方向における位置を検出し、
その検出結果に基づいてその処理領域をその投影光学系
の焦点位置に合わせてその処理領域を露光する投影露光
装置であって、そのアライメント用マークを検出する動
作に伴って、その処理領域内のその焦点検出位置と任意
の部分とのその基板表面の高さ方向における偏差に対応
する段差情報を計測する計測手段と、その段差情報に基
づいてその複数の処理領域を露光する際のその基板の面
位置を補正する補正手段と、を有することを特徴とす
る。
【0010】
【作用】 本発明の第1の投影露光装置においては、感
光基板をアライメントするためにステージを水平移動さ
せるときに、感光基板(ウェハ)上の1つの露光処理領
域(局所領域、又はショット領域)内で露光時に投影光
学系の光軸近傍となる位置(第1位置)と、そこから所
定方向に一定距離だけ離れた処理領域内の少なくとも1
つの第2位置との間で、光軸方向の位置偏差(ショット
内フォーカス偏差)を求め、選ばれたいくつか(n個)
の処理領域毎に求められたショット内フォーカス偏差の
うち、許容範囲内のものをm個(2つ以上)選び、その
平均値を求めるようにした。
光基板をアライメントするためにステージを水平移動さ
せるときに、感光基板(ウェハ)上の1つの露光処理領
域(局所領域、又はショット領域)内で露光時に投影光
学系の光軸近傍となる位置(第1位置)と、そこから所
定方向に一定距離だけ離れた処理領域内の少なくとも1
つの第2位置との間で、光軸方向の位置偏差(ショット
内フォーカス偏差)を求め、選ばれたいくつか(n個)
の処理領域毎に求められたショット内フォーカス偏差の
うち、許容範囲内のものをm個(2つ以上)選び、その
平均値を求めるようにした。
【0011】このため、算出された平均値は、ショツト
中央部とショット内の任意の部分(フォーカスを厳密に
合わせたい部分)との段差に対応したものになる。通常
の表面位置検出手段では、露光時にショット中央部(又
はショット内の特定点)のみをフォーカス検出するた
め、そこで検出されるフォーカス位置に対して段差(平
均値)分のオフセットを加えておくと、投影光学系の最
良像面(マスクとの共役面)はショット内でフォーカス
を厳密に合わせたい部分と正確に合致することになり、
スループットを極端に低下させることがなく、焦点位置
合わせを効率的に行うことが可能となる。また、本発明
の投影露光方法及び第2の投影露光装置においては、ア
ライメント用マークを検出する動作に伴って、処理領域
内の焦点検出位置と任意の部分との基板表面の高さ方向
における偏差に対応する段差情報を計測するため、処理
領域の起伏が一様でなくても、スループットを極端に低
下させることなく処理領域内の段差情報を得ることがで
き、焦点位置合わせを効率的に行うことが可能となる。
中央部とショット内の任意の部分(フォーカスを厳密に
合わせたい部分)との段差に対応したものになる。通常
の表面位置検出手段では、露光時にショット中央部(又
はショット内の特定点)のみをフォーカス検出するた
め、そこで検出されるフォーカス位置に対して段差(平
均値)分のオフセットを加えておくと、投影光学系の最
良像面(マスクとの共役面)はショット内でフォーカス
を厳密に合わせたい部分と正確に合致することになり、
スループットを極端に低下させることがなく、焦点位置
合わせを効率的に行うことが可能となる。また、本発明
の投影露光方法及び第2の投影露光装置においては、ア
ライメント用マークを検出する動作に伴って、処理領域
内の焦点検出位置と任意の部分との基板表面の高さ方向
における偏差に対応する段差情報を計測するため、処理
領域の起伏が一様でなくても、スループットを極端に低
下させることなく処理領域内の段差情報を得ることがで
き、焦点位置合わせを効率的に行うことが可能となる。
【0012】
【実施例】図1は本発明が適用される投影露光装置(ス
テッパー)の全体構成を示し、レチクル(マスク)Rに
形成されたパターン領域は露光用照明系のコンデンサー
レンズCLからの照明光で均一に照射される。パターン
領域を透過した光は両側テレセントリック、又は像側テ
レセントリックな投影レンズPLを介してウェハWへ達
し、パターン領域の像がウェハW上の所定のショット領
域に投影される。レチクルアライメント顕微鏡RA1 、
RA2 は、レチクルRの周辺に形成されたマークを検知
して、レチクルRを投影レンズPLの光軸AXに対して
アライメントしたり、あるいはレチクルR上のマークと
ウェハW上のマークとの相対的な位置ずれ量を検知し
て、レチクルRとウェハWをアライメントしたりする。
また投影レンズPLのみを介してウェハW上のマークを
検知するTTL(スルーザレンズ)アライメント系WA
は、投影レンズPLの投影視野内で、かつレチクルRの
パターン領域の投影範囲の外側にマーク検出領域を有す
る。このTTLアライメントマーク系WAは投影視野内
の2ケ所にマーク検出領域が配置されるように、同じも
のが2組設けられている。
テッパー)の全体構成を示し、レチクル(マスク)Rに
形成されたパターン領域は露光用照明系のコンデンサー
レンズCLからの照明光で均一に照射される。パターン
領域を透過した光は両側テレセントリック、又は像側テ
レセントリックな投影レンズPLを介してウェハWへ達
し、パターン領域の像がウェハW上の所定のショット領
域に投影される。レチクルアライメント顕微鏡RA1 、
RA2 は、レチクルRの周辺に形成されたマークを検知
して、レチクルRを投影レンズPLの光軸AXに対して
アライメントしたり、あるいはレチクルR上のマークと
ウェハW上のマークとの相対的な位置ずれ量を検知し
て、レチクルRとウェハWをアライメントしたりする。
また投影レンズPLのみを介してウェハW上のマークを
検知するTTL(スルーザレンズ)アライメント系WA
は、投影レンズPLの投影視野内で、かつレチクルRの
パターン領域の投影範囲の外側にマーク検出領域を有す
る。このTTLアライメントマーク系WAは投影視野内
の2ケ所にマーク検出領域が配置されるように、同じも
のが2組設けられている。
【0013】一方、ウェハWはZステージ20上に保持
され、Zステージ20はXYステージ21上に保持され
る。Zステージ20はモータ19等の駆動系によってX
Yステージ21に対して光軸AX方向(Z方向)に微動
可能に構成される。これによってウェハW上の表面が投
影レンズPLの最良像面と合致するような焦点合わせが
実行される。ウェハWの表面の光軸AX方向の位置は、
斜入射光式の位置検出系によって検出され、投光器AF
Pからの非露光光はウェハW上に斜めに投射され、その
反射光は受光器AFRによって受光される。この受光器
AFRからの検出信号(焦点ずれの大きさに対応して状
態が変化する信号)は焦点制御系AFUへ送出される。
制御系AFUはその検出信号に基づいてウェハWの表面
の最良像面からのずれ量を逐次検知し、そのずれ量が所
定の許容値内に追い込まれるまでZステージ20用のモ
ータ19を駆動する。
され、Zステージ20はXYステージ21上に保持され
る。Zステージ20はモータ19等の駆動系によってX
Yステージ21に対して光軸AX方向(Z方向)に微動
可能に構成される。これによってウェハW上の表面が投
影レンズPLの最良像面と合致するような焦点合わせが
実行される。ウェハWの表面の光軸AX方向の位置は、
斜入射光式の位置検出系によって検出され、投光器AF
Pからの非露光光はウェハW上に斜めに投射され、その
反射光は受光器AFRによって受光される。この受光器
AFRからの検出信号(焦点ずれの大きさに対応して状
態が変化する信号)は焦点制御系AFUへ送出される。
制御系AFUはその検出信号に基づいてウェハWの表面
の最良像面からのずれ量を逐次検知し、そのずれ量が所
定の許容値内に追い込まれるまでZステージ20用のモ
ータ19を駆動する。
【0014】さて、ウェハWはステップアンドリピート
方式で露光されるが、そのステッピング位置はレーザ干
渉計IFMによって2次元の座標値として検出される。
このレーザ干渉計IFMはウェハWの移動平面(x−y
平面)内の座標位置を、0.01μm程度の分解能で検出
し、アライメント時のマーク位置計測等にも使われる。
モータ40はXYステージ21(すなわちウェハW)を
x方向とy方向との夫々に移動させるもので、ステージ
制御系STUによって制御される。制御系STUは、主
制御系MCからウェハWの移動目標位置のデータが送ら
れると、レーザ干渉計IFMで計測される現在位置との
差を算出し、その差に応じた最適な速度でモータ40を
駆動し、目標位置に対してレーザ干渉計IMFのカウン
ト値が、例えば±5カウント(±0.05μm)以内にな
るようにモータ40をサーボ制御する。
方式で露光されるが、そのステッピング位置はレーザ干
渉計IFMによって2次元の座標値として検出される。
このレーザ干渉計IFMはウェハWの移動平面(x−y
平面)内の座標位置を、0.01μm程度の分解能で検出
し、アライメント時のマーク位置計測等にも使われる。
モータ40はXYステージ21(すなわちウェハW)を
x方向とy方向との夫々に移動させるもので、ステージ
制御系STUによって制御される。制御系STUは、主
制御系MCからウェハWの移動目標位置のデータが送ら
れると、レーザ干渉計IFMで計測される現在位置との
差を算出し、その差に応じた最適な速度でモータ40を
駆動し、目標位置に対してレーザ干渉計IMFのカウン
ト値が、例えば±5カウント(±0.05μm)以内にな
るようにモータ40をサーボ制御する。
【0015】また主制御系MCは、レチクルアライメン
ト顕微鏡RA1 、RA2 による計測結果、TTLアライ
メント系WAによるマーク位置計測結果等を入力すると
ともに、焦点制御系AFUとの間でデータやコマンドを
双方向にやり取りする。特に本実施例においては、主制
御系MCがフォーカスオフセットデータを焦点制御系A
FUへ送り、それに基づいて焦点制御系AFUが受光器
AFRにフォーカスオフセットを設定する部分が本発明
と関連する。
ト顕微鏡RA1 、RA2 による計測結果、TTLアライ
メント系WAによるマーク位置計測結果等を入力すると
ともに、焦点制御系AFUとの間でデータやコマンドを
双方向にやり取りする。特に本実施例においては、主制
御系MCがフォーカスオフセットデータを焦点制御系A
FUへ送り、それに基づいて焦点制御系AFUが受光器
AFRにフォーカスオフセットを設定する部分が本発明
と関連する。
【0016】さて、図2は図1中の焦点制御系AFU、
投光器AFP、受光器AFRの各構成を詳細に示した図
である。赤色、又は赤外域に帯域を有するブロードバン
ドな照明光ILは、スリット1を照明する。スリット1
からの光は、レンズ系、ミラー3、開口絞り4、対物レ
ンズ5、及びミラー6を介して、ウェハWの表面に対し
て斜めに投射される。このときスリット1の像がウェハ
W上に結像される。そのスリット像の反射光は、ミラー
7、対物レンズ8、レンズ系9、振動ミラー10、角度
可変の平行平板ガラス(以後プレーンパラレルとする)
12を介して、検出用のスリット14上に再結像され
る。フォトマルチプライヤ15はスリット14を透過し
てくるスリット像の光束を光電検出し、その光電信号を
同期検波回路(PSD)17へ出力する。振動ミラー1
0は、駆動回路(M−DRV)11を介して発振器(O
SC.)16からの正弦波状の一定周波数の信号に応答
して一定の角度範囲で振動させられる。これによって検
出用スリット14上に再結像したスリット1の像は、ス
リットの長手方向と直交する方向に微小振動し、フォト
マルチプライヤ15の光電信号はOSC.16の周波数
に対応して変調されたものになる。PSD17はOS
C.16からの原信号を基準としてフォトマルチプライ
ヤ15からの光電信号を位相検波し、その検波信号SZ
を処理回路(CPX)30とZステージ20用のモータ
19の駆動回路(Z−DRV)18へ出力する。検波信
号SZは、ウェハWの表面が最良結像(基準面)と一致
しているときに零レベルとなり、その状態からウェハW
が光軸AXに沿って上方へ偏位しているときは正レベル
となり、逆方向に偏位しているときは負レベルとなる。
従ってZ−DRV18が零レベルを基準とするサーボア
ンプであると、Z−DRV18はモータ19を検波信号
SZが零レベルになるように駆動する。これによってウ
ェハWの自動焦点合わせが達成される。
投光器AFP、受光器AFRの各構成を詳細に示した図
である。赤色、又は赤外域に帯域を有するブロードバン
ドな照明光ILは、スリット1を照明する。スリット1
からの光は、レンズ系、ミラー3、開口絞り4、対物レ
ンズ5、及びミラー6を介して、ウェハWの表面に対し
て斜めに投射される。このときスリット1の像がウェハ
W上に結像される。そのスリット像の反射光は、ミラー
7、対物レンズ8、レンズ系9、振動ミラー10、角度
可変の平行平板ガラス(以後プレーンパラレルとする)
12を介して、検出用のスリット14上に再結像され
る。フォトマルチプライヤ15はスリット14を透過し
てくるスリット像の光束を光電検出し、その光電信号を
同期検波回路(PSD)17へ出力する。振動ミラー1
0は、駆動回路(M−DRV)11を介して発振器(O
SC.)16からの正弦波状の一定周波数の信号に応答
して一定の角度範囲で振動させられる。これによって検
出用スリット14上に再結像したスリット1の像は、ス
リットの長手方向と直交する方向に微小振動し、フォト
マルチプライヤ15の光電信号はOSC.16の周波数
に対応して変調されたものになる。PSD17はOS
C.16からの原信号を基準としてフォトマルチプライ
ヤ15からの光電信号を位相検波し、その検波信号SZ
を処理回路(CPX)30とZステージ20用のモータ
19の駆動回路(Z−DRV)18へ出力する。検波信
号SZは、ウェハWの表面が最良結像(基準面)と一致
しているときに零レベルとなり、その状態からウェハW
が光軸AXに沿って上方へ偏位しているときは正レベル
となり、逆方向に偏位しているときは負レベルとなる。
従ってZ−DRV18が零レベルを基準とするサーボア
ンプであると、Z−DRV18はモータ19を検波信号
SZが零レベルになるように駆動する。これによってウ
ェハWの自動焦点合わせが達成される。
【0017】一方、処理回路(CPX)30は検波信号
SZのレベルを読み込んで、プレーンパラレル12の光
軸に対する傾きを調整する駆動部(H−DRV)13へ
駆動信号DSを出力する。このH−DRV13内には駆
動用のモータと、プレーンパラレル12の傾き量をモニ
ターするエンコーダとが含まれ、そのエンコーダからの
アップダウンパルス出力ESはCPX30へ読み込まれ
る。
SZのレベルを読み込んで、プレーンパラレル12の光
軸に対する傾きを調整する駆動部(H−DRV)13へ
駆動信号DSを出力する。このH−DRV13内には駆
動用のモータと、プレーンパラレル12の傾き量をモニ
ターするエンコーダとが含まれ、そのエンコーダからの
アップダウンパルス出力ESはCPX30へ読み込まれ
る。
【0018】図3はCPX30内の詳細な構成を示し、
検波信号SZのレベルはアナログ−デジタル変換器(A
DC)301でデジタル値に変換され、記憶部302に
保持される。記憶部302に保持されたデータは、補正
データ演算部303、駆動データ作成部304によって
処理され、フォーカスオフセットすべき量に対応したプ
レーンパラレル12の傾き位置を減算器305に出力す
る。カウンタ312はエンコーダ出力ESをアップダウ
ンカウントし、プレーンパラレル12の傾き角の現在値
を減算器305に出力する。減算器305は作成部30
4からのデータを基準として、カウンタ312の出力と
の間で差を求め、その差値をデジタル−アナログ交換器
(DAC)308へ出力する。DAC308は変換され
たアナログレベルをサーボアンプ310に印加し、アン
プ310はプレーンパラレル12の駆動信号DSを出力
する。
検波信号SZのレベルはアナログ−デジタル変換器(A
DC)301でデジタル値に変換され、記憶部302に
保持される。記憶部302に保持されたデータは、補正
データ演算部303、駆動データ作成部304によって
処理され、フォーカスオフセットすべき量に対応したプ
レーンパラレル12の傾き位置を減算器305に出力す
る。カウンタ312はエンコーダ出力ESをアップダウ
ンカウントし、プレーンパラレル12の傾き角の現在値
を減算器305に出力する。減算器305は作成部30
4からのデータを基準として、カウンタ312の出力と
の間で差を求め、その差値をデジタル−アナログ交換器
(DAC)308へ出力する。DAC308は変換され
たアナログレベルをサーボアンプ310に印加し、アン
プ310はプレーンパラレル12の駆動信号DSを出力
する。
【0019】以上の図3の構成で、記憶部302、補正
データ演算部306、駆動データ作成部304、減算器
305は、コンピュータのプログラム上で実現されるた
め、上述の機能のみに限られた動作をするだけでなく、
関連したいくつかの動作を実行することもある。また補
正データ演算部306の具体的な動作については後で詳
しく述べるが、本発明と関連してフォーカスオフセット
量を算出することが主な機能である。
データ演算部306、駆動データ作成部304、減算器
305は、コンピュータのプログラム上で実現されるた
め、上述の機能のみに限られた動作をするだけでなく、
関連したいくつかの動作を実行することもある。また補
正データ演算部306の具体的な動作については後で詳
しく述べるが、本発明と関連してフォーカスオフセット
量を算出することが主な機能である。
【0020】さて、図4は投影レンズPLの投影視野P
LF内に現われるウェハWの表面構造を示し、図4
(A)はレチクルRのパターンをウェハW上のショット
領域に重ね合わせ露光するときの状態を示す。ウェハW
上の1つのショット領域には2つのチップ領域CP1、
CP2がストリート(スクライブ)ラインをはさんで、
形成され、これに対応してレチクルR上のパターン領域
内にも2つのチップパターンがストリートライン部をは
さんで形成されているものとする。投影視野PLFの中
心部(光軸AXが通る位置)には、焦点位置検出系の投
光器AFPからの結像光束FBがX−Y平面内のX軸、
Y軸の各々と45°だけ傾いた方向から入射し、ウェハ
W上に送光用スリット1の像SBが形成される。このス
リット像SBは投影視野PLFの全域(直径)に対して
はかなり短い寸法(数百μm〜数mm)に設定され、図4
(A)の状態のとき、チップ領域CP1とCP2との間
のストリートライン上に投射される。またウェハW上の
1つのショット領域には、ウェハアライメント系WAで
検出されるX方向用のウェハマークWMxと、Y方向用
のウェハマークWMyとが形成されている。さらに投影
視野PLF内の周辺の2ケ所には、X方向用のウェハア
ライメント系WAの検出領域WAXと、Y方向用のウェ
ハアライメント系WAの検出領域WAYとが設定されて
いる。この検出領域WAX、WAYは、ウェハアライメ
ント系WAがレーザビームをスポット状(数μm〜1m
m)にしてウェハへ投射する方式では、そのスポットの
投射領域に相当し、テレビカメラ(CCD)でマーク像
を検出する方式ではそのカメラによる撮像領域に相当す
る。
LF内に現われるウェハWの表面構造を示し、図4
(A)はレチクルRのパターンをウェハW上のショット
領域に重ね合わせ露光するときの状態を示す。ウェハW
上の1つのショット領域には2つのチップ領域CP1、
CP2がストリート(スクライブ)ラインをはさんで、
形成され、これに対応してレチクルR上のパターン領域
内にも2つのチップパターンがストリートライン部をは
さんで形成されているものとする。投影視野PLFの中
心部(光軸AXが通る位置)には、焦点位置検出系の投
光器AFPからの結像光束FBがX−Y平面内のX軸、
Y軸の各々と45°だけ傾いた方向から入射し、ウェハ
W上に送光用スリット1の像SBが形成される。このス
リット像SBは投影視野PLFの全域(直径)に対して
はかなり短い寸法(数百μm〜数mm)に設定され、図4
(A)の状態のとき、チップ領域CP1とCP2との間
のストリートライン上に投射される。またウェハW上の
1つのショット領域には、ウェハアライメント系WAで
検出されるX方向用のウェハマークWMxと、Y方向用
のウェハマークWMyとが形成されている。さらに投影
視野PLF内の周辺の2ケ所には、X方向用のウェハア
ライメント系WAの検出領域WAXと、Y方向用のウェ
ハアライメント系WAの検出領域WAYとが設定されて
いる。この検出領域WAX、WAYは、ウェハアライメ
ント系WAがレーザビームをスポット状(数μm〜1m
m)にしてウェハへ投射する方式では、そのスポットの
投射領域に相当し、テレビカメラ(CCD)でマーク像
を検出する方式ではそのカメラによる撮像領域に相当す
る。
【0021】図4(A)のように、露光状態においては
ウェハマークWMxと検出領域WAXとはY方向にずれ
ており、ウェハマークWMyと検出領域WAYとはX方
向にずれている。これはウェハアライメント系WAの光
学系の一部(ミラー等)が、レチクルパターンの投影領
域内に進入しないように、できるだけ投影視野PLFの
周辺に配置されるからである。尚、図1に示したレチク
ルアライメント系RA1、RA2が、ダイ・バイ・ダイ
方式でウェハマークを検出できるように作られていると
きは、図4(A)の露光状態において検出領域(WA
X、WAY)と各マークWMx、WMyとが一致するよ
うに、レチクルアライメント系RA1、RA2の対物レ
ンズの位置を設定すればよい。
ウェハマークWMxと検出領域WAXとはY方向にずれ
ており、ウェハマークWMyと検出領域WAYとはX方
向にずれている。これはウェハアライメント系WAの光
学系の一部(ミラー等)が、レチクルパターンの投影領
域内に進入しないように、できるだけ投影視野PLFの
周辺に配置されるからである。尚、図1に示したレチク
ルアライメント系RA1、RA2が、ダイ・バイ・ダイ
方式でウェハマークを検出できるように作られていると
きは、図4(A)の露光状態において検出領域(WA
X、WAY)と各マークWMx、WMyとが一致するよ
うに、レチクルアライメント系RA1、RA2の対物レ
ンズの位置を設定すればよい。
【0022】図4(B)はX方向用のウェハアライメン
ト系の検出領域WAXによって、ウェハマークWMxを
検出するときの状態を示し、XYステージ21を図4
(A)の状態からY方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系によるスリット像S
Bは、チップ領域CP1と、CP2との間のストリート
ライン上に投射されている。
ト系の検出領域WAXによって、ウェハマークWMxを
検出するときの状態を示し、XYステージ21を図4
(A)の状態からY方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系によるスリット像S
Bは、チップ領域CP1と、CP2との間のストリート
ライン上に投射されている。
【0023】図4(C)はY方向用のウェハアライメン
ト系の検出領域WAYによって、ウェハマークWMyを
検出するときの状態を示し、XYステージ21を図4
(A)の状態からX方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系のスリット像SB
は、チップ領域CP2のほぼ中央部に位置する。通常、
1ショット内に複数のチップを配列する場合、各チップ
は全て同一のパターン構造で作られる。従ってスリット
像SBがチップ領域CP2の中央部に位置したことは、
ウェハW上に形成される全ての同一チップ領域内の表面
の高さ位置を、焦点位置検出系(AFP、AFR)が代
表的に検出できることを意味する。
ト系の検出領域WAYによって、ウェハマークWMyを
検出するときの状態を示し、XYステージ21を図4
(A)の状態からX方向へ一定量だけシフトさせたもの
である。この場合、焦点位置検出系のスリット像SB
は、チップ領域CP2のほぼ中央部に位置する。通常、
1ショット内に複数のチップを配列する場合、各チップ
は全て同一のパターン構造で作られる。従ってスリット
像SBがチップ領域CP2の中央部に位置したことは、
ウェハW上に形成される全ての同一チップ領域内の表面
の高さ位置を、焦点位置検出系(AFP、AFR)が代
表的に検出できることを意味する。
【0024】図4(D)は、ウェハマークWMyが投影
視野PLFの中心部(スリット像SBの位置)に配置さ
れるようにXYステージ21を位置決めしたときの状態
を示す。ウェハマークWMy、WMxはチップ領域の周
囲のストリートライン内に形成されるため、図4(D)
の場合に焦点検出系で検出されるウェハ表面の高さ位置
は、図4(A)の場合とほとんど同じである。このこと
はウェハマークWMxをスリット像SBの位置に配置し
ても、ほぼ同一ことである。
視野PLFの中心部(スリット像SBの位置)に配置さ
れるようにXYステージ21を位置決めしたときの状態
を示す。ウェハマークWMy、WMxはチップ領域の周
囲のストリートライン内に形成されるため、図4(D)
の場合に焦点検出系で検出されるウェハ表面の高さ位置
は、図4(A)の場合とほとんど同じである。このこと
はウェハマークWMxをスリット像SBの位置に配置し
ても、ほぼ同一ことである。
【0025】一般に、ウェハW上に形成されるチップ領
域CPは、プロセスが進むにつれて、ストリートライン
よりも表面が盛り上がったものとなる。またチップ内の
パターン構造によっては段差の大きい部分も存在する。
そのため、ウェハW上の1つのショット領域に対して常
に同一部分で焦点検出(スリット像SBの投射)が行な
われることになると、段差の影響を受けて正確なフォー
カス合わせが行なわれなくなることがある。
域CPは、プロセスが進むにつれて、ストリートライン
よりも表面が盛り上がったものとなる。またチップ内の
パターン構造によっては段差の大きい部分も存在する。
そのため、ウェハW上の1つのショット領域に対して常
に同一部分で焦点検出(スリット像SBの投射)が行な
われることになると、段差の影響を受けて正確なフォー
カス合わせが行なわれなくなることがある。
【0026】そこで本発明の第1の実施例においては、
ステップアンドリピート方式でウェハを露光するのに先
立って、ウェハW上の1つのショット領域内の平坦度に
関する情報を焦点位置検出系で計測し、平坦度を反映さ
せた最適なフォーカス合わせを行なうようにした。図5
は第1の実施例によるシーケンスを模式的に表わしたフ
ローチャートである。このシーケンスは図1に示した主
制御系MCと図2に示したCPX30(図3)とが共同
して実行される。
ステップアンドリピート方式でウェハを露光するのに先
立って、ウェハW上の1つのショット領域内の平坦度に
関する情報を焦点位置検出系で計測し、平坦度を反映さ
せた最適なフォーカス合わせを行なうようにした。図5
は第1の実施例によるシーケンスを模式的に表わしたフ
ローチャートである。このシーケンスは図1に示した主
制御系MCと図2に示したCPX30(図3)とが共同
して実行される。
【0027】まず、主制御系MCはステップアンドリピ
ート時にウェハW上に形成されるショット領域の配列デ
ータに基づいて、その複数のショット領域のなかから代
表的ないくつかのショット領域を選び、N個の指定ショ
ット領域を設定する(ステップ100)。このショット
指定はオペレータが実行するようにしてもよい。またス
テップ100では、1つのショット領域内で中心以外に
焦点検出すべきポイントのパラメータMが設定される。
このパラメータMは、1つのショット領域内で中心部以
外に測定すべきショット領域内の測定点の位置や数を与
える。ただし、その測定点の位置は、ショット領域の中
心からのX、Y方向へずらし量として規定しておけばよ
く、N個の指定ショット領域毎に個別に設定する必要は
ない。
ート時にウェハW上に形成されるショット領域の配列デ
ータに基づいて、その複数のショット領域のなかから代
表的ないくつかのショット領域を選び、N個の指定ショ
ット領域を設定する(ステップ100)。このショット
指定はオペレータが実行するようにしてもよい。またス
テップ100では、1つのショット領域内で中心以外に
焦点検出すべきポイントのパラメータMが設定される。
このパラメータMは、1つのショット領域内で中心部以
外に測定すべきショット領域内の測定点の位置や数を与
える。ただし、その測定点の位置は、ショット領域の中
心からのX、Y方向へずらし量として規定しておけばよ
く、N個の指定ショット領域毎に個別に設定する必要は
ない。
【0028】図6は、その様子を示し、図4(A)のよ
うに露光位置で焦点位置検出を行なう場合(ほとんどの
ショット領域が該当する)、パラメータMにはM
0 (0、0)が設定される。図6においても、2つのチ
ップ領域CP1、CP2は1つのショット領域SAとし
て扱われる。図6に示すように、1つのショット領域S
A内を中心以外の6点でも測定する場合、パラメータM
には、さらにM1 (x1 、y 1 )、M2 (x2 、
y2 )、M3 (x3 、y3 )……M6 (x6 、y6 )が
設定される。各パラメータM0 〜M6 の座標値(xm 、
ym )は、中心の測定点M0(0、0)からのずれ量と
して設定される。また図6において各測定点を通る斜め
45°の線は、図4に示したスリット像SBを表わす。
うに露光位置で焦点位置検出を行なう場合(ほとんどの
ショット領域が該当する)、パラメータMにはM
0 (0、0)が設定される。図6においても、2つのチ
ップ領域CP1、CP2は1つのショット領域SAとし
て扱われる。図6に示すように、1つのショット領域S
A内を中心以外の6点でも測定する場合、パラメータM
には、さらにM1 (x1 、y 1 )、M2 (x2 、
y2 )、M3 (x3 、y3 )……M6 (x6 、y6 )が
設定される。各パラメータM0 〜M6 の座標値(xm 、
ym )は、中心の測定点M0(0、0)からのずれ量と
して設定される。また図6において各測定点を通る斜め
45°の線は、図4に示したスリット像SBを表わす。
【0029】図6の場合、1つのショット領域SA内に
は、同一のパターン構造をもつ2つのチップ領域CP
1、CP2が作り込まれているので、どちらか一方のチ
ップ領域のみについて測定点を選定すれば十分な場合も
ある。どのように測定点を配置するかはオペレータによ
って適宜決定される。以上のようにしてパラメータN、
Mが決定されると、ステップ101においてXYステー
ジ21を指定ショット領域に対する露光位置へステッピ
ングさせる。このとき、指定ショット領域は投影視野P
LF内に図4(A)のように位置決めされる。次にステ
ップ102において、図2に示した焦点位置検出系(1
〜17)とZ−DRV18、モータ19、Zステージ2
0により、検出信号SZが零レベルになるようにウェハ
Wを焦点合わせする。そして検出信号SZが零レベルに
なった状態で、Z−DRV18によるサーボ制御を中止
し、モータ19が信号SZに応答して駆動されないよう
にロックする。これによって図6中の中心点M0(0、
0)に対して焦点合わせが達成される。
は、同一のパターン構造をもつ2つのチップ領域CP
1、CP2が作り込まれているので、どちらか一方のチ
ップ領域のみについて測定点を選定すれば十分な場合も
ある。どのように測定点を配置するかはオペレータによ
って適宜決定される。以上のようにしてパラメータN、
Mが決定されると、ステップ101においてXYステー
ジ21を指定ショット領域に対する露光位置へステッピ
ングさせる。このとき、指定ショット領域は投影視野P
LF内に図4(A)のように位置決めされる。次にステ
ップ102において、図2に示した焦点位置検出系(1
〜17)とZ−DRV18、モータ19、Zステージ2
0により、検出信号SZが零レベルになるようにウェハ
Wを焦点合わせする。そして検出信号SZが零レベルに
なった状態で、Z−DRV18によるサーボ制御を中止
し、モータ19が信号SZに応答して駆動されないよう
にロックする。これによって図6中の中心点M0(0、
0)に対して焦点合わせが達成される。
【0030】次にステップ103において、ショット領
域SA内の測定ポイントmが焦点位置検出系のスリット
像SBと一致するように、パラメータMに基づいてXY
ステージ21を位置決めする。このとき、Zステージ2
0は光軸AX方向に移動しないため、一番目の測定点M
1 (x1 、y1 )がスリット像SBの位置にくると、図
2に示したPSD17の検出信号SZは、中心点M0 と
測定点M1 との高さ方向の差分に相当したレベルにな
る。そこでCPX30は、そのレベルを図3のADC3
01によってΔZnmとして読み込み、記憶部302に格
納する。一番目の測定点M1 に関するずれ量ΔZnmが記
憶されると、ステップ104によってショット内の測定
すべきポイントが残っているか否か(m=M?)を判断
し、残っているときはステップ103からの動作を繰り
返す。
域SA内の測定ポイントmが焦点位置検出系のスリット
像SBと一致するように、パラメータMに基づいてXY
ステージ21を位置決めする。このとき、Zステージ2
0は光軸AX方向に移動しないため、一番目の測定点M
1 (x1 、y1 )がスリット像SBの位置にくると、図
2に示したPSD17の検出信号SZは、中心点M0 と
測定点M1 との高さ方向の差分に相当したレベルにな
る。そこでCPX30は、そのレベルを図3のADC3
01によってΔZnmとして読み込み、記憶部302に格
納する。一番目の測定点M1 に関するずれ量ΔZnmが記
憶されると、ステップ104によってショット内の測定
すべきポイントが残っているか否か(m=M?)を判断
し、残っているときはステップ103からの動作を繰り
返す。
【0031】以上の動作により、指定ショット領域内の
M個の測定点の夫々について、中心点M0 に対する高さ
方向のずれ量、すなわち平坦度が求められる。そして次
にステップ105でフォーカスロックを解除し、ステッ
プ106でN個の指定ショット領域の全てについて処理
したか否か(n=N?)を判断し、残りの指定ショット
領域があるときはステップ101〜105のシーケンス
を繰り返す。
M個の測定点の夫々について、中心点M0 に対する高さ
方向のずれ量、すなわち平坦度が求められる。そして次
にステップ105でフォーカスロックを解除し、ステッ
プ106でN個の指定ショット領域の全てについて処理
したか否か(n=N?)を判断し、残りの指定ショット
領域があるときはステップ101〜105のシーケンス
を繰り返す。
【0032】以上のようにして、指定ショット領域内の
多点でショット内の平坦度が求まるが、ショット領域内
の特定の一ケ所のみを正確に焦点合わせすればよい場
合、ステップ100で実行されるパラメータMの設定
は、その一ケ所のみになる。またパラメータMとして零
が設定されると、ステップ101以降のシーケンスは実
行されない。すなわち従来通り、ショット領域の中心点
に対する焦点合わせのみで露光を行なうことになる。
多点でショット内の平坦度が求まるが、ショット領域内
の特定の一ケ所のみを正確に焦点合わせすればよい場
合、ステップ100で実行されるパラメータMの設定
は、その一ケ所のみになる。またパラメータMとして零
が設定されると、ステップ101以降のシーケンスは実
行されない。すなわち従来通り、ショット領域の中心点
に対する焦点合わせのみで露光を行なうことになる。
【0033】次にCPX30は、記憶されたずれ量のデ
ータΔZnmを図3の補正データ演算部306によって演
算するが、その前にステップ107で各データΔZnmが
所定の許容値内かどうかを選別する。この許容値とは、
例えば1ショット内で想定される表面の凹凸の程度の倍
以上の値に設定される。もちろん、この許容値は、ウェ
ハW上に形成される層構造によっても変える必要があ
り、さらに図4、図6のようにショット領域内でのチッ
プの取り方(マルチダイかシングルダイか)によっても
変える必要がある。また、層構造やチップの取り方によ
らない許容値の選定も考えられる。それは、測定された
各データΔZnmの分散(σ値、又は3σ値)を求め、そ
の範囲からはずれるもののみをリジェクトする方法であ
る。あるいはデータΔZnmの単純な平均値を求め、その
平均値に対して一定の範囲(焦点検出系の計測誤差等か
ら決定)を定め、その範囲からはずれたものをリジェク
トする方法もある。いずれの方法によっても、データΔ
Znmのうち許容値からはずれたものがリジェクトされ、
残りのデータΔZnmが次のステップ108で平均演算さ
れる。
ータΔZnmを図3の補正データ演算部306によって演
算するが、その前にステップ107で各データΔZnmが
所定の許容値内かどうかを選別する。この許容値とは、
例えば1ショット内で想定される表面の凹凸の程度の倍
以上の値に設定される。もちろん、この許容値は、ウェ
ハW上に形成される層構造によっても変える必要があ
り、さらに図4、図6のようにショット領域内でのチッ
プの取り方(マルチダイかシングルダイか)によっても
変える必要がある。また、層構造やチップの取り方によ
らない許容値の選定も考えられる。それは、測定された
各データΔZnmの分散(σ値、又は3σ値)を求め、そ
の範囲からはずれるもののみをリジェクトする方法であ
る。あるいはデータΔZnmの単純な平均値を求め、その
平均値に対して一定の範囲(焦点検出系の計測誤差等か
ら決定)を定め、その範囲からはずれたものをリジェク
トする方法もある。いずれの方法によっても、データΔ
Znmのうち許容値からはずれたものがリジェクトされ、
残りのデータΔZnmが次のステップ108で平均演算さ
れる。
【0034】ステップ108(補正データ演算部30
6)で算出された平均値ΔZは、次のステップ109で
フォーカスオフセットの設定に使われる。平均値ΔZ
は、もともと検出信号SZのレベルとして求めたもので
あるから、フォーカスオフセットを電気信号上で加える
場合は、その平均値ΔZと等しいオフセット電圧を、P
SD17の出力段に設けられた増幅器へ与え、出力され
る検出信号SZをレベルシフトさせるか、又は、Z−D
RV18内の入力段に設けられた増幅器へ、そのオフセ
ット電圧を与え、PSD17からの検出信号SZと加算
すればよい。
6)で算出された平均値ΔZは、次のステップ109で
フォーカスオフセットの設定に使われる。平均値ΔZ
は、もともと検出信号SZのレベルとして求めたもので
あるから、フォーカスオフセットを電気信号上で加える
場合は、その平均値ΔZと等しいオフセット電圧を、P
SD17の出力段に設けられた増幅器へ与え、出力され
る検出信号SZをレベルシフトさせるか、又は、Z−D
RV18内の入力段に設けられた増幅器へ、そのオフセ
ット電圧を与え、PSD17からの検出信号SZと加算
すればよい。
【0035】また図2に示すように、プレーンパラレル
12によって光学的にオフセットを加える場合、CPX
30は図3の駆動データ作成部304によってプレーン
パラレル12の駆動量を算出し、そのデータを減算器3
05へ出力してH−DRV13を制御する。プレーンパ
ラレル12の補正が完了したら、CPX30内のDAC
308の出力を強制的に零にホールドするか、又はサー
ボアンプ310の入力を強制的に零にホールドすればよ
い。
12によって光学的にオフセットを加える場合、CPX
30は図3の駆動データ作成部304によってプレーン
パラレル12の駆動量を算出し、そのデータを減算器3
05へ出力してH−DRV13を制御する。プレーンパ
ラレル12の補正が完了したら、CPX30内のDAC
308の出力を強制的に零にホールドするか、又はサー
ボアンプ310の入力を強制的に零にホールドすればよ
い。
【0036】以上のようにして、図5のシーケンスが終
了すると、主制御系MCはステップアンドリピート方式
の露光動作を開始するが、このとき焦点位置検出系はシ
ョット領域内の中心部の高さ位置とは異なる面にベスト
フォーカス位置が設定されており、1つのショット領域
内で最も注意深く焦点合わせしたい部分に最良像面を合
致するように働く。
了すると、主制御系MCはステップアンドリピート方式
の露光動作を開始するが、このとき焦点位置検出系はシ
ョット領域内の中心部の高さ位置とは異なる面にベスト
フォーカス位置が設定されており、1つのショット領域
内で最も注意深く焦点合わせしたい部分に最良像面を合
致するように働く。
【0037】次に本発明の第2の実施例について説明す
るが、基本的なシーケンスは図5のものと同じである
が、指定ショット領域内での測定点Mの決め方が第1の
実施例の場合と異なる。通常、ウェハWに対して重ね合
わせ露光を行なうときには、その前にウェハW上のマー
ク位置を検出してレチクルRとの相対位置合わせが必要
となる。マーク位置の検出には、図1に示したウェハア
ライメント系WAが使われるが、マーク検出時には投影
レンズPLの視野PLF内の検出領域WAX、WAYで
各マークが合焦した状態で検出されることが望ましい。
るが、基本的なシーケンスは図5のものと同じである
が、指定ショット領域内での測定点Mの決め方が第1の
実施例の場合と異なる。通常、ウェハWに対して重ね合
わせ露光を行なうときには、その前にウェハW上のマー
ク位置を検出してレチクルRとの相対位置合わせが必要
となる。マーク位置の検出には、図1に示したウェハア
ライメント系WAが使われるが、マーク検出時には投影
レンズPLの視野PLF内の検出領域WAX、WAYで
各マークが合焦した状態で検出されることが望ましい。
【0038】そこでまず、図4(D)に示したようにウ
ェハW上のアライメント(マーク位置検出)すべきショ
ット領域のマーク部分が、焦点位置検出系のスリット像
SBの位置にくるようにXYステージ21を位置決め
し、ここでZステージ20をサーボ制御して図5のステ
ップ102と同様に焦点合わせ、サーボロックを行な
う。これによって、ウェハマークWMx、WMyが形成
されたストリートラインの部分が、投影レンズPLの最
良像面の位置に焦点合せされる。
ェハW上のアライメント(マーク位置検出)すべきショ
ット領域のマーク部分が、焦点位置検出系のスリット像
SBの位置にくるようにXYステージ21を位置決め
し、ここでZステージ20をサーボ制御して図5のステ
ップ102と同様に焦点合わせ、サーボロックを行な
う。これによって、ウェハマークWMx、WMyが形成
されたストリートラインの部分が、投影レンズPLの最
良像面の位置に焦点合せされる。
【0039】次にXYステージ21を移動させて、ウェ
ハW上のマークWMx、WMyがそれぞれ図4(B)、
(C)の状態になるように順次設定し、マークWMx、
WMyの各位置をウェハアライメント系WAによるマー
ク検出信号とレーザ干渉計IFMの計測値とに基づいて
検知する。この際、特に図4(C)の状態のとき、CP
X30は検出信号SZのレベルをADC301を介して
読み込む。図4(C)の場合、焦点位置検出系のスリッ
ト像SBはチップ領域CP2のほぼ中央部に投射される
から、本実施例においては図4(C)の状態での検出信
号SZのレベルは、マークWMx、WMyが形成された
ストリートライン部分の表面を基準としたチップ領域の
中央部分の表面のZ方向位置偏差ΔZnとなる。
ハW上のマークWMx、WMyがそれぞれ図4(B)、
(C)の状態になるように順次設定し、マークWMx、
WMyの各位置をウェハアライメント系WAによるマー
ク検出信号とレーザ干渉計IFMの計測値とに基づいて
検知する。この際、特に図4(C)の状態のとき、CP
X30は検出信号SZのレベルをADC301を介して
読み込む。図4(C)の場合、焦点位置検出系のスリッ
ト像SBはチップ領域CP2のほぼ中央部に投射される
から、本実施例においては図4(C)の状態での検出信
号SZのレベルは、マークWMx、WMyが形成された
ストリートライン部分の表面を基準としたチップ領域の
中央部分の表面のZ方向位置偏差ΔZnとなる。
【0040】一般にウェハWを全体的に位置合わせする
グローバルアライメント時には、ウェハW上の少なくと
も2つのショット領域の夫々に付随したウェハマークを
検知する必要があるので、上述の動作によって図4
(C)のような状態が、異なるショット領域に大して少
なくとも2回生ずることになる。そこで、少なくとも2
ケ所で得られた位置偏差ΔZnを平均化してフォーカス
オフセット量を決定すればよいことになる。
グローバルアライメント時には、ウェハW上の少なくと
も2つのショット領域の夫々に付随したウェハマークを
検知する必要があるので、上述の動作によって図4
(C)のような状態が、異なるショット領域に大して少
なくとも2回生ずることになる。そこで、少なくとも2
ケ所で得られた位置偏差ΔZnを平均化してフォーカス
オフセット量を決定すればよいことになる。
【0041】ただし、2ケ所以上のショット領域に対し
て同様に位置偏差ΔZnを検出する場合、マーク検出を
実行しなくても図4(C)のような配置にXYステージ
21を位置決めしていけばよい。またチップ領域内で厳
密に焦点合わせしたい部分が図4(C)のような状態と
異なるときは、図4(C)の状態にウェハWを移動させ
ていく途中でスリット像SBがチップ領域内の所望の部
分に投射されるように、XYステージ21の移動ルート
を設定すればよい。
て同様に位置偏差ΔZnを検出する場合、マーク検出を
実行しなくても図4(C)のような配置にXYステージ
21を位置決めしていけばよい。またチップ領域内で厳
密に焦点合わせしたい部分が図4(C)のような状態と
異なるときは、図4(C)の状態にウェハWを移動させ
ていく途中でスリット像SBがチップ領域内の所望の部
分に投射されるように、XYステージ21の移動ルート
を設定すればよい。
【0042】本実施例のようにウェハマークが形成され
たストリートライン部分を基準としてショット領域内の
所望部分の高さ位置を検知するようにすると、図4
(A)のようにショット領域内の中心(露光状態)で逐
一焦点合わせを行なってフォーカスロックを行なう必要
がなくなるので、XYステージ21の移動回数が減ると
ともに、アライメント時にマークに対して焦点合わせが
できるといった利点がある。また本実施例のようにマー
ク検出時にほぼ同時に位置偏差ΔZnを検出するように
すると、ダイ・バイ・ダイ(イーチショット)アライメ
ントによるステップアンドリピート露光の際、露光すべ
き全てのショット領域の夫々について個別に位置偏差Δ
Znが求められることになる。そこでウェハWに対して
露光を開始してから2ショット目以降においては、前の
ショット露光のときに検知した位置偏差ΔZnと、今回
のショットのダイ・バイ・ダイアライメント時に検知し
た位置偏差ΔZn+1 とに基づいて、より正確に平均値を
算出してオフセット量を設定することができる。
たストリートライン部分を基準としてショット領域内の
所望部分の高さ位置を検知するようにすると、図4
(A)のようにショット領域内の中心(露光状態)で逐
一焦点合わせを行なってフォーカスロックを行なう必要
がなくなるので、XYステージ21の移動回数が減ると
ともに、アライメント時にマークに対して焦点合わせが
できるといった利点がある。また本実施例のようにマー
ク検出時にほぼ同時に位置偏差ΔZnを検出するように
すると、ダイ・バイ・ダイ(イーチショット)アライメ
ントによるステップアンドリピート露光の際、露光すべ
き全てのショット領域の夫々について個別に位置偏差Δ
Znが求められることになる。そこでウェハWに対して
露光を開始してから2ショット目以降においては、前の
ショット露光のときに検知した位置偏差ΔZnと、今回
のショットのダイ・バイ・ダイアライメント時に検知し
た位置偏差ΔZn+1 とに基づいて、より正確に平均値を
算出してオフセット量を設定することができる。
【0043】次に本発明の第3の実施例を図7を参照し
て説明するが、本実施例も基本的には先の第1実施例、
又は第2実施例と同じである。異なる点は、ウェハWの
グローバルアライメントとしてEGA(エンハンスメン
ト・グローバルアライメント)方式と組み合わせたこと
にある。EGA方式については、例えば特開昭61−4
4429号公報等に詳しく開示されているので、ここで
はその原理的な説明は省略し、本発明と密接に関連する
シーケンスのみについて説明する。
て説明するが、本実施例も基本的には先の第1実施例、
又は第2実施例と同じである。異なる点は、ウェハWの
グローバルアライメントとしてEGA(エンハンスメン
ト・グローバルアライメント)方式と組み合わせたこと
にある。EGA方式については、例えば特開昭61−4
4429号公報等に詳しく開示されているので、ここで
はその原理的な説明は省略し、本発明と密接に関連する
シーケンスのみについて説明する。
【0044】図7はEGA方式によるサンプルアライメ
ントショットの配置の一例を示し、同図中、斜線で示し
たショット領域がEGAによって指定されたサンプルシ
ョットSA1 〜SA8 である。EGA方式の場合ウェハ
アライメント系WAはサンプルショットSA1 〜SA8
の各々に付随したウェハマークWMx、WMyを図7中
の矢印の順番に次々に検知し、各マーク位置を計測して
いく。その後、計測された複数のマーク位置(サンプル
ショットの座標位置)に基づいて、統計的な手法でウェ
ハW上の全てのショット領域の座標位置を演算によって
決定する。そして決定された座標位置に基づいてXYス
テージ21をステッピングしては露光することを繰り返
す方式である。
ントショットの配置の一例を示し、同図中、斜線で示し
たショット領域がEGAによって指定されたサンプルシ
ョットSA1 〜SA8 である。EGA方式の場合ウェハ
アライメント系WAはサンプルショットSA1 〜SA8
の各々に付随したウェハマークWMx、WMyを図7中
の矢印の順番に次々に検知し、各マーク位置を計測して
いく。その後、計測された複数のマーク位置(サンプル
ショットの座標位置)に基づいて、統計的な手法でウェ
ハW上の全てのショット領域の座標位置を演算によって
決定する。そして決定された座標位置に基づいてXYス
テージ21をステッピングしては露光することを繰り返
す方式である。
【0045】このとき、各サンプルショットSA1 〜S
A8 のマーク位置検出時に、第1の実施例、又は第2の
実施例と同様にして、露光時に焦点位置検出系のスリッ
ト像SBが投射されるショット領域の中心点を基準とし
て、厳密に焦点合わせしたい部分の位置偏差ΔZnを順
次検出していく。そして同様に許容値に基づく選別を行
なってから、残りの位置偏差ΔZnのデータを平均化し
てフォーカスオフセット量を求め、ステップアンドリピ
ート方式の露光を実行する前に焦点位置検出系にオフセ
ット量を加えておく。
A8 のマーク位置検出時に、第1の実施例、又は第2の
実施例と同様にして、露光時に焦点位置検出系のスリッ
ト像SBが投射されるショット領域の中心点を基準とし
て、厳密に焦点合わせしたい部分の位置偏差ΔZnを順
次検出していく。そして同様に許容値に基づく選別を行
なってから、残りの位置偏差ΔZnのデータを平均化し
てフォーカスオフセット量を求め、ステップアンドリピ
ート方式の露光を実行する前に焦点位置検出系にオフセ
ット量を加えておく。
【0046】このようにすると、EGA方式におけるサ
ンプルアライメント時にショット領域内で真にフォーカ
スを合わせたい部分の偏差がほぼ同時に検出されるの
で、スループットを極端に低下させることがなく、フォ
ーカスオフセットを決定できるといった利点がある。以
上、本発明の各実施例においては、焦点位置検出系のス
リット像SB、すなわち検出子がショット領域内の所望
位置に静止した状態で検出信号SZのレベルを読み込む
ようにしたが、必ずしもその必要はなく、電気的な応答
が十分に高ければ、ウェハWが移動している途中で、検
出子が所望位置を横切る瞬間に検出信号SZのレベルを
デジタルサンプリングするようにしてもよい。あるい
は、所望位置を含む局所範囲内で、レーザ干渉系IFM
からのアップダウンパルスに応答して検出信号SZのレ
ベルを何回かサンプリングし、その平均値を1つの位置
偏差ΔZnのデータとしてもよい。
ンプルアライメント時にショット領域内で真にフォーカ
スを合わせたい部分の偏差がほぼ同時に検出されるの
で、スループットを極端に低下させることがなく、フォ
ーカスオフセットを決定できるといった利点がある。以
上、本発明の各実施例においては、焦点位置検出系のス
リット像SB、すなわち検出子がショット領域内の所望
位置に静止した状態で検出信号SZのレベルを読み込む
ようにしたが、必ずしもその必要はなく、電気的な応答
が十分に高ければ、ウェハWが移動している途中で、検
出子が所望位置を横切る瞬間に検出信号SZのレベルを
デジタルサンプリングするようにしてもよい。あるい
は、所望位置を含む局所範囲内で、レーザ干渉系IFM
からのアップダウンパルスに応答して検出信号SZのレ
ベルを何回かサンプリングし、その平均値を1つの位置
偏差ΔZnのデータとしてもよい。
【0047】また同一プロセスの複数枚のウェハ(ロッ
ト)を連続して処理する場合は、各ウェハ毎に焦点位置
検出系を使ってフォーカスオフセット量を決定する代り
に、先頭の複数枚(2〜3枚)のウェハに対してオフセ
ット量の測定を行なったら、以後のウェハに対しては先
頭の複数枚のウェハの夫々で測定、決定されたフォーカ
スオフセット量の平均値を適用するようにしてもよい。
このようにすると、先頭の複数枚のウェハの処理が終っ
た後に引き続き処理されるウェハは、フォーカスオフセ
ットの測定時の動作が全く必要ないので、全体としての
処理速度を向上させることができる。
ト)を連続して処理する場合は、各ウェハ毎に焦点位置
検出系を使ってフォーカスオフセット量を決定する代り
に、先頭の複数枚(2〜3枚)のウェハに対してオフセ
ット量の測定を行なったら、以後のウェハに対しては先
頭の複数枚のウェハの夫々で測定、決定されたフォーカ
スオフセット量の平均値を適用するようにしてもよい。
このようにすると、先頭の複数枚のウェハの処理が終っ
た後に引き続き処理されるウェハは、フォーカスオフセ
ットの測定時の動作が全く必要ないので、全体としての
処理速度を向上させることができる。
【0048】さらに上記の各実施例では、位置偏差ΔZ
nとしてPSD17の検出信号SZのレベルを測定する
こととしたが、プレーンパラレル12の傾き値に対応し
たカウンタ312の値を利用することもできる。この場
合、フォーカスロックをかけた位置(検出信号SZのレ
ベルが零)からショット領域内の所望位置へウェハWを
移動させたとき、検出信号SZのレベルが零に保持され
るようにプレーンパラレル12の傾きを補正し、その補
正量をカウンタ312から読み込めば、それが位置偏差
ΔZnに相当したものとなる。このようにプレーンパラ
レル12の傾き量を補正して位置偏差ΔZnを検知する
場合、精度(分解能)的には十分に高いものが得られる
が、多少時間がかかるといった問題もある。そのため、
ショット領域内の凹凸状態を高精度に測定する必要があ
るときは、プレーンパラレル12の傾き量から偏差ΔZ
nを計測するのが望ましい。以上のように、本実施例に
よれば、投影露光処理位置にて最適な焦点位置合わせが
行なえない場合においても、あらかじめ算出された補正
値により最適な焦点位置合をせを行なうことが可能とな
る。しかも、この補正値を自動的に計測および算出する
ことが可能なため、作業効率を向上させることが可能と
なる。また、アライメント位置にて最適な焦点位置合わ
せが行なえない場合においても、あらかじめ算出させた
補正値により最適な焦点位置合わせを行なうことが可能
となる。しかも、この補正値を自動的に計測および算出
することが可能なため、作業効率を向上させることが可
能となる。さらに本発明によれば、投影露光されるショ
ット領域内の平坦度に合わせてベストフォーカス位置を
決定するための測定をアライメント動作と重複して実行
することができるので、スループットが低下することも
防止される。
nとしてPSD17の検出信号SZのレベルを測定する
こととしたが、プレーンパラレル12の傾き値に対応し
たカウンタ312の値を利用することもできる。この場
合、フォーカスロックをかけた位置(検出信号SZのレ
ベルが零)からショット領域内の所望位置へウェハWを
移動させたとき、検出信号SZのレベルが零に保持され
るようにプレーンパラレル12の傾きを補正し、その補
正量をカウンタ312から読み込めば、それが位置偏差
ΔZnに相当したものとなる。このようにプレーンパラ
レル12の傾き量を補正して位置偏差ΔZnを検知する
場合、精度(分解能)的には十分に高いものが得られる
が、多少時間がかかるといった問題もある。そのため、
ショット領域内の凹凸状態を高精度に測定する必要があ
るときは、プレーンパラレル12の傾き量から偏差ΔZ
nを計測するのが望ましい。以上のように、本実施例に
よれば、投影露光処理位置にて最適な焦点位置合わせが
行なえない場合においても、あらかじめ算出された補正
値により最適な焦点位置合をせを行なうことが可能とな
る。しかも、この補正値を自動的に計測および算出する
ことが可能なため、作業効率を向上させることが可能と
なる。また、アライメント位置にて最適な焦点位置合わ
せが行なえない場合においても、あらかじめ算出させた
補正値により最適な焦点位置合わせを行なうことが可能
となる。しかも、この補正値を自動的に計測および算出
することが可能なため、作業効率を向上させることが可
能となる。さらに本発明によれば、投影露光されるショ
ット領域内の平坦度に合わせてベストフォーカス位置を
決定するための測定をアライメント動作と重複して実行
することができるので、スループットが低下することも
防止される。
【0049】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、処理領
域の起伏が一様でなくても、スループットを極端に低下
させることなく、焦点位置合わせを効率的に行うことが
可能となる。
域の起伏が一様でなくても、スループットを極端に低下
させることなく、焦点位置合わせを効率的に行うことが
可能となる。
【0050】
【図1】本発明が適用される投影露光装置の全体的な構
成を示す図
成を示す図
【図2】図1の装置に設けられる斜入射光式の焦点位置
検出系とその制御系の構成を示す図
検出系とその制御系の構成を示す図
【図3】図2中の処理系30の構成を示すブロック図
【図4】投影レンズの投影視野内に現われるウェハ上の
ショット領域の各種状態を表わす図
ショット領域の各種状態を表わす図
【図5】第1の実施例による動作を説明するフローチャ
ート図
ート図
【図6】ショット領域内での多数のフォーカス測定点の
配置例を示す図
配置例を示す図
【図7】ウェハ上のEGA方式によるサンプルショット
の配置例を示す図
の配置例を示す図
R レチクル
W ウェハ
PL 投影レンズ
PLF 投影視野
AFP 投光器
AFR 受光器
SB スリット像(検出子)
1 送光用スリット
12 プレーンパラレル
14 受光用スリット
17 同期検波回路(PSD)
19 モータ
20 Zステージ
30 処理回路(CPX)
Claims (17)
- 【請求項1】 マスクのパターンを感光基板上の複数の
ショット領域の一つに投影露光するための投影光学系
と、前記感光基板を保持して前記投影光学系の光軸と垂
直な面内で水平移動するとともに、前記光軸の方向に鉛
直移動するステージと、前記感光基板上のショット領域
に付設されたアライメント用のマークを前記投影光学系
を介して光電検出するマーク検出手段と、前記投影光学
系の視野内の所定位置に検出領域が設定され、該検出領
域に含まれる前記感光基板の表面の前記光軸方向の位置
ずれ量を検出する表面位置検出手段と、焦点合わせのた
め、該検出された位置ずれ量に基づいて、前記ステージ
を垂直移動させる合焦制御手段を備えた装置において、 前記感光基板をアライメントするために、前記感光基板
上の特定のn個のショット領域の夫々に付設された前記
マークが、前記マーク検出手段によって順次検出される
ように前記ステージを水平移動させるときに、前記n個
のほぼ中央の第1位置と、該第1位置から所定方向に所
定量だけ離れ、且つ前記ショット領域内に存在する第2
位置との夫々を前記検出領域に設定し、前記表面位置検
出手段によってn個のショット領域の夫々について前記
第1位置と第2位置との光軸方向の位置偏差を測定する
ショット内偏差測定手段と; 前記n個の位置偏差のうち、所定の許容範囲内のものを
m個選択し、そのm個の位置偏差の平均値を算出する演
算手段と; 前記表面位置検出手段による位置ずれ検出の基準となる
位置が、前記算出された平均値だけ前記光軸方向に偏位
するように、前記表面位置検出手段を補正する補正手段
とを備えたことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項2】 基板上に形成された複数の処理領域にそ
れぞれ付設された複数のアライメント用マークを検出
し、その検出結果に基づいて前記複数の処理領域を順次
露光位置に配置するとともに、前記処理領域内の焦点検
出位置において投影光学系の光軸方向における位置を検
出し、その検出結果に基づいて前記処理領域を前記投影
光学系の焦点位置に合わせて前記処理領域を露光する投
影露光方法であって、 前記アライメント用マークを検出する動作に伴って、前
記基板表面の高さ方向 における位置を計測する手段によ
って前記処理領域内の前記焦点検出位置と任意の部分と
の前記高さ方向の偏差に対応する段差情報を計測し、そ
の段差情報に基づいて前記複数の処理領域を露光する際
の前記基板の面位置を補正することを特徴とする投影露
光方法。 - 【請求項3】 前記処理領域内の任意の部分がオペレー
タによって設定されることを特徴とする請求項2に記載
の投影露光方法。 - 【請求項4】 計測光を前記処理領域に照射し、その反
射光を検出することによって前記段差情報を計測するこ
とを特徴とする請求項2又は3に記載の投影露光方法。 - 【請求項5】 前記計測光と前記処理領域とを相対的に
移動しながら前記段差情報を計測することを特徴とする
請求項4に記載の投影露光方法。 - 【請求項6】 前記処理領域内の前記焦点検出位置と、
前記任意の部分内の複数点とにおいて、前記基板表面の
高さ方向における位置を計測し、これらの計測結果に基
づいて前記段差情報を求めることを特徴とする請求項2
〜5のいずれか一項に記載の投影露光方法。 - 【請求項7】 前記基板の前記光軸に垂直な面内におけ
る位置を干渉計によって検出し、 前記干渉計によって検出される前記基板の位置に対応し
て、前記処理領域内の前記焦点検出位置と、前記任意の
部分内の複数点との前記高さ方向における位置を記憶す
ることを特徴とする請求項6に記載の投影露光方法。 - 【請求項8】 前記投影露光方法は、ステップアンドス
キャン方式の投影露光方法であることを特徴とする請求
項2〜7のいずれか一項に記載の投影露光方法。 - 【請求項9】 請求項2〜8のいずれか一項に記載の投
影露光方法を用いて集積回路を製造することを特徴とす
る集積回路製造方法。 - 【請求項10】 基板上に形成された複数の処理領域に
それぞれ付設された複数のアライメント用マークを検出
し、その検出結果に基づいて、前記複数の処理領域を順
次露光位置に配置するとともに、前記処理領域内の焦点
検出位置において投影光学系の光軸方向における位置を
検出し、その検出結果に基づいて前記 処理領域を前記投
影光学系の焦点位置に合わせて前記処理領域を露光する
投影露光装置であって、前記アライメント用マークを検出する動作に伴って、前
記処理領域内の前記焦点検出位置と任意の部分との前記
基板表面の高さ方向における偏差に対応する 段差情報を
計測する計測手段と、 前記段差情報に基づいて前記複数の処理領域を露光する
際の前記基板の面位置を補正する補正手段と、 を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項11】 前記処理領域内の任意の部分をオペレ
ータが設定可能な設定手段をさらに有することを特徴と
する請求項10に記載の投影露光装置。 - 【請求項12】 前記計測手段は、計測光を前記処理領
域に照射し、その反射光を検出することによって前記段
差情報を計測することを特徴とする請求項10又は11
に記載の投影露光装置。 - 【請求項13】 前記計測手段は、前記計測光と前記処
理領域とを相対的に移動しながら前記段差情報を計測す
ることを特徴とする請求項12に記載の投影露光装置。 - 【請求項14】 前記計測手段は、前記処理領域内の前
記焦点検出位置と、前記任意の部分内の複数点とにおい
て、前記基板表面の高さ方向における位置を計測し、こ
れらの計測結果に基づいて前記段差情報を求めることを
特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載の投
影露光装置。 - 【請求項15】 前記基板の前記光軸に垂直な面内にお
ける位置を検出する干渉計と、 前記干渉計によって検出される前記基板の位置に対応し
て、前記処理領域内の前記焦点検出位置と、前記任意の
部分内の複数点との前記高さ方向における位置を記憶す
る記憶手段とをさらに有することを特徴とする請求項1
4に記載の投影露光装置。 - 【請求項16】 前記投影露光装置は、ステップアンド
スキャン方式の投影露光装置であることを特徴とする請
求項10〜15のいずれか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項17】 請求項10〜16のいずれか一項に記
載の投影露光装置を用いて集積回路を製造することを特
徴とする集積回路製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19176692A JP3374413B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
| US08/092,448 US5365051A (en) | 1992-07-20 | 1993-07-14 | Projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19176692A JP3374413B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002244615A Division JP3465710B2 (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636991A JPH0636991A (ja) | 1994-02-10 |
| JP3374413B2 true JP3374413B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=16280162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19176692A Expired - Fee Related JP3374413B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5365051A (ja) |
| JP (1) | JP3374413B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104880913A (zh) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 上海微电子装备有限公司 | 一种提高工艺适应性的调焦调平系统 |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010049589A1 (en) | 1993-01-21 | 2001-12-06 | Nikon Corporation | Alignment method and apparatus therefor |
| US6278957B1 (en) * | 1993-01-21 | 2001-08-21 | Nikon Corporation | Alignment method and apparatus therefor |
| JPH09311278A (ja) | 1996-05-20 | 1997-12-02 | Nikon Corp | 反射屈折光学系 |
| KR100358422B1 (ko) | 1993-09-14 | 2003-01-24 | 가부시키가이샤 니콘 | 플래인위치결정장치,주사형노광장치,주사노광방법및소자제조방법 |
| KR100377887B1 (ko) * | 1994-02-10 | 2003-06-18 | 가부시키가이샤 니콘 | 정렬방법 |
| JP3395801B2 (ja) * | 1994-04-28 | 2003-04-14 | 株式会社ニコン | 反射屈折投影光学系、走査型投影露光装置、及び走査投影露光方法 |
| JP3555230B2 (ja) | 1994-05-18 | 2004-08-18 | 株式会社ニコン | 投影露光装置 |
| US5679125A (en) | 1994-07-07 | 1997-10-21 | Nikon Corporation | Method for producing silica glass for use with light in a vacuum ultraviolet wavelength range |
| USRE38438E1 (en) | 1994-08-23 | 2004-02-24 | Nikon Corporation | Catadioptric reduction projection optical system and exposure apparatus having the same |
| JP3100842B2 (ja) * | 1994-09-05 | 2000-10-23 | キヤノン株式会社 | 半導体露光装置及び露光方法 |
| JPH08179204A (ja) | 1994-11-10 | 1996-07-12 | Nikon Corp | 投影光学系及び投影露光装置 |
| JP3454390B2 (ja) | 1995-01-06 | 2003-10-06 | 株式会社ニコン | 投影光学系、投影露光装置及び投影露光方法 |
| US6087283A (en) | 1995-01-06 | 2000-07-11 | Nikon Corporation | Silica glass for photolithography |
| JP3819048B2 (ja) | 1995-03-15 | 2006-09-06 | 株式会社ニコン | 投影光学系及びそれを備えた露光装置並びに露光方法 |
| JP3064857B2 (ja) | 1995-03-28 | 2000-07-12 | 株式会社ニコン | 光リソグラフィー用光学部材および合成石英ガラスの製造方法 |
| US6215896B1 (en) * | 1995-09-29 | 2001-04-10 | Advanced Micro Devices | System for enabling the real-time detection of focus-related defects |
| US5673208A (en) * | 1996-04-11 | 1997-09-30 | Micron Technology, Inc. | Focus spot detection method and system |
| US6885908B2 (en) * | 1997-02-14 | 2005-04-26 | Nikon Corporation | Method of determining movement sequence, alignment apparatus, method and apparatus of designing optical system, and medium in which program realizing the designing method |
| KR100274596B1 (ko) * | 1997-06-05 | 2000-12-15 | 윤종용 | 반도체장치 제조용 노광설비의 스테이지 홀더 상의 파티클 감지방법과 이를 이용한 감지장치 및 그 제어방법 |
| DE19726696A1 (de) * | 1997-06-24 | 1999-01-07 | Jenoptik Jena Gmbh | Verfahren zur Fokussierung bei der Abbildung strukturierter Oberflächen von scheibenförmigen Objekten |
| JP3454497B2 (ja) * | 1997-07-15 | 2003-10-06 | キヤノン株式会社 | 投影露光方法および装置 |
| US6867406B1 (en) * | 1999-03-23 | 2005-03-15 | Kla-Tencor Corporation | Confocal wafer inspection method and apparatus using fly lens arrangement |
| US6294394B1 (en) * | 1999-07-01 | 2001-09-25 | Voyan Technology | Ramp rate limiter to control stress during ramping |
| US6278116B1 (en) * | 1999-08-09 | 2001-08-21 | United Microelectronics Corp. | Method of monitoring deep ultraviolet exposure system |
| JP3414689B2 (ja) * | 2000-03-02 | 2003-06-09 | 日本電気株式会社 | 焦点合わせ方法および焦点検知装置 |
| JP2001257157A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-21 | Nikon Corp | アライメント装置、アライメント方法、露光装置、及び露光方法 |
| GB0118307D0 (en) * | 2001-07-26 | 2001-09-19 | Gsi Lumonics Ltd | Automated energy beam positioning |
| JP3870058B2 (ja) | 2001-10-05 | 2007-01-17 | キヤノン株式会社 | スキャン露光装置及び方法並びにデバイスの製造方法 |
| EP3352015A1 (en) * | 2003-04-10 | 2018-07-25 | Nikon Corporation | Environmental system including a transport region for an immersion lithography apparatus |
| KR101369016B1 (ko) * | 2003-04-10 | 2014-02-28 | 가부시키가이샤 니콘 | 액침 리소그래피 장치용 진공 배출을 포함하는 환경 시스템 |
| SG194246A1 (en) | 2003-04-17 | 2013-11-29 | Nikon Corp | Optical arrangement of autofocus elements for use with immersion lithography |
| US7411653B2 (en) | 2003-10-28 | 2008-08-12 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
| JP4497908B2 (ja) * | 2003-12-15 | 2010-07-07 | キヤノン株式会社 | 露光方法及び装置 |
| JP4661989B1 (ja) * | 2010-08-04 | 2011-03-30 | ウシオ電機株式会社 | レーザリフトオフ装置 |
| JP2013175500A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Toshiba Corp | 露光装置、及び露光方法 |
| JP6327861B2 (ja) | 2014-01-07 | 2018-05-23 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、リソグラフィ方法、および物品の製造方法 |
| CN104729429B (zh) * | 2015-03-05 | 2017-06-30 | 深圳大学 | 一种远心成像的三维形貌测量系统标定方法 |
| JP6364059B2 (ja) * | 2016-11-18 | 2018-07-25 | キヤノン株式会社 | 露光装置、露光方法、および物品の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4780617A (en) * | 1984-08-09 | 1988-10-25 | Nippon Kogaku K.K. | Method for successive alignment of chip patterns on a substrate |
| US4801208A (en) * | 1984-11-19 | 1989-01-31 | Nikon Corporation | Projection type exposing apparatus |
| JP2661015B2 (ja) * | 1986-06-11 | 1997-10-08 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法 |
| US4952815A (en) * | 1988-04-14 | 1990-08-28 | Nikon Corporation | Focusing device for projection exposure apparatus |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP19176692A patent/JP3374413B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-07-14 US US08/092,448 patent/US5365051A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104880913A (zh) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 上海微电子装备有限公司 | 一种提高工艺适应性的调焦调平系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5365051A (en) | 1994-11-15 |
| JPH0636991A (ja) | 1994-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3374413B2 (ja) | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 | |
| US5742067A (en) | Exposure method and apparatus therefor | |
| KR100378475B1 (ko) | 투영노광장치및방법 | |
| US6608681B2 (en) | Exposure method and apparatus | |
| US5502311A (en) | Method of and apparatus for detecting plane position | |
| JP3275368B2 (ja) | 露光方法及び装置 | |
| US4629313A (en) | Exposure apparatus | |
| US5323016A (en) | Focusing method | |
| US7141813B2 (en) | Surface position detection apparatus and method, and exposure apparatus and device manufacturing method using the exposure apparatus | |
| JP3303329B2 (ja) | 焦点置検出装置、露光装置及び方法 | |
| JPH10284404A (ja) | 面位置調整装置及びその方法並びに露光装置及びその方法 | |
| JP3218466B2 (ja) | 露光方法及び装置 | |
| JP3391470B2 (ja) | 投影露光装置、及び投影露光方法 | |
| JP3381313B2 (ja) | 露光装置および露光方法並びに素子製造方法 | |
| JPH11186129A (ja) | 走査型露光方法及び装置 | |
| JP3465710B2 (ja) | 投影露光装置、投影露光方法、並びに集積回路製造方法 | |
| JPH11168050A (ja) | 露光方法及び装置 | |
| JP3218484B2 (ja) | 投影露光装置、露光方法、及び該方法を用いる半導体製造方法 | |
| JPH09293660A (ja) | 投影露光装置 | |
| JPH1116822A (ja) | 露光方法及び露光装置 | |
| JP3275879B2 (ja) | 投影露光装置、露光方法及び装置 | |
| JPH1154410A (ja) | 投影露光装置、方法及び素子製造方法 | |
| JPH113855A (ja) | 面位置検出方法、面位置調整方法及び投影露光方法 | |
| JPH09293655A (ja) | 投影露光装置 | |
| JPH09275071A (ja) | 露光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |