JPH01309324A

JPH01309324A - 露光装置および位置合わせ方法

Info

Publication number: JPH01309324A
Application number: JP63140276A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1989-12-13
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2606285B2; US5003342A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体集積回路を製造釘るための露光装置に
関し、特に半導体ウェハ等の感光基板を載置して２次元
的に移動させるステージの位置制御【に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

半導体集積回路の製造におけるリソグラフィー工程にお
いて、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露
光装置、所謂ステッパーは中心的役割をＩｊうまうにな
っている。このステツパーにおけるマスク或いはレチク
ル（以下、レチクルと呼ぶ）に形成された回路パターン
の投影像と、感光基板（以下、ウェハと呼ぶ）上にすで
に形成されている回路パターン（以下、チップと呼ぶ）
との位置合わせを行う装置、即ちアライメント系として
、投影レンズとレチクルを介してレチクルのマークとウ
ェハのマークとを検出して位置合わせを行うオン・アク
シス方式と、レチクルのマークは検出せずに専らウェハ
のマークのみを検出するオフ・アクシス方式との２種類
に大別される。

この２方式のアライメント系のうち、オフ・アクシス方
式のアライメント系を備えたステッパーでは、アライメ
ンｉ・系のマーク検出基準位置、即ちアライメント位置
と、レチクルの回路パターンの投影像の投影位置、即ち
露光位置とが異なる。

このため、第６図に示すように従来の装置では、Ｘ、Ｙ
方向のウェハステージ１０３の位置をそれぞれ検出する
レーザ干渉計１０６．１０９を、このレーザ干渉計１０
６．１０９からのレーザ光束が同一平面上で直交し、か
つ投影レンズ１００の光軸ＡＸがその交点を通るように
配置すると共に、ウェハＷ上のアライメントマーク等を
光学的に検出するオフ・アクシス方式のアライメント系
１０１．１０２をレーザ干渉計１０６．１０９の各測定
軸上に配置し、アライメント位置及び露光位置に対して
それぞれアッベ誤差が略零となるように構成している。

尚、このレーザ干１歩計１０６．１０９は各々ウェハス
テージ１０３上に設けられた移動鏡１０４．１０７と、
投影レンズ１００の鏡筒に設けられた固定鏡１０５．１
０８とにレーデ光束を照射し、その反射光束によるレシ
ーバの受光面での干渉縞を光電的に検出するように構成
されている。このように構成されたステ・７パーでは、
アライメント系１０１．１０２を用いてウェハＷ上のチ
ップに付随して形成されるアライメントマークを検出し
、レーザ干渉計１０６．１０９からそのチップのＸ、Ｙ
方向のアライメント位置を読み込む。そして、この位置
を基準として一定量、つまりアライメント位置と露光位
置との相対的位置関係、所謂ベースラインだけウェハス
テージ１０３を移動させ、ウェハＷを投影レンズ１００
の下に送り込むことによって、その位置でレチクルの回
路パターンの投影像とチップとが正確に重ね合わされて
露光が行われる。

または、第７図に示すようにアライメント系１０１．１
０２がレーザ干渉計１０６．１０９の各測定軸から外れ
て設けられた装置では、このアライメント系１０１．１
０２を用いてウェハＷ上のアライメントマークを検出し
、レーザ干渉計１０６．１０９からそのチップのＸ、、
Ｙ方向のアライメント位置を読み込むが、このように検
出された計測値はアッベ誤差による計ｄｌｌ！誤差を含
み得る。

そこで、このような装置では移動鏡１０４に２つに分割
したレーザ光束を照射し、その反射光束をレシーバが同
軸に合成して受光し、レシーバの受光面で生しる干渉縞
を光電的に検出してウェハステージ１０３の回転量（ヨ
ーイング量）を検出する差動干渉計１１０を用い、アラ
イメントマーク検出時のウェハステージ１０３の回転量
を検出する。そして、この回転量を用いてレーザ干渉計
１０６．１０９の各計測値に補正を加え、この補正値を
基準としてウェハステージ１０３をヘースラインだけ移
動させる。次に、ウェハＷを投影レンズの下に送り込む
時も、ウェハステージ１０３の回転量を考慮してナツプ
の位置決めを行うごとによって、回路パターンの投影像
とチップとを正確に重ね合わせて露光する装置が考えら
れる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、この種のオフ・アクシス方式のアライメ
ント系を備えたステッパー、例えば第６図に示したステ
ッパーでは、Ｘ、Ｙ方向のアライメントマークをアライ
メント系１０１．．１０２によりそれぞれ別々に検出し
なければならず、アライメントマークの位置検出やこれ
に伴うヘースラインの計測等に時間がかかり、この結果
スループ・７トが低下するという問題点があった。また
、第７図に示したように差動干渉計１１０を備えたステ
ッパーでは、差動干渉計１１０によるウェハステージ１
０３の回転量の検出速度がウェハステージ＋０３の揺動
等より遅く、アライメント時のウェハステージ１０３の
細かい変動に対応することができないという問題点があ
った。さらに、ウェハステージ１０３のストロークと移
動鏡１０４の長さとの関係」二、移動鏡１０４に照射す
る差動干渉計１１０の２本のレーザ光束の間隔が制限を
受けるため、差動干渉計１１０によるウェハステージ１
０３の回転量の検出精度を向上させるには限界があると
いう問題点もあった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、スループ
ットの低下やアッベ誤差等によるウェハステージの位置
制御精度の低下を防止し、高精度、短時間にウェハステ
ージの位置を検出できる位置検出系を備えた露光装置を
得ることを目的としている。

ｃ問題点を解決する為の手段〕かかる問題点を解決するため本発明においては、レチク
ルＲのパターン領域Ｐａに形成された回路パターンを投
影レンズ７を介してウェハＷ上に投影露光する装置にお
いて、ウェハＷを載置して投影レンズ７の結像面内で２
次元的に移動させるウェハステージ９と：投影レンズ７
による回路パターンの像の露光位置に対してアッベ誤差
が略零となるように配置され、ウェハステージ９のＸ方
向の位置を検出するレーザ干渉計１２と、Ｘ方向の位置
を検出するレーザ干渉計１３とから成る第１位置検出系
と：ウエハＷ上に形成されたアライメントマーク、或い
は基準部材１５上に形成されたフィデューシャル・マー
クＦＭを光学的に検出するパターン検出手段としてのオ
フ・アクシス方式のウェハ・アライメント系１８と；ウ
ェハ・アライメント系１８のマーク検出基準位置に対し
てアツベ誤差が略零となるように配置され、ウェハステ
ージ９のＸ方向の位置を検出するレーザ干渉計１４と、
前記レーザ干渉計１２とから成る第２位置検出系と；レ
ーザ・ステップ・アライメント系１６とウェハ・アライ
メント系１８とを用いて、それぞれ基準部材１５上の回
折格子マーク１５ｙを検出し、この２つのＹ座標値に基
づいて第１位置検出系と第２位置検出系とを対応付ける
補正定数ΔＹを算出し、第１位置検出系と第２位置検出
系との少なくとも一方からのウェハステージ９の位置信
号に基づいて、ウェハステージ９の位置を制御する主側
？１ｔｌ装置２０とを設ける。

〔作用〕

本発明では、第１位置検出系と第２位置検出系を対応付
ける補正定数を求め、適宜第１位置検出系と第２位置検
出系との間で補正定数の受は渡しを行い、露光を行う際
には露光位置に対してアッベ誤差を生じない第１位置検
出系を用い、アライメント等を行う際にはアライメント
位置に対してアツベ誤差を生しない第２位置検出系を用
いるように構成している。このため、アツベ誤差による
ウェハステージの位置制御精度やスループットの低下等
が防止され、高精度に重ね合わせ露光を行うことができ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述する。第１
図は２組の位置検出系を備えた本発明の第１の実施例に
よるステッパーの概略的な構成を示す図、第２図は２組
の位置検出系の概略的な配置を示す図、第３図はベース
ライン計測時の動作等の説明に供する概略的な図である
。

第１図において、露光用の照明光源ｌはｇ線、ｉ線等の
レジストを感光するような波長（露光波長）の照明光を
発生し、この照明光はフライアイレンズ等から構成され
照明光の一様化等を行う照明光学系２、及びビームスプ
リッタ−３を通った後、ミラー４を介してコンデンサー
レンズ５に至り、レチクルステージ６に保持されるレチ
クルＲのパターン領域Ｐａを均一な照度で照明する。尚
、レチクルＲにはパターン領域Ｐａに付随して、Ｙ、Ｘ
方向にそれぞれ伸びたアライメントマーク（矩形の透明
窓）Ｓｘ、Ｓｙが形成されている。片側（若しくは両側
）テレセントリックな投影レンズ７は、レチクルＲのパ
ターン領域Ｐａに描かれた回路パターンの像をレジスト
が塗布されたウェハＷ上に投影する。ウェハＷはウェハ
ホルダー（θテーブル）８に真空吸着され、このウェハ
ホルダー８を介してウェハステージ９上に設けられてい
る。このウェハステージ９は第２図にも示すように駆動
部（Ｘ−ＡＣＴ）１０、（Ｙ−ＡＣＴ）１１によって、
投影レンズ７の結像面内で２次元的に移動する。

また、ウェハステージ９のＸ方向の位置はレーザ干渉計
１２により検出され、このレーザ干を歩計ｌ２はウェハ
ステージ９上に設けられた移動鏡ＭＸと、投影レンズ７
に一体に固設されたウェハ・アライメント系１８の鏡筒
に設けられた固定鏡Ｍｒｌとに、ビームスプリンタ−１
２ａ１反射ミラー１２ｂを介してレーザ光束を照射し、
その反射光束によるレシーバの受光面での干渉縞を光電
的に検出するように構成されている。また、第２図に示
すようにウェハステージ９のＹ方向の位置は、ウェハス
テージ９上に設けられた移動鏡Ｍｙと投影レンズ７の鏡
筒に設けられた固定鏡Ｍｆ２とにレーザ光束を照射し、
その反射光束による干渉縞を光電的に検出するレーザ干
渉計１３によって検出される。同様に、レーザ干渉計１
４はウェハステージ９上に設けられた移動鏡Ｍｙと、ウ
ェハ・アライメント系１８の鏡筒に設けられた固定鏡Ｍ
ｆ３とにレーザ光束を照射し、その反射光束による干渉
縞を光電的に検出してウェハステージ９のＹ方向の位置
を検出する。これらのレーザ干渉計１２．１３．１４は
レーザ干渉計１２．１３からのレーザ光束の中心線（測
長軸）が同一平面内で直交し、かつ投影レンズ７の光軸
ＡＸがその交点を通ると共に、レーザ干渉計１２．１４
からのレーザ光束の中心線（測長軸）が同一平面内で直
交し、かつウェハ・アライメント系１８の光軸がその交
点を通るように構成され、この３つの測定軸（例えば、
レーザ光束の中心線）を含む平面が、投影レンズ７の結
像面と略一致するように配置されている。つまり、レー
ザ干渉計１２．１３は露光位置に対して、レーザ干渉計
１２．１４はアライメント位置に対して、それぞれアツ
ベ誤差が略零となるように構成されている。

また、ウェハステージ９には基準マーク（フィデューシ
ャル・マーク）ＦＭを備えたガラス、Ｍ＋反等の）ＩＳ
準部材１５が、ウェハＷの表面位置と略−致するように
設けられている。この基準部材１５にはフィデューシャ
ル・マークＦＭとして、光透過性のスリットパターンで
ある十字パターン１５ａと、Ｙ、Ｘ方向に伸びて光反射
性のクロム層で凸凹により形成された回折格子マーク１
５ｘ、１５ｙとが形成されている。また、十字パターン
１５ａは第３図に示すように光ファイバー２１を用いて
基準部材１５の下へ伝送された露光光により、下方（ウ
ェハステージ９内部）から照明されるように構成されて
いる。この十字パターン１５ａを透過した光は、投影レ
ンズ７を介してレチクルＲのパターン面に十字パターン
１５ａの投影像を結像し、さらにレチクルＲに形成され
たアライメントマークＳｘ（或いはＳｙ）を透過した光
は、ビームスプリンター３等を介して、投影レンズ７の
瞳と略共役な位置に受光面を持つ光量検出系１９によっ
て受光されるように構成されている。

さて、第１図中に示したＴＴＬ　（スルー・ザ・レンズ
）方式のレーザ・ステップ・アライメント系（ＬＳＡ系
）１６は、ミラー１６ａ、、１６ｂ及び投影レンズ７を
介してスポット光（シートビーム）ＳＢｙをウェハＷ上
の各チップに付随して形成されたアライメントマーク（
特に回折格子マーク）、或いは基準部材１５上の回折格
子マーク１５ｙに照射する。尚、このスポット光ＳＢｙ
は投影レンズ７の露光フィールド内においてＸ方向に伸
び、かつ投影レンズ７の光軸ＡＸに向かって形成される
。そして、このアライメントマークからの回折光（また
は１１り乱光）を受光して光電検出し、この光電信号が
レーザ干渉計１３の位置信号に同期してサンプリングさ
れ、その信号の演算結果に基づいて、アライメントマー
クやスポット光ＳＢｙのＹ方向の位置を検出するもので
ある。尚、１゜ＳＡＡｌＯ２Ｙ方向の位置のみを検出す
るためのもので、実際にはＸ方向の位置を検出する１、
、　Ｓ　Ａ系１７も同様に配置されている。第１図では
ＬＳＡ系１６のミラー１６ａに対応したＬＳＡ系１７の
ミラー１７ａのみを示しである。また、オフ・アクシス
方式のウェハ・アライメント系１８はＹ、Ｘ方向にそれ
ぞれ伸びたスポット光（シートビーム）ＳＰｘＳＳＰｙ
を適宜切り換えて、ウェハＷ上の７ライメントマークや
回折格子マーク１５Ｘ、１５ｙ等に照射する。そして、
ウェハステージ９を倣動させることにより、スポット光
ＳＰｘ　（或いは５Ｐｙ）による回折格子マークからの
回折光（または散乱光）を受光して光電変換し、ウエハ
Ｗ上の千ノブやウェハ・アライメント系１８のスポット
光ＳＰｘ、ＳＰｙのＸ、Ｘ方向の位置を検出するもので
ある。ここで、ウェハ・アライメント系１８としては上
述の方式以外に、例えば本願出願人が先に出願した特開
昭６２−２７８４０２号公報に開示されているように、
ウェハＷ上のアライメントマーク等を拡大観察し、ＩＴ
Ｖ等のイメージセンサ−からの画像信号を処理する方式
のものであっても良い。尚、ウェハ・アライメント系１
８は投影レンズ７から一定の間隔で機械的に固定され、
その間隔は温度変化に対してほとんど伸縮しない部材で
結合される。主制御装置２０はレーザ干渉計１２．１３
とレーザ干渉計１２．１４との少なくとも一方からの位
置信号に基づいてウェハステージ９の２次元的な位置制
御を行う他に、上述の２つのアライメント系、光量検出
系１９等を含む装置全体の動作を統括制御する。

次に、本実施例のように構成された装置の動作について
説明する。第１図、第２図、第３図において、主制御装
置２０はレチクルＲのアライメントマークＳｙのＸ方向
の位置と、ウェハ・アライメント系１８のスポット光Ｓ
ＰｘのＸ方向の位置とを検出し、ウェハ・アライメント
系１８のＸ方向のヘースラインを計測する。そこで、第
３図に示すように光ファイバー２１で伝送された露光光
を用い、レンズ２１及びミラー２２を介して基準部材１
５を下方から照明し、第４図＜ａ＞に示すように投影レ
ンズ７を介してレチクルＲのパターン面に十字パターン
１５ａの投影像１５ａ’を結像させる。その状態で第４
図（ａ）に示すように投影像１５ａ’がアライメントマ
ークｓｙを相対的にＸ方向に走査するように、ウェハス
テージ９をＸ方向に微動させる。このアライメントマー
クＳｙを透過した光は、コンデンサーレンズ５、ミラー
４及びビームスプリッタ−３を介して光量検出系１９に
よって受光される。この際、投影像１５ａ′とアライメ
ントマークｓｙとが合致した時に最大光景がｉｌｌ！遇
し、順次そのずれ量に応して光量が減少する。次に、ア
ライメントマークＳｙを透過した光は光量検出系１９に
より光電変換され、この結果得られた光電信号Ｓ１を第
４図（ｂ）に示す。同図において、光電信号Ｓｔがピー
クとなる位置が、投影像１５３′とアライメントマーク
ｓｙとが合致した位置、つまりアライメントマークｓｙ
のＸ方向の位置である。そこで、主制御装置２０はレー
ザ干渉計１３の位置（８号に同期してサンプリングされ
た光電信号Ｓｌに基づいて、アライメントマークＳｙの
Ｘ方向の位置を検出し、その値をＹ座標値ＹＥとして記
憶する。

次に、主制御装置２０はウェハ・°ｒアライメント系１
８のスポット光の切換えを行った後、スポット光ＳＰｙ
を基準部材１５上の十字パターン１５ｄと一義的な関係
で配置された回折格子マーク１５ｙに照射する。そして
、第５図（ａ）に示すようにスポット光Ｓ　Ｉ）　ｙが
回折格子マーク１５ｙを相対的にＸ方向に走査するよう
に、ウェハステージ９をＸ方向に微動させる。次に、回
折格子マーク１５ｙからの回折光をウェハ・アラ・イメ
ント系１８を構成する光電検出器（不図示）が受光し、
この回折光は光電検出器にまり光電変１負される。

この結果得られた光電信号Ｓ２を第５図（ｂ）に示す。

同図において、光電信号Ｓ２がピークとなる位置が、ス
ポット光ＳＰｙのＸ方向の位置である。そこで、主制御
装置２０はレーザ干渉計１４の位置信号に同期してサン
プリングされた光電信号Ｓ２に基づいて、スポット光Ｓ
ＰｙのＸ方向の位置を検出し、その値をＹ座標値ＹＡと
して記憶する。これより、主制御装置２０はこの２つの
Ｙ座標値ＹＥ、ＹＡと、基準部材１５上での十字パター
ン１５ａと回折格子マーク１５ｙとの設計間隔とに基づ
いて、ウェハ・アライメント系１８のＸ方向のヘースラ
インを算出し、この値をヘースラインΔｙｂとして記憶
する。同様に、主制御装置２０は基準部材１５上の回折
格子マーク１５Ｘを用い、上述と同様の動作でレチクル
ＲのアライメントマークＳｘのＸ方向の位置と、ウェハ
・アライメント系１８のスポット光ＳＰｘのＸ方向の位
置とを検出し、この２つのＸ座標値ＸＥ、ＸＡと、基準
部材１５上での十字パターン１５ａと回折格子マーク１
５ｘとの設計間隔とに基づいてＸ方向のベースラインを
算出し、その値をベースラインΔｘｂとして記憶する。

ここで、一般にレーザ干渉計１２．１３．１４からそれ
ぞれ出力されるアップダウンパルスを可逆計数する各カ
ウンタ（不図示）の計数値は、ステッパーのイニシャラ
イズ時に一定値、例えば零にリセットされる。しかし、
移動鏡Ｍｘ、Ｍｙの製造誤差、取付誤差やウェハステー
ジ９のヨーイング等のため、ステッピング毎にウェハス
テージ９の傾きが微小角度ずつ変動し得る。このため、
例えばウェハステージ９が座標系ＸＹのＸ軸に対してΔ
θ１だけ傾いた状態でカウンタの計数値を零にリセット
した場合、レーザ干渉計１３．１４間で傾きΔθｌに応
じた計測差が生じる。そして、ウェハステージ９がＸ軸
に対してΔθ２だけ傾いた状態でウェハ・アライメント
系１８及びレーザ干渉計１２．１４を用いてウェハＷ上
のチップＣのアライメントを行う。その後、ヨーイング
によりＸ軸に対してΔθ３だけ傾いた状態のウェハステ
ージ９の位置をレーザ干渉計１２．１３を用いてモニタ
ーしながら、レーザ干渉計１２．１４の計測値に基づい
てチップＣを露光位置に位置決めしたものとする。この
際、カウンタの零リセツト時のレーザ干渉計１３．１４
間での計測差のため、レーザ干渉計１２．１３によって
チップＣが露光位置からずれて位置決めされ、ウェハス
テージ９の位置制御精度が低下することになる。このた
め、主制御装置２０はカウンタの零リセツト時のヨーイ
ングや製造誤差等によるレーザ干渉計１３．１４間での
Ｙ方向の計測差を検出し、この計測差をレーザ干渉計１
３．１４を対応付ける補正定数ΔＹとして記憶する。そ
こで、まず主制御装置２０はＬＳＡ系１６のスポット光
５Ｉ３ｙを基準部材１５上の回折格子マーク１５ｙに照
射する。尚、ＬＳＡ系１６のスポット光ＳＢｙはレーザ
干渉計１３の測定軸上から外れて形成されるのでアッベ
誤差が略零とはならないが、このアツベ誤差による回折
格子マークｔｓｙの計測誤差はその測定軸からのスポッ
ト光ＳＢｙのずれ量が小さいため、実用上無視できる程
度のものである。そして、上述したベースライン計測時
の回折格子マーク１５ｙの検出と同様の動作、つまりス
ポット光ＳＢｙが回折格子マーク１５ｙを相対的にＹ方
向に走査するようにウェハステージ９をＹ方向に微動さ
せ、その回折光を光電変換して得た光電信号とレーザ干
渉計１３の位置信号とに基づいて、回折格子マーク１５
ｙのＹ方向の位置を検出し、この値をＹ座標値ＹＬとし
て記憶する。次に、主制御装置２０はウェハ・アライメ
ント系１８のスポット光Ｓ　ｌ）　ｙを用い、回折格子
マークｔｓｙのＹ方向の位置を検出するが、この位置は
上述のＹ方向のベースライン計測時にＹ座標値ＹＡとし
て検出されている。このため、ここではこのＹ座標値Ｙ
Ａを用いることにする。次に、この２つのＹ座標値ＹＬ
、ＹＡに基づいて、主制御装置２ｏはカウンタの零リセ
ツト時のヨーイング等によるレーザ干渉計Ｉ３、Ｉ４間
での計測差を算出し、この算出した値を補正定数ΔＹ（
例えば、ΔＹ＝ＹＡ−Ｙ＋−）として記憶する。

以上により、ベースライン（ΔＸｂ１Δｙｂ）及びレー
ザ干渉計１３．１４とを対応付ける補正定数ΔＹの計測
が終了し、次にレチクルＲの回路パターンの投影像とウ
ェハＷ上のチップとを重ね合わせて露光を行う。そこで
、主制御装置２０はウェハ・アライメント系１８を用い
、ウェハＷ上の第１番目のチップのアライメントを行う
。その後、ウェハステージ９をベースライン（ΔＸｂ１
ΔＹｂ）だけステッピングさせ、レーザ干渉計１２．１
３を用いてウェハステージ９の位置をモニターしながら
、第１番目のチップを露光値πに位置決めする。この際
、主制御装置２０はＹ方向の位置決めにおいて、ウェハ
ステージ９をベースラインΔＹｂだけ移動させるのでは
なく、補正定数ΔＹを考慮してウェハステージ９を移動
させ、ウェハＷ上のチップを露光位置に位置決めする。

つまり、チップのＹ方向のアライメント位置をＹ座標値
Ｙａとすると、レーザ干渉計１３がＹｅ＝（Ｙａ＋ΔＹ
ｂ十ΔＹ）なる値を検出するようにウェハステージ９を
位置決めする。これより、アッベ誤差によるレーザ干渉
計１２．１３．１４の位置検出精度が低下することなく
、ウェハステージ９の位置決めが行われる。そして、ウ
ェハステージ９を順次一定量ずつステツピングさせるこ
とにより、正確にレチクルＲの回路パターンの投影像と
ウェハＷ上のチップとが−敗し、高精度の重ね合わせ露
光を行うことができる。

尚、本発明の一実施例においてはＸ方向の位置を検出す
るレーザ干渉計１２を、アライメント位置及び露光位置
に対して共にアラへ誤差が略零となるように設けていた
が、本発明ではこの構成に限られるものではなく、例え
ばウェハ・アライメント系１８がＸ、Ｘ方向共にアラへ
条件を満たさない場合は、アライメント位置と露光位置
に対してそれぞれアラへ誤差が略零となるように、Ｘ方
向の位置を検出するレーザ干渉計を別々に２組設けても
良い。

また、本実施例ではＬＳＡ系１６とウェハ・アライメン
ト系１８を用いて補正定数ΔＹを検出し、この補正定数
ΔＹとベースラインΔｙｂとに基づいて、ウェハステー
ジ９の位置決めを行っていた。

しかし、ステッパーのイニシャライズ時において、まず
ＬＳＡ系１６を用いて基準部材１５上の回折格子マーク
１５ｙを検出し、スポット光ＳＢｙと回折格子マーク１
５ｙとが一致する位置にウェハステージ９を停止さ仕る
。そして、この位置でレーザ干渉計１３から出力される
アンプダウンパルスを可逆計数するカウンタを零にリセ
ットする。

次に、ウェハ・アライメント系１８を用いて回折格子マ
ーク１５ｙを検出し、同様にスポット光Ｓｐｙと回折格
子マーク１５ｙとが一致した位置で、レーザ干渉計１４
のカウンタを零にリセットすれば、レーザ干渉計１３．
１４間での計測差が零となり、」二連の実施例のように
補正定数ΔＹを考慮してウェハステージ９の位置移動を
行う必要がなくなる。つまり、レーザ干渉計１４が検出
した計測値をそのまま用い、レーザ干渉計１３が同し値
を検出するようにウェハステージ９を位置決めすれば、
同様にレーザ干渉計１３．１４間での計測差によるウェ
ハステージ９の位置制御精度の低下が防止され、ウェハ
ステージ９の位置制御を簡単に行うことが可能となる。

また、レーザ干渉計１３．１４の対応付けを行う際、Ｌ
ＳＡ系１６とウェハ・アライメント系１８とを用いてそ
れぞれ回折格子マーク１５ｙを検出することによって補
正定数ΔＹを求めるか、成いは回折格子マーク１５ｙの
検出位置でレーザ干渉計１３．１４の零リセットを行っ
ていたが、Ｉ、ＳＡ系１６を用いる代わりに基準部材１
５の十字パターン１５ａ及び光１４０出系１９を用い、
ヘースライン計測時と同様の動作でレチクルステージ６
上の所定位置にセントされたレチクルＲのアライメント
マークｓｙを検出し、このＹ座標値を用いて補正定数Δ
Ｙを算出するか、成いはレーザ干渉計１３の零リセット
を行えば、特にＬＳＡ系１６を用いることなく上述の実
施例と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、アライメン！・位置及び
露光位置に対してアラへ誤差が略零となるように２組の
位置検出系を設け、その２組の位置検出系を対応付ける
補正定数ΔＹの受は渡しを行いながら、露光時とアライ
メント時とで２組の位置検出系を使い分けるように構成
したため、露光時とアライメント時とでウェハステージ
の位置にオフセ、１・が生じることがなく、高精度にレ
チクルの回路パターンの投影像とチップとの重ね合ねせ
を行うことができる。同様に、オフ・アクシス方式のウ
エノいアライメント系を用いてウェハのローテーション
・チエツクやランアウト・チエツク等を行う場合でも、
２＆１１の位置検出系のオフセット■を常に零とするこ
とによって、オフ・アクシス方式のアライメント系によ
る高精度の７ライメントを実現し得る。また、Ｘ、Ｙ両
方向の位置を検出することができる兼用型のウェハ・ア
ライメント系を用いることが可能となり、アライメント
時間やベースライン計測時間等を短縮し、スループット
の低下を防止することができる。さらに、ウェハステー
ジのストロークと移動鏡の長さとの関係上、Ｘ方向の位
置を検出する２つのレーデ干渉旧のうり、どうらか一方
のレーザ干渉計のレーザ光束が移動鏡から外れることが
ある。しかし、どちらか一方のレーザ光束が移動鏡から
外れても、補正定数ΔＹを用いて簡単にそのレーザ干渉
計をイニシャライズすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による２紐の位置検出系を備
えたステッパーの概略的な構成を示す平面図、第２図は
２組の位置検出系の概略的な配置を示す平面図、第３図
はベースライン計測等の動作の説明に供する概略的な平
面図、第４図（ａ）は十字パターンの投影像がレチクル
のアライメントマークを走査する状態を示す図、第４図
（ｂ）は十字パターンの投影像がレチクルのアライメン
トマークを走査した時に得られる光電信号の波形を表す
図、第５図（ａ）はウェハ・アライメント系或いはＬＳ
Ａ系のスポット光が回折格子マークを走査する状態を示
す図、第５図（ｂ）はウェハ・アライメント系或いはＬ
ＳＡ系のスポット光が回折格子マークを走査した時に得
られる光電信号の波形を表す図、第６図、第７図は従来
の装置の概略的な構成の説明に供する図である。２・・・照明光学系、３・・・ビームスプリンター、７
・・・投影レンズ、９・・・ウェハステージ、１２．１
３．１４・・・レーザ干渉計、１５・・・基準部材、１
６・・・レーザ・ステツプ・アライメント系、１Ｂ・・
・ウェハ・アライメント系、１９・・・光量検出系、２
０・・・主側？ＩＤ　Ｉ　Ｔｌ、Ｒ・・・レチクル、Ｗ
・・・ウェハ、ＦＭ・・・フィデューシャル・マーク、
Ｍｘ、Ｍｙ・・・移動鏡、Ｍ（ｌ　Ｍｆ　２．Ｍｆ　３
−・・固定鏡。

Claims

【特許請求の範囲】

　マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して感
光基板上に投影露光する装置において、前記感光基板を
載置して前記投影光学系の結像面内で２次元的に移動さ
せるステージと；前記投影光学系による前記パターンの
像の露光位置に対してアッベ誤差が略零となるように配
置され、前記結像面内における前記ステージの２次元的
な位置を検出する第１位置検出手段と；前記感光基板上
に形成されたアライメント用のパターンを光学的に検出
するパターン検出手段と；該パターン検出手段によるパ
ターン検出位置に対してアッベ誤差が略零となるように
配置され、前記結像面内における前記ステージの２次元
的な位置を検出する第２位置検出手段と；該第２位置検
出手段によって検出される前記ステージの位置と；前記
第１位置検出手段によって検出される前記ステージの位
置との対応付けを行い、前記第１位置検出手段と第２位
置検出手段との少なくとも一方の位置情報に基づいて、
前記ステージの位置を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする露光装置。