JPH03166712A - Mark detector and evaluating method of superposition and selecting method of wavelength - Google Patents

Mark detector and evaluating method of superposition and selecting method of wavelength

Info

Publication number
JPH03166712A
JPH03166712A JP1304718A JP30471889A JPH03166712A JP H03166712 A JPH03166712 A JP H03166712A JP 1304718 A JP1304718 A JP 1304718A JP 30471889 A JP30471889 A JP 30471889A JP H03166712 A JPH03166712 A JP H03166712A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
wavelength
detection
optical system
overlay
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.)
Granted
Application number
JP1304718A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2899026B2 (en
Inventor
Yasuhiro Yoshitake
康裕 吉武
Yoshitada Oshida
良忠 押田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1304718A priority Critical patent/JP2899026B2/en
Publication of JPH03166712A publication Critical patent/JPH03166712A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2899026B2 publication Critical patent/JP2899026B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To detect the image of a mark optically transferred onto a substrate to be projected and exposed by a single device even at the time of numbers of kinds of selected wavelengths by providing a light source generating detecting illuminating light having a plurality of wavelengths, the wavelength selective means of the detecting illuminating light and the focusing means of the image of the mark. CONSTITUTION:A light source 11 generating detecting illuminating light having a plurality of wavelengths, the wavelength selective means 21, 22 of the detecting illuminating light and the focusing means 3, 9, 71-73 of the image of a mark are provided. A wavelength proper to process conditions from a plurality of wavelengths of the detecting illuminating light is selected by the wavelength selective means 21, 22. The focus is adjusted to the image of the mark in order to correct chromatic aberration in the direction of an optical axis generated by the wavelength selected of the detecting illuminating light by the focusing means 3, 9, 71-73, and the mark is detected. Accordingly, the image of the mark optically transferred onto a substrate to be projected and exposed can be detected by a single device even at the time of numbers of kinds of selected wavelengths.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は,マスクに形成されたパターンを、投影光学系
により転写する被投影露光基板上のマークを光学的に検
出するマーク検出装置と、このマーク検出装置を用いた
転写の重ねあわせ評価方法と、前記マーク検出装置と重
ねあわせ評価方法を利用した波長選択方法に関する. [従来の技術] 従来、半導体素子の製造にはウエハを順次ステップ移動
させながら縮小投影露光を行なうステッパが用いられて
いる.そして、半導体素子はマスク上の回路パターンを
順次重ねあわせて露光することによって製造される.こ
のため、ウエハ上の回路パターンとマスク上の回路パタ
ーンは、短絡,断線がないよう、高精度に位置合わせ(
以下,これをアライメントと呼ぶ)される必要がある.
通常、このアライメントは、ウエハ上またはマスク上の
合わせ用アライメントマークの信号波形を光学的に検出
し,これから求めた位置情報に基づいて、ウエハステー
ジまたはマスクステージを移動させることによって行な
われる.したがって、重ねあわせ精度は,まずアライメ
ントマークの検出精度に依存する. 一方,ウエハ上のアライメントマークの検出信号波形は
、レジストの膜厚や塗布むら,マークの段差形状や深さ
などによって変化する.これらの条件は、半導体製造の
各プロセスで異なるため,プロセスによっては、波形の
コントラストや対称性が劣化し,検出位置の精度が低下
する場合が生じる.しかし,このような場合も検出照明
光の波長を変えることによって波形形状が向上し,精度
を向上させることができる.このため、特開昭63−7
0521号公報に記載のように、複数の波長の異なる光
源を用意し、これらをプロセスによって使い分ける方法
が提案されている. ところで、重ねあわせ精度は、プロセスによるウエハの
伸縮やアライメントマークの非対称化、または縮小レン
ズの倍率変化等によっても劣化する.このため、通常は
製品露光を行なう前に、まず試し露光を行ない、現像後
顕微鏡等によって重ねあわせ精度の評価を行なっていた
. そこで、重ね精度を劣化させる要因のうち、特に縮小レ
ンズの倍率変化を測定する装置が特開昭60 − 23
8836号公報に記載されている.この装置は、露光前
後の光学的特性の変化を潜像として検出し,2つの潜像
パターンのピッチから、現像なしで倍率変化を測定する
ものである. 〔発明が解決しようとする課題] 特開昭63 − 70521号公報に記載の技術では、
検出光学系を固定したため,縮小レンズのアライメント
照明光に対する色収差補正光学系が、選択する波長の種
類だけ必要であった. また、特開昭60 − 238836号公報に記載の技
術を重ねあわせ精度評価に適用する場合は、潜像とアラ
イメントマークの両方を検出する必要がある.この時,
アライメント用の検出光学系を重ねあわせ精度評価光学
系と兼用する場合は、潜像と7ライメントマークの両者
の結像位置を合わせるため、両者の照明光を同一にする
必要があった.本発明の第1の目的は、複数の波長の検
出照明光を用いるとき,選択する波長が幾種類あっても
、被投影露光基板上に光学的に転写されたマークの像を
、単一の装置で検出可能なマーク検出装置を提供するこ
とにある. また、本発明の第2の目的は、潜像を検出して重ねあわ
せ精度を評価することが可能なマーク検出装置を提供す
ることにある. さらに,本発明の第3の目的は,現像なしで,オンマシ
ンのまま、精度よく重ねあわせ誤差を評価することが可
能な重ねあわせ方法を提供することにある. そして、本発明の第4の目的は、各プロセス条件に対し
て、検出照明光の幾種類もの波長の中から,重ねあわせ
誤差が常に許容値よりも小さい適正な波長を自動的に選
択可能な波長選択方法を提供することにある。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a mark detection device that optically detects a mark on a projection exposure substrate onto which a pattern formed on a mask is transferred by a projection optical system; The present invention relates to a transfer overlay evaluation method using this mark detection device and a wavelength selection method using the mark detection device and overlay evaluation method. [Prior Art] Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices, a stepper is used that performs reduction projection exposure while sequentially moving a wafer in steps. Semiconductor devices are manufactured by sequentially overlapping the circuit patterns on the mask and exposing them to light. Therefore, the circuit patterns on the wafer and the circuit patterns on the mask are aligned with high precision (
(hereinafter referred to as alignment).
Usually, this alignment is performed by optically detecting the signal waveform of an alignment mark on the wafer or mask, and moving the wafer stage or mask stage based on the position information obtained from this. Therefore, the overlay accuracy depends first on the detection accuracy of the alignment marks. On the other hand, the detection signal waveform of the alignment mark on the wafer changes depending on the resist film thickness, coating unevenness, mark step shape and depth, etc. These conditions differ for each semiconductor manufacturing process, so depending on the process, the contrast and symmetry of the waveform may deteriorate, leading to a decrease in the accuracy of the detected position. However, even in such cases, changing the wavelength of the detection illumination light can improve the waveform shape and improve accuracy. For this reason, JP-A-63-7
As described in Japanese Patent No. 0521, a method has been proposed in which a plurality of light sources with different wavelengths are prepared and these are used depending on the process. By the way, overlay accuracy also deteriorates due to expansion and contraction of the wafer during the process, asymmetrical alignment marks, and changes in the magnification of the reduction lens. For this reason, before exposing the product, a trial exposure is usually performed first, and after development, the overlay accuracy is evaluated using a microscope, etc. Therefore, among the factors that deteriorate the overlay accuracy, a device for measuring the change in magnification of a reduction lens was proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-23.
It is described in Publication No. 8836. This device detects the change in optical properties before and after exposure as a latent image, and measures the magnification change from the pitch of the two latent image patterns without development. [Problem to be solved by the invention] The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-70521,
Since the detection optical system was fixed, a chromatic aberration correction optical system for the alignment illumination light of the reduction lens was required only for the type of wavelength to be selected. Furthermore, when applying the technique described in JP-A-60-238836 to evaluation of overlay accuracy, it is necessary to detect both the latent image and the alignment mark. At this time,
When the detection optical system for alignment was also used as the overlay accuracy evaluation optical system, in order to align the imaging positions of both the latent image and the 7 alignment mark, it was necessary to use the same illumination light for both. The first object of the present invention is to form a single image of a mark optically transferred onto a projection exposure substrate when using detection illumination light of a plurality of wavelengths, no matter how many different wavelengths are selected. The purpose of this invention is to provide a mark detection device that can be detected by the device. A second object of the present invention is to provide a mark detection device capable of detecting latent images and evaluating overlay accuracy. Furthermore, a third object of the present invention is to provide an overlay method that allows overlay errors to be evaluated accurately on-machine without development. A fourth object of the present invention is to automatically select an appropriate wavelength for each process condition from among various wavelengths of the detection illumination light, the overlay error of which is always smaller than the allowable value. An object of the present invention is to provide a wavelength selection method.

[課題を解決するための手段] 前記第工の目的は、複数の波長の検出照明光を発生する
光源と、前記検出照明光の波長選択手段と、前記マーク
の像の合焦点手段とを具備していることにより、達或さ
れる。
[Means for Solving the Problems] The object of the first step is to provide a light source that generates detection illumination light of a plurality of wavelengths, a wavelength selection means for the detection illumination light, and a focusing means for the image of the mark. By what you do, you will be achieved.

また,前記第1の目的は、前記合焦点手段を、前記投影
光学系によって結像される前記マークの像に対して、検
出光学系の一部または全体を移動させるステージと、該
ステージの駆動手段とを具備して構威したことにより,
達威される.さらに、前記第2の目的は、前記マークを
,前記投影光学系により、前記被投影露光基板上に塗布
された感光層に転写することによって形成された潜像と
したことにより、さらには前記検出照明光を、前記感光
層の露光前と露光後の透過率の差が最大になる波長と,
該波長に近い光としたことによって、達或される。
Further, the first object is to provide a stage for moving a part or the entire detection optical system of the focusing point means with respect to an image of the mark formed by the projection optical system, and a stage for driving the stage. By equipping himself with the means,
It is achieved. Furthermore, the second object is to make the mark a latent image formed by transferring the mark to a photosensitive layer coated on the projection exposure substrate by the projection optical system, and furthermore, to detect the mark. The illumination light has a wavelength at which the difference in transmittance of the photosensitive layer before and after exposure is maximum,
This can be achieved by using light close to the wavelength.

さらに、第3の目的は、前記被投影露光基板上に予め重
ね評価用マークを形成し,前記マスクに形成された重ね
評価用マークをアライメント後、前記被投影露光基板上
の感光層に露光することにより潜像を形成し、前記被投
影露光基板上の重ね評価用マークと潜像を前記マーク検
出装置により検出し,重ねあわせ誤差を算出するように
したことにより、達或される。
Furthermore, the third purpose is to form an overlay evaluation mark on the projection exposure substrate in advance, and after aligning the overlay evaluation mark formed on the mask, expose the photosensitive layer on the projection exposure substrate. This can be achieved by forming a latent image by doing this, detecting the overlay evaluation mark and the latent image on the projection exposure substrate by the mark detection device, and calculating the overlay error.

そして,前記第4の目的は、前記波長選択手段により、
検出照明光の波長を選択し、前記重ねあわせ評価方法で
重ねあわせ誤差を算出し、少なくとも重ねあわせ誤差が
許容値より小さくなる波長を選択するようにしたことに
より,達成される.[作用] 本発明マーク検出装置では、光源から複数の波長を持っ
た検出照明光を発生させる。
The fourth purpose is to use the wavelength selection means to
This is achieved by selecting the wavelength of the detection illumination light, calculating the overlay error using the above-described overlay evaluation method, and selecting a wavelength at which the overlay error is at least smaller than the allowable value. [Operation] In the mark detection device of the present invention, detection illumination light having a plurality of wavelengths is generated from a light source.

そして,波長選択手段により、前記検出照明光の複数の
波長の中から、プロセス条件に対して適正な波長を選択
する。
Then, the wavelength selection means selects a wavelength appropriate for the process conditions from among the plurality of wavelengths of the detection illumination light.

ついで、合焦点手段により,前記検出照明光の選択され
た波長によって生じる光軸方向の色収差を補正するため
、前記マークの像に焦点を合わせて、マークを検出する
Then, in order to correct the chromatic aberration in the optical axis direction caused by the selected wavelength of the detection illumination light, the focusing means focuses on the image of the mark and detects the mark.

また、本発明マーク検出装置では、前記合焦点手段を、
前記マークに対して、検出光学系の一部または全部を移
動させるステージと、該ステージの駆動手段とを備えて
構或しているので、検出照明光の選択する波長が幾種類
あっても、ステージを移動させることにより、単一の検
出光学系で前記マークの像をより一層的確に検出するこ
とができる。
Further, in the mark detection device of the present invention, the focusing point means
Since the structure includes a stage for moving part or all of the detection optical system with respect to the mark and a drive means for the stage, no matter how many wavelengths of detection illumination light are selected, By moving the stage, the image of the mark can be detected more accurately with a single detection optical system.

さらに,本発明マーク検出装置では、前記マークを前記
投影光学系により,前記被投影露光基板上に塗布された
感光層に転写することによって形成された潜像とするこ
とにより、この潜像を検出して重ねあわせ精度を評価す
ることができる。
Further, in the mark detection device of the present invention, the mark is transferred by the projection optical system to a photosensitive layer coated on the projection exposure substrate to form a latent image, and this latent image is detected. The overlay accuracy can be evaluated by

さらにまた、本発明マーク検出装置では、前記検出照明
光を、前記感光層の露光前と露光後の透過率の差が最大
となる波長と、該波長に近い光のいずれかにしたことに
より、潜像のコントラストを向上させて潜像を検出し、
重ねあわせ精度を評価することができる。
Furthermore, in the mark detection device of the present invention, the detection illumination light is set to either a wavelength at which the difference in transmittance of the photosensitive layer before and after exposure is maximum, or light close to the wavelength. Detect the latent image by improving the contrast of the latent image,
Overlay accuracy can be evaluated.

さらに,本発明重ねあわせ評価方法では、まず被投影露
光基板上に予め重ね評価用マークを形成する. さらに、前記マスクに形成された重ね評価用マークをア
ライメント後、前記被投影露光基板上の感光層に露光す
ることにより潜像を形成する。
Furthermore, in the overlay evaluation method of the present invention, marks for overlay evaluation are first formed on the projection exposure substrate in advance. Furthermore, after aligning the overlay evaluation mark formed on the mask, a latent image is formed by exposing the photosensitive layer on the projection exposure substrate.

ついで、前記被投影露光基板上の重ね評価用マークと潜
像を前記マーク検出装置により検出し、重ねあわせ誤差
を算出するようにしている.これにより、現像なしで、
オンマシンのまま、精度よく重ねあわせ誤差を評価する
ことができる。
Next, the overlay evaluation mark and the latent image on the projection exposure substrate are detected by the mark detection device, and the overlay error is calculated. As a result, without development,
Overlay errors can be evaluated with high accuracy while still on-machine.

そして,本発明波長選択方法では,前記マーク検出装置
の波長選択手段により、検出照明光の波長を選択する。
In the wavelength selection method of the present invention, the wavelength of the detection illumination light is selected by the wavelength selection means of the mark detection device.

ついで、前記重ねあわせ評価方法で重ねあわせ誤差を算
出する。
Next, an overlay error is calculated using the overlay evaluation method described above.

そのうえで、少なくとも前記重ねあわせ誤差が許容値よ
り小さくなる波長を選択するようにしている。
In addition, at least a wavelength for which the overlay error is smaller than an allowable value is selected.

これにより、各プロセス条件に対して,適正な検出照明
光の波長を,重ねあわせ誤差評価機能により、自動的に
選択することができる。
This allows the overlay error evaluation function to automatically select an appropriate wavelength of the detection illumination light for each process condition.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面により説明する.第1図は
本発明のマーク検出装置を通る光束を示した図である, この第1図に示す実施例の装置は、光源である水銀ラン
プl1と、ビームスプリッタ12と、マスク(図示せず
)に形成された回路パターンを被投影露光基板であるウ
エ八6上に転写する投影光学系と、ウエハステージ8l
と、ウェハ6の位置検出用のパルスモータ82およびレ
ーザ測長機83と、複数の波長の検出照明光であるアラ
イメント照明光14から任意の波長を選択する波長選択
手段と,前記マークの像の合焦点手段とを具備している
.前記水銀ランプ11は、露光光13およびアライメン
ト照明光14に用いられる光を発生し、照射するように
なっている. 前記回路パターンの投影光学系は、レチクル4と、縮小
レンズ5とを有している. 前記アライメント照明光14の波長選択手段は、アクロ
マートレンズ21と、干渉フィルタ22と、この干渉フ
ィルタ22の回転ホルダ231と、これのパルスモータ
232とを備えている. 前記マークの像の合焦点手段は、検出光学系3と、これ
を移動させる検出光学系ステージ71と、これの駆動手
段であるモータ72と、前記検出光学系ステージ71を
介して検出光学系3の位置を検出するエンコーダ73と
,制御回路9とを具備している.前記検出光学系3は,
アクロマートレンズ31と,ビームスプリッタ34と,
対物レンズ32と、他のアクロマートレンズ35と、反
射鏡39と,もう一つのアクロマートレンズ36と.シ
リンドリカルレンズ37と、1次元受光素子38とを備
えている.前記制御回路9は,検出光学系ステージ71
のモータ72と,前記干渉フィルタ22の回転ホルダ2
31のパルスモータ232と、ウエハステージ81のパ
ルスモータ82等を制御するようになっている.前記検
出光学系3の対物レンズ32と縮小レンズ5間には、折
り返しミラー42が配置されている.また,前記干渉フ
ィルタ22と検出光学系3のアクロマートレンズ31間
には、反射鏡25が配置されている. 前記水銀ランプl1から照射された光は、ビームスプリ
ッタI2によって露光光13と7ライメント照明光14
に分けられる. 前記露光光l3は、図示しない光学系によりレチクル4
に導かれ、レチクル4上の回路パターンは縮小レンズ5
を介して、ウエハ6上に塗布された感光層であるレジス
ト(図示せず)に転写される.一方、前記アライメント
照明光l4はアクロマートレンズ21によって平行光束
となり、干渉フィルタ22に入射し,透過光24の波長
が選択される。干渉フィルタ22は、回転ホルダ231
によって保持され,バルスモータ232を回転させるこ
とによって別の干渉フィルタと交換でき,透過光24の
波長を変えることができる.なお、バルスモータ232
は制御回路9によってコントロールされる.前記透過光
24は,アク口マートレンズ3lによって縮小レンズ5
の入射瞳51と共役位置にあるA面上に集光される.前
記対物レンズ32は、A面を入射瞳51上に結像するこ
とにより、ケーラ照明を実現し、ウエハ6上の照度分布
を一様化する。なお、折り返しミラー42はレチクル4
上の回路パターンの情報を含わ露光光13を遮らない位
置に置かれる.ウエハ6からの戻り光4lは、折り返し
ミラー42により検出光学系3へ反射され,対物レンズ
32で再びA面に集光され、ビームスプリッタ34で反
射され,アクロマートレンズ35. 36によって、A
点との共役位置B点に集光される.前記シリンドリ力ル
レンズ37は、B点を1次元受光素子38に結像し、1
次元に圧縮されたウエハ6の像信号が制御回路9に送ら
れる. 次に、第2図は縮小レンズ5と検出光学系3の結像関係
を示す. ウエハ6の上面は、縮小レンズ5により結像位置C1に
結像される。結像位置Cエは,対物レンズ32とアクロ
マートレンズ35によってD点に結像され、D点はアク
ロマートレンズ36によって1次元受光素子38上に結
像される。なお、第2図中でシリンドリ力ルレンズ37
と1次元受光素子38は、第1図のシリンドリ力ルレン
ズ37と1次元受光素子38の側面図を示している。
[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the light flux passing through the mark detection device of the present invention. The device of the embodiment shown in FIG. ) and a wafer stage 8l.
, a pulse motor 82 and a laser length measuring device 83 for detecting the position of the wafer 6; a wavelength selection means for selecting an arbitrary wavelength from the alignment illumination light 14 which is detection illumination light of a plurality of wavelengths; It is equipped with a focusing point means. The mercury lamp 11 generates and irradiates light used as exposure light 13 and alignment illumination light 14. The circuit pattern projection optical system includes a reticle 4 and a reduction lens 5. The wavelength selection means for the alignment illumination light 14 includes an achromatic lens 21, an interference filter 22, a rotating holder 231 for the interference filter 22, and a pulse motor 232 for the same. The focusing means for the image of the mark includes the detection optical system 3, a detection optical system stage 71 that moves the detection optical system 3, a motor 72 which is a driving means for this, and the detection optical system 3 via the detection optical system stage 71. It is equipped with an encoder 73 for detecting the position of , and a control circuit 9 . The detection optical system 3 includes:
an achromatic lens 31, a beam splitter 34,
An objective lens 32, another achromatic lens 35, a reflecting mirror 39, another achromatic lens 36, and so on. It includes a cylindrical lens 37 and a one-dimensional light receiving element 38. The control circuit 9 includes a detection optical system stage 71
motor 72 and rotation holder 2 of the interference filter 22.
31, the pulse motor 82 of the wafer stage 81, etc. A folding mirror 42 is arranged between the objective lens 32 and the reduction lens 5 of the detection optical system 3. Further, a reflecting mirror 25 is arranged between the interference filter 22 and the achromatic lens 31 of the detection optical system 3. The light emitted from the mercury lamp l1 is divided into exposure light 13 and seven-line illumination light 14 by a beam splitter I2.
It is divided into The exposure light l3 is applied to the reticle 4 by an optical system (not shown).
The circuit pattern on the reticle 4 is guided by the reduction lens 5.
is transferred to a resist (not shown), which is a photosensitive layer coated on the wafer 6. On the other hand, the alignment illumination light l4 is turned into a parallel light beam by the achromat lens 21, and enters the interference filter 22, where the wavelength of the transmitted light 24 is selected. The interference filter 22 is mounted on a rotating holder 231
By rotating the pulse motor 232, the interference filter can be replaced with another interference filter, and the wavelength of the transmitted light 24 can be changed. In addition, the pulse motor 232
is controlled by control circuit 9. The transmitted light 24 is passed through the reduction lens 5 by the bright lens 3l.
The light is focused on plane A, which is at a conjugate position with the entrance pupil 51 of . The objective lens 32 realizes Koehler illumination by forming an image of the A plane onto the entrance pupil 51, thereby making the illuminance distribution on the wafer 6 uniform. Note that the folding mirror 42 is the reticle 4.
It contains the information of the circuit pattern above and is placed in a position that does not block the exposure light 13. The return light 4l from the wafer 6 is reflected by the folding mirror 42 to the detection optical system 3, focused again on the A plane by the objective lens 32, reflected by the beam splitter 34, and transmitted to the achromatic lens 35. By 36, A
The light is focused on point B, which is the conjugate position with point B. The cylindrical lens 37 images the point B onto the one-dimensional light receiving element 38, and
The dimensionally compressed image signal of the wafer 6 is sent to the control circuit 9. Next, FIG. 2 shows the imaging relationship between the reduction lens 5 and the detection optical system 3. The upper surface of the wafer 6 is imaged at an imaging position C1 by the reduction lens 5. The image forming position C is imaged at point D by the objective lens 32 and the achromatic lens 35, and the image at point D is formed onto the one-dimensional light receiving element 38 by the achromatic lens 36. In addition, in FIG. 2, the cylindrical force lens 37
and one-dimensional light-receiving element 38 are side views of the cylindrical drill lens 37 and one-dimensional light-receiving element 38 in FIG.

ところで、縮小レンズ5は露光光13に対して設計され
ているため、これと異なる波長を持つアライメント照明
光14に対しては縦色収差を持ち,ウエハ6の結像位置
C1はアライメント照明光14の波長によって移動する
。したがって、干渉フィルタ22によって波長が変えら
れたとき、結像位置C1を1次元受光素子38上に結像
させるには、検出光学系3の結像位置を移動させる必要
がある。
By the way, since the reduction lens 5 is designed for the exposure light 13, it has longitudinal chromatic aberration for the alignment illumination light 14 having a different wavelength, and the imaging position C1 of the wafer 6 is designed for the alignment illumination light 14. Move by wavelength. Therefore, when the wavelength is changed by the interference filter 22, it is necessary to move the imaging position of the detection optical system 3 in order to image the imaging position C1 on the one-dimensional light receiving element 38.

このため、検出光学系3全体を支える検出光学系ステー
ジ71をモータ72によって駆動する.また、検出光学
系ステージ71を、対物レンズ32の焦点位置と結像位
置C,とが一致するように位置決めする必要がある。こ
のため、モータ72には回転角を検知するためのエンコ
ーダ73が取り付けられている。エンコーダ73の信号
は制御回路9に送られ、モータ72がコントロールされ
る。なお,位置決めするための信号は、検出光学系ステ
ージ71の移動距離を検知する測長機を別途取り付ける
ことによって得てもよい。また,1次元受光素子38か
らの検出波形をモニタし、検出波形のコントラストが最
大になる位置で検出光学系ステージ71を位置決めして
もよい。
For this purpose, a detection optical system stage 71 that supports the entire detection optical system 3 is driven by a motor 72. Further, it is necessary to position the detection optical system stage 71 so that the focal position of the objective lens 32 and the imaging position C coincide with each other. For this reason, an encoder 73 is attached to the motor 72 to detect the rotation angle. The signal from the encoder 73 is sent to the control circuit 9, and the motor 72 is controlled. Note that the signal for positioning may be obtained by separately attaching a length measuring device that detects the moving distance of the detection optical system stage 71. Alternatively, the detected waveform from the one-dimensional light receiving element 38 may be monitored and the detection optical system stage 71 may be positioned at a position where the contrast of the detected waveform is maximized.

さらに、第3図は検出光学系3の一部分を移動させるよ
うにした他の実施例を示す図である.前記検出光学系3
全体を移動させる代わりに第3図に示すように,アクロ
マートレンズ31と対物レンズ32とを小ステージ74
により移動させてもよい6小ステージ74はモータ75
によって駆動され、移動距離はエンコーダ76によって
モニタされる.エンコーダ76の信号は制御回路9に送
られ、モータ75がコントロールされる。位置決めは前
記のように、測長機や検出波形のコントラストを用いて
行なってもよい。
Furthermore, FIG. 3 is a diagram showing another embodiment in which a portion of the detection optical system 3 is moved. The detection optical system 3
Instead of moving the entire achromat lens 31 and objective lens 32 on a small stage 74, as shown in FIG.
The six small stages 74 may be moved by a motor 75.
The moving distance is monitored by an encoder 76. The signal from the encoder 76 is sent to the control circuit 9, and the motor 75 is controlled. As described above, positioning may be performed using a length measuring device or the contrast of the detected waveform.

ついで、第4図は検出波形の中心と1次元受光素子の基
準位置の関係を示す図である.次に、前記第2図と第4
図により、アライメント方法を説明する。まず、ウエハ
ステージ81をバルスモータ82により、設計上の検出
波形中心位置が1次元受光素子38の基準位置X0と一
致するまで移動させる。座標は,レーザ測長機83によ
って制御回路9に読み込まれる.実際の検出波形381
の中心又は、プロセスによるウエハの伸縮やアライメン
トマークの非対称化、または縮小レンズの倍率変化等に
よって発生するオフセットにより基準位置X。からΔX
だけずれる。このΔXに相当する量だけウエハステージ
81を移動させることにより、アライメントを行なう. 次に,前記マーク検出装置を重ねあわせ誤差の評価装置
として用いる方法について述べる。
Next, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the center of the detected waveform and the reference position of the one-dimensional light receiving element. Next, the above-mentioned FIGS. 2 and 4
The alignment method will be explained with reference to figures. First, the wafer stage 81 is moved by the pulse motor 82 until the designed center position of the detected waveform matches the reference position X0 of the one-dimensional light receiving element 38. The coordinates are read into the control circuit 9 by the laser length measuring device 83. Actual detected waveform 381
The center of the reference position from ΔX
It shifts by just that. Alignment is performed by moving the wafer stage 81 by an amount corresponding to this ΔX. Next, a method of using the mark detection device as an overlay error evaluation device will be described.

第5図は潜像の検出原理を示す図、第6図(a)は下地
の重ねあわせ評価用マークの形成を示す断面図,第6図
(b)はレジスト中の重ねあわせ評価用マークと潜像の
検出波形を示す図である。
Figure 5 is a diagram showing the principle of detection of latent images, Figure 6 (a) is a cross-sectional view showing the formation of overlay evaluation marks on the base, and Figure 6 (b) is a diagram showing the formation of overlay evaluation marks in the resist. FIG. 3 is a diagram showing a detected waveform of a latent image.

まず、潜像の検出原理を第5図を用いて説明する・g線
やi線のボジレジストでは、例えばSol−id St
.ate Technology/日本版/ S ep
tember 1988 ,Pp26−33 (ソリッ
ド・ステイト・テクノロジー/日本版79月号198g
, pP26−33)に示されているように、露光前と
露光後で波長に対する透過率特性が変化する。すなわち
、300 n ra〜450 n mでは、露光前は不
透明だった部分が露光後は透明になる.この変化は、特
定の波長、例えばh線(408 n m)付近で最大に
なる。したがって、この現象を利用すれば,露光後のパ
ターンを現像なしで検出することが可能となり,例えば
h線で照明すれば,検出像のコントラストは最大となる
First, the principle of latent image detection will be explained using FIG.
.. ate Technology/Japanese version/S ep
tember 1988, Pp26-33 (Solid State Technology/Japanese version 79th issue 198g
, pP26-33), the transmittance characteristics with respect to wavelength change before and after exposure. That is, at 300 n ra to 450 nm, a portion that was opaque before exposure becomes transparent after exposure. This change is greatest around a certain wavelength, for example the h-line (408 nm). Therefore, if this phenomenon is utilized, it becomes possible to detect the pattern after exposure without development, and for example, if the pattern is illuminated with H-line, the contrast of the detected image will be maximized.

次に、前記潜像と重ねあわせ評価用マークおよびこれら
の検出波形を第6図(a), (b)により説明する. 重ねあわせ評価用マーク62は、前工程で、例えば二つ
の凹部によって形成される.この上にレジスト61が塗
布され、第1図〜第3図に示すレチクル4上の潜像形成
用パターンが露光される。この結果,第6図(a)に示
すように、レジスト61は露光部611と未露光部61
2に分かれる。これらをh線で検出すると、検出信号6
3には重ねあわせ評価用マーク62のエッジ部分と未露
光部612に対応したところに谷ができる。これらから
重ねあわせ評価用マーク62の位置XA* Xi、およ
び未露光部612の位IY^yYBが、例えば特公昭6
2 − 2284号公報に開示されているような手法で
求められる.これらの値を用いて,重ねあわせ評価用マ
ーク62の中心位1!Xc、未露光部612の中心位1
! Y cは、次式によって求められる. XC= (XA十XIl)/2 Yc= (YA+YB)/2 これらから重ねあわせ誤差eは、次式によって与えられ
る. a =YC−XC 重ねあわせ誤差eは,数ショットの重ねあわせ誤差eの
平均値や3σ(σは標準偏差)によって評価してもよい
.ただし、h線はこのレジストの感光波長であるので,
重ねあわせ評価用マーク62、および未露光部612は
回路パターンに影響を及ぼさない領域、例えばスクライ
ブエリアなどに形成されるべきである. また、レジスト6lには、定在波の発生によってパター
ン断面が波打つのを防ぐために露光光を吸収する吸光剤
が含まれている場合が多い.このような場合は,第2図
において、まず干渉フィルタ22でh線を選択し,検出
光学系ステージ71で対物レンズ32の焦点位置と縮小
レンズ5のh線結像位置が一致するように移動させた後
、未露光部612を検出する.その後、干渉フィルタ2
2で吸光剤に吸収されない波長を選択し,この波長での
縮小レンズ5の結像位置と対物レンズ32の焦点位置が
一致するように検出光学系ステージ71を移動させ、重
ねあわせ評価用マーク62を検出する.ただし、検出光
学系ステージ7lにヨーイング等がある場合は、移動に
よって検出位置にオフセットが発生するので、予めこれ
を求めて検出位置を補正する必要がある. 第7図は第2図に示す検出光学系の検出位置の補正の説
明図、第8図(a)は検出位置補正用のプイディシャル
マークを示す図、第8図(b), (C)は照明光の波
長変化による検出波形中心値のオフセットを示す図であ
る. 検出光学系3の検出位置にオフセットが発生した場合は
、第7図に示すように、ウエハステージ81上に、例え
ばクロムをエッチングして作ったフィディシャルマーク
64を設けておき、ウエハステージ8lを移動させ、フ
ィディシャルマーク64をまずh線で検出し、第8図(
b)に示す中心位置YCoを算出し、次に干渉フィルタ
22で吸光剤に吸収されない波長の光を選択し、同一位
置にあるフィディシャルマーク64を検出し、第8図(
c)に示す中心位置XCoを算出する.この時、オフセ
ットΔはΔ=Y Co  X Co したがって,VCの補正位置Yc′は Yct =Yc−Δ よって、補正後の重ねあわせ誤差e′はe’ =e一Δ となる. ところで,アライメント用の検出波形のS/Nは、レジ
ストの膜厚やターゲット段差深さ,下地膜の屈折率など
のプロセス条件によっては劣化スる場合がある.しかし
、このような場合も第9図のように,アライメント照明
用の波長を変えることによって検出波形382から検出
波形383へとS/Nを向上させることができる.した
がって、アライメント精度を向上させるためには、プロ
セス条件に対してアライメント照明光の波長を最適化す
る必要がある.以下、この検出光学系3を重ねあわせ誤
差評価光学系として用い、評価結果から自動的に波長を
選択する方法について述べる.第10図は第2図に示す
検出光学系を用いて、N種類の波長から望ましい波長を
選択する波長選択方法のステップを示す図、第11図(
a)〜(C)は第10図に示すステップにおける露光方
法を示す図である. これら第2図,第10図および第11図(a)〜(c)
において、初めにステップ901で干渉フィルタ22に
より、一つの波長を選択し、ステップ902で検出光学
系ステージ71を移動させ,ステップ903でアライメ
ントを行ない、ステップ904でまず第1l図(a)の
ように露光を行なう。
Next, the latent image, the overlay evaluation marks, and their detected waveforms will be explained with reference to FIGS. 6(a) and (b). The overlay evaluation mark 62 is formed by, for example, two recesses in a previous process. A resist 61 is applied thereon, and a pattern for forming a latent image on the reticle 4 shown in FIGS. 1 to 3 is exposed. As a result, as shown in FIG. 6(a), the resist 61 has an exposed area 611 and an unexposed area 611.
Divided into 2. When these are detected with the h line, the detection signal 6
3, a valley is formed at a location corresponding to the edge portion of the overlay evaluation mark 62 and the unexposed portion 612. From these, the position XA*Xi of the overlay evaluation mark 62 and the position IY^yYB of the unexposed area 612 are determined, for example, by the
It is determined by the method disclosed in Publication No. 2-2284. Using these values, the center position 1 of the overlay evaluation mark 62 is determined! Xc, center position 1 of unexposed area 612
! Yc is determined by the following formula. XC= (XA+XIl)/2 Yc= (YA+YB)/2 From these, the overlay error e is given by the following formula. a = YC - XC The overlay error e may be evaluated by the average value of the overlay errors e of several shots or 3σ (σ is the standard deviation). However, since the h-line is the sensitive wavelength of this resist,
The overlay evaluation mark 62 and the unexposed portion 612 should be formed in an area that does not affect the circuit pattern, such as a scribe area. Further, the resist 6l often contains a light absorbing agent that absorbs exposure light in order to prevent the cross section of the pattern from undulating due to the generation of standing waves. In such a case, as shown in FIG. 2, first select the h-line using the interference filter 22, and move the detection optical system stage 71 so that the focal position of the objective lens 32 and the h-line imaging position of the reduction lens 5 coincide. After that, the unexposed portion 612 is detected. After that, interference filter 2
2, select a wavelength that is not absorbed by the light absorbing agent, move the detection optical system stage 71 so that the image formation position of the reduction lens 5 and the focal position of the objective lens 32 at this wavelength match, and mark the overlay evaluation mark 62. Detect. However, if the detection optical system stage 7l has yawing or the like, an offset will occur in the detection position due to the movement, so it is necessary to calculate this in advance and correct the detection position. FIG. 7 is an explanatory diagram of correction of the detection position of the detection optical system shown in FIG. 2, FIG. ) is a diagram showing the offset of the detected waveform center value due to changes in the wavelength of illumination light. If an offset occurs in the detection position of the detection optical system 3, as shown in FIG. The fiducial mark 64 is first detected by the h-line, and the
The center position YCo shown in FIG.
Calculate the center position XCo shown in c). At this time, the offset Δ is Δ=Y Co Incidentally, the S/N of the detection waveform for alignment may deteriorate depending on process conditions such as the thickness of the resist, the depth of the target step, and the refractive index of the underlying film. However, even in such a case, the S/N can be improved from the detection waveform 382 to the detection waveform 383 by changing the wavelength for alignment illumination, as shown in FIG. Therefore, in order to improve alignment accuracy, it is necessary to optimize the wavelength of alignment illumination light for the process conditions. Hereinafter, a method will be described in which this detection optical system 3 is used as an overlay error evaluation optical system and a wavelength is automatically selected from the evaluation results. FIG. 10 is a diagram showing the steps of a wavelength selection method for selecting a desired wavelength from N types of wavelengths using the detection optical system shown in FIG. 2, and FIG. 11 (
a) to (C) are diagrams showing the exposure method in the steps shown in FIG. 10. These figures 2, 10 and 11 (a) to (c)
First, in step 901, one wavelength is selected by the interference filter 22, in step 902 the detection optical system stage 71 is moved, in step 903 alignment is performed, and in step 904, first, as shown in FIG. Perform exposure to light.

次に,ステップ901に戻り、干渉フィルタ22で別の
波長を選択し、以下ステップ902から904の手順で
行ない、第11図(b)のように露光を行なう.このよ
うに、ステップ901から904までの手順をN種類の
波長に対して繰り返し、ウエハ露光位置は第11図のよ
うに各波長で変える。このように露光することによって
、試し露光に必要なウエハ枚数を1枚にすることができ
る。
Next, the process returns to step 901, another wavelength is selected using the interference filter 22, and the following steps 902 to 904 are followed to perform exposure as shown in FIG. 11(b). In this way, steps 901 to 904 are repeated for N types of wavelengths, and the wafer exposure position is changed for each wavelength as shown in FIG. By performing exposure in this manner, the number of wafers required for trial exposure can be reduced to one.

次に、ステップ905により潜像検出光の波長を選択し
、ステップ906で検出光学系ステージ7lを移動し、
ステップ907で波長kのアライメント照明光でアライ
メントしたショットの潜像と重ねあわせ評価用マークを
検出し、ステップ908で重ねあわせ誤差eを算出し、
ステップ909でeと予め設定された許容値を比較し、
許容値を満たす時のアライメント照明光を選択する. ステップ909の代わりに,各アライメント波長におけ
る重ねあわせ誤差eを相対的に比較し、最小のものを選
択するといった方法を採ってもよい.[発明の効果] 以上説明した本発明の請求項l記載の発明によれば、複
数の波長の検出照明光を発生する光源と、前記検出照明
光の波長選択手段と、前記マークの像の合焦点手段とを
具備しており、また請求項2記載の発明によれば、前記
合焦点手段を、前記投影光学系によって結像される前記
マークの像に対して,検出光学系の一部または全体を移
動させるステージと,該ステージの駆動手段とを備えて
構成しているので,それぞれ複数の波長の検出照明光を
用いるとき,選択する波長が幾種類あっても、被投影露
光基板上に光学的に転写されたマークの像を、単一の装
置で検出し得る効果がある.さらに、本発明の請求項3
記載の発明によれば、前記マークを、前記投影光学系に
より,前記被投影露光基板上に塗布された感光層に転写
することによって形成された潜像としているので、潜像
を検出して重ねあわせ精度を評価することができる効果
があり,さらにまた請求項4記載の発明によれば、前記
検出照明光を、前記感光層の露光前と露光後の透過率の
差が最大になる波長と、該波長に近い光のいずれかとし
ているので、潜像のコントラストを向上させて潜像を検
出し、重ねあわせ精度を評価できる効果がある. さらに、本発明の請求項5記載の発明によれば、前記被
投影露光基板上に予め重ね評価用マークを形成し、前記
マスクに形成された重ね評価用マークをアライメント後
、前記被投影露光基板上の感光層に露光することにより
潜像を形成し、前記被投影露光基板上の重ね評価用マー
クと潜像を前記マーク検出装置により検出し,重ねあわ
せ誤差を算出するようにしているので、現像なしで、オ
ンマシンのまま、精度よく重ねあわせ誤差を評価し得る
効果がある。
Next, in step 905, the wavelength of the latent image detection light is selected, and in step 906, the detection optical system stage 7l is moved,
In step 907, the latent image and overlay evaluation mark of the shot aligned with the alignment illumination light of wavelength k are detected, and in step 908, the overlay error e is calculated.
In step 909, e is compared with a preset tolerance value,
Select the alignment illumination light when the tolerance is met. Instead of step 909, a method may be adopted in which the overlay errors e at each alignment wavelength are relatively compared and the smallest one is selected. [Effects of the Invention] According to the invention described in claim 1 of the present invention described above, a light source that generates detection illumination light of a plurality of wavelengths, a wavelength selection means for the detection illumination light, and a combination of images of the mark are provided. According to the invention as claimed in claim 2, the focusing means is provided as a part of the detection optical system or a part of the detection optical system with respect to the image of the mark formed by the projection optical system. Since the structure includes a stage that moves the entire structure and a driving means for the stage, when using detection illumination light of multiple wavelengths, no matter how many different wavelengths are selected, it is possible to This has the effect of being able to detect images of optically transferred marks with a single device. Furthermore, claim 3 of the present invention
According to the invention described, the mark is a latent image formed by being transferred by the projection optical system onto the photosensitive layer coated on the projection exposure substrate, so the latent image is detected and superimposed. There is an effect that alignment accuracy can be evaluated, and furthermore, according to the invention according to claim 4, the detection illumination light is set to a wavelength at which the difference in transmittance of the photosensitive layer before and after exposure is maximum. , or light close to the wavelength, it is effective to improve the contrast of the latent image, detect the latent image, and evaluate the overlay accuracy. Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, an overlay evaluation mark is formed on the projection exposure substrate in advance, and after alignment of the overlay evaluation mark formed on the mask, the projection exposure substrate is A latent image is formed by exposing the upper photosensitive layer, and the overlay evaluation mark and the latent image on the projection exposure substrate are detected by the mark detection device to calculate the overlay error. This has the effect of allowing overlay errors to be evaluated accurately on-machine without development.

そして、本発明の請求項6記載の発明によれば,前記マ
ーク検出装置の波長選択手段により、検出照明光の波長
を選択し、前記重ねあわせ評価方法で重ねあわせ誤差を
算出し,少なくとも重ねあわせ誤差が許容値より小さく
なる波長を選択しているので、各プロセス条件に対して
,検出照明光の幾種類もの波長の中から、重ねあわせ誤
差が常に許容値よりも小さい適正な波長を自動的に選択
し得る効果がある.
According to the invention as set forth in claim 6 of the present invention, the wavelength selection means of the mark detection device selects the wavelength of the detection illumination light, and the overlay error is calculated by the overlay evaluation method, so that at least the overlay error is calculated. Since the wavelength is selected for which the error is smaller than the allowable value, for each process condition, the appropriate wavelength is automatically selected from among the various wavelengths of the detection illumination light, with the overlay error always being smaller than the allowable value. There are effects that can be selected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例であるマーク検出装置を通る
光束を示す図、第2図は第1図の検出光学系の結像関係
を示す図、第3図は第1図の検出光学系の他の実施例を
示す図、第4図は検出波形の中心と1次元受光素子の基
準位置との関係を示す図、第5図はレジストの露光前後
の波長に対する透過率変化の関係を示す図、第6図(a
), (b)は下地の重ねあわせ評価マークおよびレジ
スト中の重ねあわせ評価用の潜像と検出波形を示す図、
第7図は第2図に示す検出光学系の検出位置の補正の説
明図、第8図(a)は検出位置補正用のフィディシャル
マークを示す図、第8図(b), (C)は照明光の波
長変化による検出波形中心値のオフセットを示す図,第
9図はアライメント照明光の波長変化による検出波形の
変化を示す図、第10図は第2図に示す検出光学系を用
いて、N種類の波長から望ましい波長を選択する波長選
択方法のステップを示す図、第11図(a)〜(C)は
第10図に示すステップにおける露光方法を示す図であ
る. 1l・・・光源である水銀ランプ、12・・・ビームス
プリツタ、13・・・露光光、14・・・検出照明光,
4・・・パターンの投影光学系のレチクル、5・・・同
じく縮小レンズ、6・・・被投影露光基板であるウエハ
、8l・・・ウエハステージ、22・・・波長選択手段
を構或している干渉フィルタ,231・・・干渉フィル
タ用の回転ホルダ,232・・・同パルスモータ、24
・・・透過光、42・・・折り返しミラー、3・・・合
焦点手段を構成している検出光学系、71・・・検出光
学系ステージ、72・・・検出光学系ステージの駆動手
段であるモータ、73・・・検出光学系の位置検出用の
エンコーダ、74・・・検出光学系の小ステージ、75
・・・小ステージ駆動用のモータ,76・・・小ステー
ジの位置検出用のエンコーダ、61・・・ウエハ上の感
光層であるレジスト、62・・・重ねあわせ評価用マー
ク、611・・・露光部、612・・・未露光部,e・
・・重ねあわせ誤差、63・・・検出信号、64・・・
ブイディシャルマーク、901〜909・・・N種類の
波長から望ましい波長を選択する方法のステップ. 第 2 図 第 4 図 xo× 検払う屹形 基導イt盈 実需の廊創支水O守IC゜ JT” h t 第 5 図 戚長 第 6 図 6゛つムへ 6]:レシ゛又ト 62重ね評価用7−7 63&8ll.#+ 6]1貢兜部 612:未☆丸飾 第 7 図 61′入ティンマ》レマー7 第 8 図 Yco Yco :中IC位置 第 9 図 第 10 図 第 11 図 6゛ ウ1へ 特開平3−166712 (H)
Fig. 1 is a diagram showing a light flux passing through a mark detection device which is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the imaging relationship of the detection optical system of Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing the detection of Fig. 1. A diagram showing another example of the optical system, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the center of the detected waveform and the reference position of the one-dimensional light receiving element, and FIG. 5 is the relationship between the change in transmittance of the resist and the wavelength before and after exposure. Figure 6 (a)
), (b) is a diagram showing the overlay evaluation mark on the base, the latent image for overlay evaluation in the resist, and the detected waveform;
Fig. 7 is an explanatory diagram of correction of the detection position of the detection optical system shown in Fig. 2, Fig. 8 (a) is a diagram showing fiducial marks for detection position correction, Fig. 8 (b), (C) is a diagram showing the offset of the detected waveform center value due to a change in the wavelength of the illumination light, Figure 9 is a diagram showing the change in the detected waveform due to a change in the wavelength of the alignment illumination light, and Figure 10 is a diagram using the detection optical system shown in Figure 2. FIGS. 11(a) to 11(C) are diagrams showing the exposure method in the steps shown in FIG. 10. 1l...Mercury lamp as a light source, 12...Beam splitter, 13...Exposure light, 14...Detection illumination light,
4... A reticle of a pattern projection optical system, 5... Also a reduction lens, 6... A wafer as a projection exposure substrate, 8l... A wafer stage, 22... A wavelength selection means. interference filter, 231... rotary holder for interference filter, 232... pulse motor, 24
. . . transmitted light, 42 . . . folding mirror, 3 . . . detection optical system constituting the focusing means, 71 . A certain motor, 73... Encoder for position detection of the detection optical system, 74... Small stage of the detection optical system, 75
...Motor for driving the small stage, 76...Encoder for detecting the position of the small stage, 61...Resist which is a photosensitive layer on the wafer, 62...Mark for overlay evaluation, 611... Exposed part, 612... Unexposed part, e.
...Overlay error, 63...Detection signal, 64...
VIDUAL MARK, 901-909...Steps of a method for selecting a desired wavelength from N types of wavelengths. Figure 2 Figure 4 Figure xo 62 overlap evaluation 7-7 63 & 8ll. #+ 6] 1 Tribute part 612: Un☆ Maru decoration No. 7 Fig. 61' Entering Timer》 Rema 7 Fig. 8 Yco Yco: Middle IC position 9 Fig. 10 Fig. 11 To Figure 6-1 JP-A-3-166712 (H)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、マスクに形成されたパターンを、投影光学系により
転写する被投影露光基板上のマークを検出するマーク検
出装置において、複数の波長の検出照明光を発生する光
源と、前記検出照明光の波長選択手段と、前記マークの
像の合焦点手段とを具備していることを特徴とするマー
ク検出装置。 2、前記合焦点手段は、前記投影光学系によって結像さ
れる前記マークの像に対して、検出光学系の一部または
全体を移動させるステージと、該ステージの駆動手段と
を具備していることを特徴とする請求項1記載のマーク
検出装置。 3、前記マークは、前記投影光学系により、前記被投影
露光基板上に塗布された感光層に転写することによって
形成された潜像であることを特徴とする請求項1または
2記載のマーク検出装置。 4、前記検出照明光は、前記感光層の露光前と露光後の
透過率の差が最大になる波長と、該波長に近い光のいず
れかであることを特徴とする請求項3記載のマーク検出
装置。 5、マスクに形成されたパターンを、露光光により投影
光学系を介して被投影露光基板上に結像する際の前記パ
ターンと、前記被投影露光基板との重ねあわせ評価方法
であって、前記被投影露光基板上に予め重ね評価用マー
クを形成し、前記マスクに形成された重ね評価用マーク
をアライメント後、前記被投影露光基板上の感光層に露
光することにより潜像を形成し、前記被投影露光基板上
の重ね評価用マークと潜像を請求項3記載のマーク検出
装置により検出し、重ねあわせ誤差を算出することを特
徴とする重ねあわせ評価方法。 6、請求項1記載の光源から発生された複数の波長の検
出照明光の波長選択方法であって、請求項1記載の波長
選択手段により、検出照明光の波長を選択し、請求項5
記載の方法で重ねあわせ誤差を算出し、少なくとも重ね
あわせ誤差が許容値より小さくなる波長を選択すること
を特徴とする波長選択方法。
[Scope of Claims] 1. In a mark detection device that detects marks on a projection exposure substrate onto which a pattern formed on a mask is transferred by a projection optical system, a light source that generates detection illumination light of a plurality of wavelengths; A mark detection device comprising: means for selecting a wavelength of the detection illumination light; and means for focusing an image of the mark. 2. The focusing means includes a stage for moving part or the entire detection optical system with respect to the image of the mark formed by the projection optical system, and a driving means for the stage. The mark detection device according to claim 1, characterized in that: 3. The mark detection according to claim 1 or 2, wherein the mark is a latent image formed by being transferred by the projection optical system onto a photosensitive layer coated on the projection exposure substrate. Device. 4. The mark according to claim 3, wherein the detection illumination light has a wavelength at which the difference in transmittance of the photosensitive layer before and after exposure is maximum, or light close to the wavelength. Detection device. 5. A method for evaluating the superposition of a pattern formed on a mask with the projection exposure substrate when forming an image of the pattern on the projection exposure substrate using exposure light via a projection optical system, the method comprising: An overlay evaluation mark is formed in advance on the projection exposure substrate, and after aligning the overlay evaluation mark formed on the mask, a latent image is formed by exposing the photosensitive layer on the projection exposure substrate, and 4. An overlay evaluation method, comprising: detecting overlay evaluation marks and latent images on a substrate to be projected and exposed using a mark detection device according to claim 3, and calculating an overlay error. 6. A method for selecting the wavelength of detection illumination light of a plurality of wavelengths generated from the light source according to claim 1, wherein the wavelength of the detection illumination light is selected by the wavelength selection means according to claim 1,
A wavelength selection method, comprising calculating an overlay error using the method described above, and selecting a wavelength for which at least an overlay error is smaller than a tolerance value.
JP1304718A 1989-11-27 1989-11-27 Mark detection device Expired - Fee Related JP2899026B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1304718A JP2899026B2 (en) 1989-11-27 1989-11-27 Mark detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1304718A JP2899026B2 (en) 1989-11-27 1989-11-27 Mark detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03166712A true JPH03166712A (en) 1991-07-18
JP2899026B2 JP2899026B2 (en) 1999-06-02

Family

ID=17936379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1304718A Expired - Fee Related JP2899026B2 (en) 1989-11-27 1989-11-27 Mark detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2899026B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007005649A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Nikon Corp Superposition measuring device
CN105278258A (en) * 2014-06-17 2016-01-27 佳能株式会社 Illumination device, exposure apparatus, adjusting method, and method for manufacturing object

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007005649A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Nikon Corp Superposition measuring device
CN105278258A (en) * 2014-06-17 2016-01-27 佳能株式会社 Illumination device, exposure apparatus, adjusting method, and method for manufacturing object
US9632423B2 (en) 2014-06-17 2017-04-25 Canon Kabushiki Kaisha Illumination device, exposure apparatus, adjusting method, and method for manufacturing object

Also Published As

Publication number Publication date
JP2899026B2 (en) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100583694B1 (en) Substrate provided with an Alignment Mark, Method of Designing a Mask, Computer Program, Mask for Exposing said Mark, Device Manufacturing Method, and Device Manufactured Thereby
JP3997068B2 (en) Lithographic projection apparatus calibration method and apparatus to which such a method can be applied
JP3376179B2 (en) Surface position detection method
US6057908A (en) Exposure condition measurement method
US5140366A (en) Exposure apparatus with a function for controlling alignment by use of latent images
US5262822A (en) Exposure method and apparatus
NL2007176A (en) Substrate for use in metrology, metrology method and device manufacturing method.
KR19980042190A (en) Mark for position detection, mark detection method and apparatus therefor, and exposure apparatus
NL2009079A (en) Metrology method and apparatus, and device manufacturing method.
JP2006080536A (en) Method and system to match primary and secondary markers
US8149385B2 (en) Alignment unit and exposure apparatus
KR100549781B1 (en) A Lithographic Projection Mask, a Device Manufacturing Method Using a Lithographic Projection Mask and a Device Manufactured Thereby
US4498762A (en) Projection type exposure apparatus
CN100476591C (en) Interference patterning
KR20090101123A (en) Method for coarse wafer alignment in a lithographic apparatus
KR19980024115A (en) Projection exposure method and projection exposure apparatus
KR20050001440A (en) Calibration Method for a Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method
JP5137526B2 (en) Shape measuring apparatus, shape measuring method, and exposure apparatus
JPH03166712A (en) Mark detector and evaluating method of superposition and selecting method of wavelength
JP2805827B2 (en) Alignment method
JPH06267824A (en) Exposure
JPH10172900A (en) Exposure apparatus
JPH11251225A (en) Image-forming system, aligner comprising the same, method for using the image-forming system, and manufacture of device using the aligner
JP2550976B2 (en) Alignment method
JP2884767B2 (en) Observation device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees