JPH0754793B2 - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH0754793B2 JPH0754793B2 JP61090033A JP9003386A JPH0754793B2 JP H0754793 B2 JPH0754793 B2 JP H0754793B2 JP 61090033 A JP61090033 A JP 61090033A JP 9003386 A JP9003386 A JP 9003386A JP H0754793 B2 JPH0754793 B2 JP H0754793B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、投影露光装置にかかるものであり、特にレチ
クルないしマスクのアライメントに好適な露光装置の改
良に関するものである。
クルないしマスクのアライメントに好適な露光装置の改
良に関するものである。
この種の装置としては、例えば特開昭59−74625号公報
に開示されているように、半導体ウエハなどの投影露光
対象物が載置されるステージ上に、投影原版としてのレ
チクルに設けられたアライメント用のマークの投影像を
検出し得る細長いスリット状の透過部分を設け、更にそ
の下方に光電変換素子を配置したものがある。
に開示されているように、半導体ウエハなどの投影露光
対象物が載置されるステージ上に、投影原版としてのレ
チクルに設けられたアライメント用のマークの投影像を
検出し得る細長いスリット状の透過部分を設け、更にそ
の下方に光電変換素子を配置したものがある。
しかしながらこのような装置では、ステージという極め
て精密に可動するものに加工を施したり、あるいは光学
系を挿入したり、更にはステージ外部に電気配線を引き
出す必要があるなどの不都合がある。
て精密に可動するものに加工を施したり、あるいは光学
系を挿入したり、更にはステージ外部に電気配線を引き
出す必要があるなどの不都合がある。
また、かかるスリット状の透過部分として、ガラスにク
ロムを蒸着し、そこにスリット開口を設けたものなどを
使用すると、クロム部分のピンホールなどの欠陥による
信号（迷光）のためにS/N比が低下するという不都合が
あり、あるいはゴミの付着によつて透明度が低下すると
いう問題点がある。
ロムを蒸着し、そこにスリット開口を設けたものなどを
使用すると、クロム部分のピンホールなどの欠陥による
信号（迷光）のためにS/N比が低下するという不都合が
あり、あるいはゴミの付着によつて透明度が低下すると
いう問題点がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、信号線
の取り出しなどが不要であるとともに、光学系のとりま
わしを容易に行うことができる投影露光装置を提供する
ことをその目的とするものである。
の取り出しなどが不要であるとともに、光学系のとりま
わしを容易に行うことができる投影露光装置を提供する
ことをその目的とするものである。
本発明は、光透過性のマスクに形成されたパターンを基
板上に投影する投影光学系と、前記基板を載置して前記
投影光学系の像面に沿った方向に移動可能な基板ステー
ジと、前記基板ステージの位置を計測する位置計測手段
とを備えた投影露光装置において、前記基板ステージ上
面の一部に設けられ、その周囲に比べて光反射性が高
く、予め定められた計測方向と交差した方向に直線的に
延びた帯状の基準マークと、該基準マークが延びた方向
とほぼ同一方向に直線的に延びた遮光性マスクマークが
光透過領域内に形成されたマスクを保持するマスクステ
ージと、前記基準マーク上に照明光を照射し、その基準
マークからの反射光を投影光学系を介して前記マスク側
に結像させるための照明系と、前記基準マークからの反
射光を前記投影光学系と前記マスクの光透過領域とを介
して受光し、その受光量に応じた光電信号を出力する受
光系と、前記照明光の照射により前記マスク上に形成さ
れる前記基準マークの投影像が前記マスクの遮光性マス
クマークを横切るように前記基板ステージと前記マスク
ステージとを前記計測方向へ相対移動させたときに、前
記受光系から出力される光電信号を入力し、前記基準マ
ークからの反射光が前記マスクマークで遮光されたとき
の前記光電信号の波形上における特徴部分を検出し、該
特徴部分に対応する前記位置計測手段からの位置信号に
基づいて前記計測方向における前記マスクマークの投影
位置を検出する検出系とを備えたものである。
板上に投影する投影光学系と、前記基板を載置して前記
投影光学系の像面に沿った方向に移動可能な基板ステー
ジと、前記基板ステージの位置を計測する位置計測手段
とを備えた投影露光装置において、前記基板ステージ上
面の一部に設けられ、その周囲に比べて光反射性が高
く、予め定められた計測方向と交差した方向に直線的に
延びた帯状の基準マークと、該基準マークが延びた方向
とほぼ同一方向に直線的に延びた遮光性マスクマークが
光透過領域内に形成されたマスクを保持するマスクステ
ージと、前記基準マーク上に照明光を照射し、その基準
マークからの反射光を投影光学系を介して前記マスク側
に結像させるための照明系と、前記基準マークからの反
射光を前記投影光学系と前記マスクの光透過領域とを介
して受光し、その受光量に応じた光電信号を出力する受
光系と、前記照明光の照射により前記マスク上に形成さ
れる前記基準マークの投影像が前記マスクの遮光性マス
クマークを横切るように前記基板ステージと前記マスク
ステージとを前記計測方向へ相対移動させたときに、前
記受光系から出力される光電信号を入力し、前記基準マ
ークからの反射光が前記マスクマークで遮光されたとき
の前記光電信号の波形上における特徴部分を検出し、該
特徴部分に対応する前記位置計測手段からの位置信号に
基づいて前記計測方向における前記マスクマークの投影
位置を検出する検出系とを備えたものである。
また、前記検出系で検出した前記マスクマークの投影位
置に基づいて、前記マスクステージを前記計測方向へ移
動して前記マスクを位置決めする制御系をさらに備えて
も良い。
置に基づいて、前記マスクステージを前記計測方向へ移
動して前記マスクを位置決めする制御系をさらに備えて
も良い。
以下、本発明の実施例について添附図面を参照しながら
説明する。第１図には、本発明の一実施例が示されてい
る。この図において、投影レンズ10の入射側には、投影
対象である必要なパターンを有するレチクルＲがレチク
ルステージ12上に配置されており、投影レンズ10の射出
側には、ウエハステージ14上にウエハＷが配置されてい
る。
説明する。第１図には、本発明の一実施例が示されてい
る。この図において、投影レンズ10の入射側には、投影
対象である必要なパターンを有するレチクルＲがレチク
ルステージ12上に配置されており、投影レンズ10の射出
側には、ウエハステージ14上にウエハＷが配置されてい
る。
レチクルＲの照明光入射側には、図の右方に、レチクル
Ｒ上のマークとウエハＷ上のマークとを同時に観察して
レチクルＲとウエハＷとの位置ずれを観察、もしくは検
出するためのステツプアライメント系16が配置されてい
る。このステツプアライメント系16は、レチクルＲとウ
エハＷとのアライメントを行うものであり、その照明光
は、ミラー18によつてレチクルＲから投影レンズ10に入
射している。そしてこの照明光は、投影レンズ10の瞳を
通つてウエハＷに達するようになつている。
Ｒ上のマークとウエハＷ上のマークとを同時に観察して
レチクルＲとウエハＷとの位置ずれを観察、もしくは検
出するためのステツプアライメント系16が配置されてい
る。このステツプアライメント系16は、レチクルＲとウ
エハＷとのアライメントを行うものであり、その照明光
は、ミラー18によつてレチクルＲから投影レンズ10に入
射している。そしてこの照明光は、投影レンズ10の瞳を
通つてウエハＷに達するようになつている。
次に、レチクルＲの照明光入射側であつて図の左方に
は、レチクルＲを装置に対してアライメントするための
レチクルアライメント系20が配置されている。このレチ
クルアライメント系20について説明すると、光源（例え
ばｇ線）22から出た照明光は、レンズ24,ビームスプリ
ツタ26,対物レンズ28及びミラー30を介してレチクルＲ
に入射するようになつている。このレチクルＲを透過し
た照明光は、投影レンズ10に入射し、更にはウエハＷに
入射するが、投影レンズ10が射出側でテレセントリツク
となるように構成されているため、ウエハＷで反射され
た照明光は往路と同様の経路を復路としてビームスプリ
ツタ26に入射し、ここで反射される。
は、レチクルＲを装置に対してアライメントするための
レチクルアライメント系20が配置されている。このレチ
クルアライメント系20について説明すると、光源（例え
ばｇ線）22から出た照明光は、レンズ24,ビームスプリ
ツタ26,対物レンズ28及びミラー30を介してレチクルＲ
に入射するようになつている。このレチクルＲを透過し
た照明光は、投影レンズ10に入射し、更にはウエハＷに
入射するが、投影レンズ10が射出側でテレセントリツク
となるように構成されているため、ウエハＷで反射され
た照明光は往路と同様の経路を復路としてビームスプリ
ツタ26に入射し、ここで反射される。
該反射された照明光は、レンズ32を介してビームスプリ
ツタ34に入射するようになつている。この入射光のう
ち、一部はビームスプリツタ34を透過し、振動スリツト
36を通過してフオトマル38に入射し、一部は光電素子40
に入射するようになつている。
ツタ34に入射するようになつている。この入射光のう
ち、一部はビームスプリツタ34を透過し、振動スリツト
36を通過してフオトマル38に入射し、一部は光電素子40
に入射するようになつている。
次に、前述したフオトマル38の出力側は、アライメント
制御系42に入力されており、このアライメント制御系42
から出力される制御信号がステージ駆動部44に入力され
てレチクルステージ12の駆動制御御が行なわれるように
なつている。
制御系42に入力されており、このアライメント制御系42
から出力される制御信号がステージ駆動部44に入力され
てレチクルステージ12の駆動制御御が行なわれるように
なつている。
他方、光電素子40の出力側は処理系46に接続されてお
り、この処理系46にはウエハステージ14の移動量を検出
する干渉計48も接続されている。
り、この処理系46にはウエハステージ14の移動量を検出
する干渉計48も接続されている。
これらのうち、振動スリット36は、図の矢印FAの方向に
振動し、入射光による光像が走査されてフオトマル38に
より検出されるようになつている。後述するレチクルＲ
上のレチクルマークは、該振動スリツト36の振動中心に
合わせられる。
振動し、入射光による光像が走査されてフオトマル38に
より検出されるようになつている。後述するレチクルＲ
上のレチクルマークは、該振動スリツト36の振動中心に
合わせられる。
また、干渉計48は、ウエハステージ14の移動があらかじ
め定めた単位量、例えば0.02μｍとなるとパルスを出力
するものであり、このパルス数をカウントすることによ
りウエハステージ14の移動量を知ることができる。
め定めた単位量、例えば0.02μｍとなるとパルスを出力
するものであり、このパルス数をカウントすることによ
りウエハステージ14の移動量を知ることができる。
そして処理系46は、干渉計48から出力されるパルスに応
答して光電素子40からの光電信号をテイジタルサンプリ
ングするもので、その結果はRAMなどのメモリ手段に格
納される。なお、これらのデータは、後述するようにレ
チクルＲのローテーシヨン、倍率エラーなどの評価に使
用される。
答して光電素子40からの光電信号をテイジタルサンプリ
ングするもので、その結果はRAMなどのメモリ手段に格
納される。なお、これらのデータは、後述するようにレ
チクルＲのローテーシヨン、倍率エラーなどの評価に使
用される。
更に、上述したウエハステージ14のうち、ウエハＷが載
置される領域以外の部分には、基準マーク体FMが設けら
れている。
置される領域以外の部分には、基準マーク体FMが設けら
れている。
次に、第２図を参照しながらレチクルＲ上に形成された
アライメントマークについて説明する。第２図に示すよ
うに、アライメントマークAMは、ガラス面RG上にクロム
などの不透明膜を細く帯状に形成したものである。な
お、ガラス面RGの周囲は透明でもよいが、クロムなどの
膜であつてもよい。レチクルＲとウエハＷとは投影レン
ズ10に対して、アライメントのための照明光の波長のも
とで共役な位置に配置されているため、アライメントマ
ークAMは、ウエハＷの表面上に結像し得る。
アライメントマークについて説明する。第２図に示すよ
うに、アライメントマークAMは、ガラス面RG上にクロム
などの不透明膜を細く帯状に形成したものである。な
お、ガラス面RGの周囲は透明でもよいが、クロムなどの
膜であつてもよい。レチクルＲとウエハＷとは投影レン
ズ10に対して、アライメントのための照明光の波長のも
とで共役な位置に配置されているため、アライメントマ
ークAMは、ウエハＷの表面上に結像し得る。
次に、第３図を参照しながら、基準マーク体FMについて
説明する。第３図に示すように、基準マーク体FMは、ガ
ラス面FG上に例えばクロムのような高光反射物で細く帯
状に形成されており、その形状は十字状である。また、
そのウエハステージ14上における高さは、ウエハＷの表
面とほぼ同一となるように設定されているが、必らずし
もその必要はない。すなわちウエハＷと基準マーク体FM
とをウエハステージ14のＺステージ（投影レンズ10の光
軸方向に微動可能）上に保持させておけば、投影レンズ
10の所望の焦点面（パターン投影結像面）内にウエハＷ
の表面、もしくは基準マーク体FMの表面を一致させるよ
うに調整することができるからである。
説明する。第３図に示すように、基準マーク体FMは、ガ
ラス面FG上に例えばクロムのような高光反射物で細く帯
状に形成されており、その形状は十字状である。また、
そのウエハステージ14上における高さは、ウエハＷの表
面とほぼ同一となるように設定されているが、必らずし
もその必要はない。すなわちウエハＷと基準マーク体FM
とをウエハステージ14のＺステージ（投影レンズ10の光
軸方向に微動可能）上に保持させておけば、投影レンズ
10の所望の焦点面（パターン投影結像面）内にウエハＷ
の表面、もしくは基準マーク体FMの表面を一致させるよ
うに調整することができるからである。
次に、上記実施例の全体的動作について説明する。ま
ず、第１図に示すように、光源22の照明光がレンズ24、
ビームスプリンタ26、対物レンズ28、ミラー30を介して
レチクルＲのアライメントマークAM部分を照明する。そ
して、ガラス面RGを透過した照明光は投影レンズ10に入
射し、更には基準マーク、FM上に達するようにウエハス
テージ14を位置決めする。
ず、第１図に示すように、光源22の照明光がレンズ24、
ビームスプリンタ26、対物レンズ28、ミラー30を介して
レチクルＲのアライメントマークAM部分を照明する。そ
して、ガラス面RGを透過した照明光は投影レンズ10に入
射し、更には基準マーク、FM上に達するようにウエハス
テージ14を位置決めする。
前述したように、基準マークFMは反射性を有するから、
照明光は基準マークFMにによつて反射され、投影レンズ
10を通過して下側からレチクルＲを照明する。
照明光は基準マークFMにによつて反射され、投影レンズ
10を通過して下側からレチクルＲを照明する。
このとき、レチクルＲのガラス面RG側から見たものが第
４図（Ａ）に示されている。ここで、ウエハステージ14
を移動させると、例えば矢印Ｆの方向に基準マークFMの
光像FMPが移動することとなる。なお、前述したよう
に、基準マークFMが他の周囲の部分と比較して高光反射
性を有しているため、基準マークFMの光像部分が明る
く、他の部分は暗い。
４図（Ａ）に示されている。ここで、ウエハステージ14
を移動させると、例えば矢印Ｆの方向に基準マークFMの
光像FMPが移動することとなる。なお、前述したよう
に、基準マークFMが他の周囲の部分と比較して高光反射
性を有しているため、基準マークFMの光像部分が明る
く、他の部分は暗い。
従つて、基準マークFMの光像FMPがアライメントマークA
Mに重なると、ガラス面RGを透過する光量が減少するこ
ととなる。この光は、ビームスプリッタ26,34により一
方においてフオトマル38に入射し、他方において光電素
子40に入射する。
Mに重なると、ガラス面RGを透過する光量が減少するこ
ととなる。この光は、ビームスプリッタ26,34により一
方においてフオトマル38に入射し、他方において光電素
子40に入射する。
特に光電素子40に入射する光の光量は、基準マークFMの
光像FMPの移動、すなわちウエハステージ14の移動とと
もに第４図（Ｂ）に示すように変化する。この第４図に
示すように、光量は、ガラス面RG中に存在する光像FMP
の面積に比例して最大値Ｈまで増加し、アライメントマ
ークAMとの重なりによつて最大値Ｈからｈだけ減少す
る。
光像FMPの移動、すなわちウエハステージ14の移動とと
もに第４図（Ｂ）に示すように変化する。この第４図に
示すように、光量は、ガラス面RG中に存在する光像FMP
の面積に比例して最大値Ｈまで増加し、アライメントマ
ークAMとの重なりによつて最大値Ｈからｈだけ減少す
る。
他方、ウエハステージ14の座標値は、干渉計48の出力パ
ルスのカウントによつて把握される。従つて、例えば、
ウエハステージ14をｘ方向に移動させ、ガラス面RGを透
過する光の光量が急に変化して減少したときのウエハス
テージ14のｘ方向の位置を求めれば、レチクル上のマー
クAMのウエハステージ14の座標系における位置が求めら
れる。
ルスのカウントによつて把握される。従つて、例えば、
ウエハステージ14をｘ方向に移動させ、ガラス面RGを透
過する光の光量が急に変化して減少したときのウエハス
テージ14のｘ方向の位置を求めれば、レチクル上のマー
クAMのウエハステージ14の座標系における位置が求めら
れる。
なお、ｙ方向についても同様であり、ウエハステージ14
をｙ方向に移動してやればよい。
をｙ方向に移動してやればよい。
なお、第４図（Ｂ）に示す光電信号のS/N比を改善する
ためには、図示する光量のの比h/Hが１に近い程よい。
すなわち、ｈが大きい程よい。このためには、アライメ
ントマークAMの線幅と、基準マークFMのレチクルＲへの
投影像の線幅とが一致するようにすればよい。さらに光
像FMPの長手方向の寸法がガラス面RGの透過部分の全域
（すなわちアライメントマークAMの長手方向の寸法）と
同程度にすることが望ましい。
ためには、図示する光量のの比h/Hが１に近い程よい。
すなわち、ｈが大きい程よい。このためには、アライメ
ントマークAMの線幅と、基準マークFMのレチクルＲへの
投影像の線幅とが一致するようにすればよい。さらに光
像FMPの長手方向の寸法がガラス面RGの透過部分の全域
（すなわちアライメントマークAMの長手方向の寸法）と
同程度にすることが望ましい。
また、マーク形状は、必ずしも十字状である必要はな
く、x,y両方向に各々独立して第５図に示すようにマー
クFx,Fyを設けるようにしてもよい。前述した十字状の
マークでは、計測方向に伸びた十字の腕が第４図（Ｂ）
に示す（Ｈ−ｈ）分のバイアスとして作用する。しか
し、第５図に示すようなマーク形状とすればこのような
不都合が生ぜず、S/N比が同上する。
く、x,y両方向に各々独立して第５図に示すようにマー
クFx,Fyを設けるようにしてもよい。前述した十字状の
マークでは、計測方向に伸びた十字の腕が第４図（Ｂ）
に示す（Ｈ−ｈ）分のバイアスとして作用する。しか
し、第５図に示すようなマーク形状とすればこのような
不都合が生ぜず、S/N比が同上する。
なお、この時２つの基準マークが同時にレチクルＲのア
ライメントマークAMのガラス部分RG内に入ることがない
よう各マークの間隔をとる必要がある。
ライメントマークAMのガラス部分RG内に入ることがない
よう各マークの間隔をとる必要がある。
更に、第６図に示すように、EB露光装置などで基準マー
クを製作する場合、マークFx,Fyを、延長線が交わるよ
うに配置すると、かかる交点ＰをマークFx,Fyの座標値
として管理することができる。
クを製作する場合、マークFx,Fyを、延長線が交わるよ
うに配置すると、かかる交点ＰをマークFx,Fyの座標値
として管理することができる。
上記のようなレチクルＲ上のアライメントマークAMは、
もともと振動スリツト36、フオトマル38によつて光電検
出され、その信号を同期検波し、振動スリツト36の振動
中心にマークAMの中心が位置するように、アライメント
制御系42、駆動系44によつてレチクルステージ12をサー
ボ制御で移動させるレチクルアライメントのために使わ
れるものである。このようなサーボ制御は所謂零メソツ
ドのクローズ（フイードバツク）制御であり、サーボ制
御領域はかなり狭いものである。このためレチクルＲの
アライメントに時間がかかるといつた問題はあるもの
の、かなり高精度なアライメントが期待できる。しかし
サーボ制御によつてアライメント（位置決め）が完了し
た後、レチクルステージ12がコラムに真空吸着される際
にランダムに横ずれが発生する可能性もある。この横ず
れ量は、そのままレチクルアライメント誤差になるが、
本実施例のように反射性の基準マーク体FMをマークAMの
下に走らせて、マークAMの投影位置を干渉計48の分解能
で検出しておけば、そのレチクルアライメント誤差その
ものは、ウエハＷをステツプアンドリピート法で露光す
る際に補正できるので重ね合わせの誤差とはならない。
もともと振動スリツト36、フオトマル38によつて光電検
出され、その信号を同期検波し、振動スリツト36の振動
中心にマークAMの中心が位置するように、アライメント
制御系42、駆動系44によつてレチクルステージ12をサー
ボ制御で移動させるレチクルアライメントのために使わ
れるものである。このようなサーボ制御は所謂零メソツ
ドのクローズ（フイードバツク）制御であり、サーボ制
御領域はかなり狭いものである。このためレチクルＲの
アライメントに時間がかかるといつた問題はあるもの
の、かなり高精度なアライメントが期待できる。しかし
サーボ制御によつてアライメント（位置決め）が完了し
た後、レチクルステージ12がコラムに真空吸着される際
にランダムに横ずれが発生する可能性もある。この横ず
れ量は、そのままレチクルアライメント誤差になるが、
本実施例のように反射性の基準マーク体FMをマークAMの
下に走らせて、マークAMの投影位置を干渉計48の分解能
で検出しておけば、そのレチクルアライメント誤差その
ものは、ウエハＷをステツプアンドリピート法で露光す
る際に補正できるので重ね合わせの誤差とはならない。
次に、第７図及び第８図を参照しながらマーク形状の他
の例について説明する。
の例について説明する。
第７図に示すレチクルにおいては、パターン領域PAの周
囲にレチクルとウエハとを直接アライメントするための
ステツプマークSA,SB（単なる透過窓でもよい）と、レ
チクルアライメント用のアライメントマークAMA,AMBが
各々x,y方向に各々配置されている。アライメントマー
クAMAは、十字状であり、これによつてx,y方向のアライ
メントを行う。アライメントマークAMBは、ｘ方向に延
びた線状であり、レチクルの回転θに対するアライメン
トを行う。
囲にレチクルとウエハとを直接アライメントするための
ステツプマークSA,SB（単なる透過窓でもよい）と、レ
チクルアライメント用のアライメントマークAMA,AMBが
各々x,y方向に各々配置されている。アライメントマー
クAMAは、十字状であり、これによつてx,y方向のアライ
メントを行う。アライメントマークAMBは、ｘ方向に延
びた線状であり、レチクルの回転θに対するアライメン
トを行う。
第８図に示すレチクルにおいては、ｘ方向に線状に伸び
たアライメントマークBMA,BMBが設けられており、ｙ方
向に線状に伸びたアライメントマークBMCが設けられて
いる。これらのマークBMA,BMB,BMCはいずれもレチクル
アライメントのために使われるものであり、マークBMA,
BMCによつてx,y方向のアライメントを行い、マークBMB
（BMA）によつてθ方向のアライメントを行う。
たアライメントマークBMA,BMBが設けられており、ｙ方
向に線状に伸びたアライメントマークBMCが設けられて
いる。これらのマークBMA,BMB,BMCはいずれもレチクル
アライメントのために使われるものであり、マークBMA,
BMCによつてx,y方向のアライメントを行い、マークBMB
（BMA）によつてθ方向のアライメントを行う。
ウエハ上のマークと同時観察されるステツプマークSC,S
D,SEは、各マークBMA,BMB,BMCの中間部に窓状に形成さ
れている。
D,SEは、各マークBMA,BMB,BMCの中間部に窓状に形成さ
れている。
上記第７図、第８図のようにステツプマークSA,SB,SC,S
D,SEがレチクル上に設けられている場合、このステツプ
マークの下方で基準マーク体FMを走らせて、ステツプア
ライメント系16に入射する反射光量の変化をウエハステ
ージ14の位置に対応してサンプリングして検出すれば、
ステツプマークの投影位置が同様に検出できる。
D,SEがレチクル上に設けられている場合、このステツプ
マークの下方で基準マーク体FMを走らせて、ステツプア
ライメント系16に入射する反射光量の変化をウエハステ
ージ14の位置に対応してサンプリングして検出すれば、
ステツプマークの投影位置が同様に検出できる。
従つて、例えば第７図において、レチクルアライメント
マークAMAの投影位置とマークAMBの投影位置とのｙ方向
の距離、あるいはマークAMAの投影位置とステツプマー
クSAの投影位置とのｘ方向の距離を、干渉計48の分解能
で検出し、レチクル上での設計上の距離と比較すること
によつて投影レンズ10の倍率エラーが検出できる。さら
に第７図中のマークAMAの投影位置とステツプマークSB
の投影位置とのｙ方向のずれを検出することによつて、
レチクルの残存回転誤差（ローテーシヨンエラー）も検
出できる。このことは第８図の各マークの配置でも同様
に実施可能である。
マークAMAの投影位置とマークAMBの投影位置とのｙ方向
の距離、あるいはマークAMAの投影位置とステツプマー
クSAの投影位置とのｘ方向の距離を、干渉計48の分解能
で検出し、レチクル上での設計上の距離と比較すること
によつて投影レンズ10の倍率エラーが検出できる。さら
に第７図中のマークAMAの投影位置とステツプマークSB
の投影位置とのｙ方向のずれを検出することによつて、
レチクルの残存回転誤差（ローテーシヨンエラー）も検
出できる。このことは第８図の各マークの配置でも同様
に実施可能である。
さらに本実施例ではレチクルアライメント用のマークAM
を使つて、レチクルＲの投影位置を検出するようにした
が、マークAMの形成領域、すなわちガラス部分RGの領域
は、ステツプマークの領域よりもはるかに大きい（数ミ
リ角）ため、レチクルを高速にアライメントする場合に
有利である。すなわち、レチクルを不図示のプリアライ
メント装置で位置決めした後、その精度を保つたままレ
チクルステージ12上に搬送し、レチクルをステージ12に
固定する。このときレチクルステージ12は、ニユートラ
ルポジシヨンに位置させておく。そしてアライメントマ
ークAMA、AMB（又はBMA、BMB、BMC）の投影像が存在す
べき領域内で基準マーク体FMを走査して、各マークの投
影位置を検出する。位置検出後のシーケンスは大きく別
けて２つに大別できる。それは、レチクルのｘ方向とｙ
方向に関する位置と、回転方向の位置とをともに絶対的
な誤差を最小にするように装置（ウエハステージ14の座
標系）に対してアライメントする場合と、回転方向の位
置についてのみ絶対的な誤差を最小にするように装置に
対してアライメントする場合である。
を使つて、レチクルＲの投影位置を検出するようにした
が、マークAMの形成領域、すなわちガラス部分RGの領域
は、ステツプマークの領域よりもはるかに大きい（数ミ
リ角）ため、レチクルを高速にアライメントする場合に
有利である。すなわち、レチクルを不図示のプリアライ
メント装置で位置決めした後、その精度を保つたままレ
チクルステージ12上に搬送し、レチクルをステージ12に
固定する。このときレチクルステージ12は、ニユートラ
ルポジシヨンに位置させておく。そしてアライメントマ
ークAMA、AMB（又はBMA、BMB、BMC）の投影像が存在す
べき領域内で基準マーク体FMを走査して、各マークの投
影位置を検出する。位置検出後のシーケンスは大きく別
けて２つに大別できる。それは、レチクルのｘ方向とｙ
方向に関する位置と、回転方向の位置とをともに絶対的
な誤差を最小にするように装置（ウエハステージ14の座
標系）に対してアライメントする場合と、回転方向の位
置についてのみ絶対的な誤差を最小にするように装置に
対してアライメントする場合である。
前者の場合は、レチクルステージ12のｘ、ｙ方向と回転
方向との移動量を精密に読み取る位置検出器（干渉計、
エンコーダ等）を設けることによつて、高速なレチクル
アライメントが可能である。また後者の場合はレチクル
ステージ12の回転方向の移動量を読み取る位置検出器の
みを設ければよい。特に後者の場合、基準マーク体FMを
用いて検出されたレチクルローテーシヨン量のみをレチ
クルステージ12の回転により補正した後、再度基準マー
ク体FMを走らせて各マークの投影位置をチエツクし、回
転誤差量を所望の精度範囲内であるときにレチクルアラ
イメントが完了したものとすれば、極めて高速なレチク
ル交換が可能である。尚、この場合、レチクルのｘ方向
とｙ方向に関する絶対的なアライメントを必要としない
かわりに、各マークの投影位置を記憶しておき、その位
置を基準にステツプアンドリピート法によるシヨツト位
置の割り出しを行なう必要がある。またレチクルをステ
ージ12にセツトした後の１回目のマーク位置検出によつ
てローテーシヨンを補正し、２回目のマーク位置検出に
よつてｘ方向とｙ方向に関する絶対的な位置からのずれ
が大きすぎる場合は、x,y方向に関してもレチクルステ
ージ12を微調し、３回目のマーク位置検出を行なう。そ
して３回目の検出によりローテーシヨンが精度内であ
り、かつxy方向のずれも小さいと判断されたときは、レ
チクルアライメントを完了するようにしてもよい。
方向との移動量を精密に読み取る位置検出器（干渉計、
エンコーダ等）を設けることによつて、高速なレチクル
アライメントが可能である。また後者の場合はレチクル
ステージ12の回転方向の移動量を読み取る位置検出器の
みを設ければよい。特に後者の場合、基準マーク体FMを
用いて検出されたレチクルローテーシヨン量のみをレチ
クルステージ12の回転により補正した後、再度基準マー
ク体FMを走らせて各マークの投影位置をチエツクし、回
転誤差量を所望の精度範囲内であるときにレチクルアラ
イメントが完了したものとすれば、極めて高速なレチク
ル交換が可能である。尚、この場合、レチクルのｘ方向
とｙ方向に関する絶対的なアライメントを必要としない
かわりに、各マークの投影位置を記憶しておき、その位
置を基準にステツプアンドリピート法によるシヨツト位
置の割り出しを行なう必要がある。またレチクルをステ
ージ12にセツトした後の１回目のマーク位置検出によつ
てローテーシヨンを補正し、２回目のマーク位置検出に
よつてｘ方向とｙ方向に関する絶対的な位置からのずれ
が大きすぎる場合は、x,y方向に関してもレチクルステ
ージ12を微調し、３回目のマーク位置検出を行なう。そ
して３回目の検出によりローテーシヨンが精度内であ
り、かつxy方向のずれも小さいと判断されたときは、レ
チクルアライメントを完了するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、ウエハステージ
上に、光反射体を形成し、レチクルのアライメントマー
ク部分を透過した照明光を該光反射体で反射させてアラ
イメントを行うようにしたので、ウエハステージからの
配線の引き出しが不要となるとともに、ウエハステージ
に対する加工や光学系の組み込みも不要となるという効
果がある。更に、透過型スリツトの製作で困難な不透明
部の透過、ピンホールなどによる不都合も低減されると
いう効果がある。
上に、光反射体を形成し、レチクルのアライメントマー
ク部分を透過した照明光を該光反射体で反射させてアラ
イメントを行うようにしたので、ウエハステージからの
配線の引き出しが不要となるとともに、ウエハステージ
に対する加工や光学系の組み込みも不要となるという効
果がある。更に、透過型スリツトの製作で困難な不透明
部の透過、ピンホールなどによる不都合も低減されると
いう効果がある。
また、本発明にかかる装置を、レチクル座標の測定とし
て用いるようにすれば、ウエハステージに設けられた干
渉計の精度でウエハ上に投影されるレチクル像の位置を
測定できるため、レチクルの回転量やオフセツト量をウ
エハ上において換算することなく、高精度でかかる数値
をアライメントに使用することができるという効果があ
る。
て用いるようにすれば、ウエハステージに設けられた干
渉計の精度でウエハ上に投影されるレチクル像の位置を
測定できるため、レチクルの回転量やオフセツト量をウ
エハ上において換算することなく、高精度でかかる数値
をアライメントに使用することができるという効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はレチ
クル上のアライメントマークの一例を示す説明図、第３
図は基準マークの一例を示す説明図、第４図はアライメ
ント時の動作を示す説明図、第５図、第６図、第７図及
び第８図は他のマーク形状の例を示す説明図である。 主要部分の符号の説明 10……投影レンズ、14……ウエハステージ、16……ステ
ツプアライメント系、20……レチクルアライメント系、
22……光源、38……フオトマル、40……光電素子、42…
…アライメント制御系、44……ステージ駆動部、46……
LSA処理系、48……干渉計、FM……基準マーク、Ｒ……
レチクル、AM……アライメントマーク、Ｗ……ウエハ。
クル上のアライメントマークの一例を示す説明図、第３
図は基準マークの一例を示す説明図、第４図はアライメ
ント時の動作を示す説明図、第５図、第６図、第７図及
び第８図は他のマーク形状の例を示す説明図である。 主要部分の符号の説明 10……投影レンズ、14……ウエハステージ、16……ステ
ツプアライメント系、20……レチクルアライメント系、
22……光源、38……フオトマル、40……光電素子、42…
…アライメント制御系、44……ステージ駆動部、46……
LSA処理系、48……干渉計、FM……基準マーク、Ｒ……
レチクル、AM……アライメントマーク、Ｗ……ウエハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−102823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−18950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−161815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−30384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−105376（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−132271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−130027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−159327（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】光透過性のマスクに形成されたパターンを
基板上に投影する投影光学系と、前記基板を載置して前
記投影光学系の像面に沿った方向に移動可能な基板ステ
ージと、前記基板ステージの位置を計測する位置計測手
段とを備えた投影露光装置において、 前記基板ステージ上面の一部に設けられ、その周囲に比
べて光反射性が高く、予め定められた計測方向と交差し
た方向に直線的に延びた帯状の基準マークと、 該基準マークが延びた方向とほぼ同一方向に直線的に延
びた遮光性マスクマークが光透過領域内に形成されたマ
スクを保持するマスクステージと、 前記基準マーク上に照明光を照射し、その基準マークか
らの反射光を投影光学系を介して前記マスク側に結像さ
せるための照明系と、 前記基準マークからの反射光を前記投影光学系と前記マ
スクの光透過領域とを介して受光し、その受光量に応じ
た光電信号を出力する受光系と、 前記照明光の照射により前記マスク上に形成される前記
基準マークの投影像が前記マスクの遮光性マスクマーク
を横切るよに前記基板ステージと前記マスクステージと
を前記計測方向へ相対移動させたときに、前記受光系か
ら出力される光電信号を入力し、前記基準マークからの
反射光が前記マスクマークで遮光されたときの前記光電
信号の波形上における特徴部分を検出し、該特徴部分に
対応する前記位置計測手段からの位置信号に基づいて前
記計測方向における前記マスクマークの投影位置を検出
する検出系と、を備えたことを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項２】前記検出系で検出した前記マスクマークの
投影位置に基づいて、前記マスクステージを前記計測方
向へ移動して前記マスクを位置決めする制御系を備えた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の投影露
光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61090033A JPH0754793B2 (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61090033A JPH0754793B2 (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62248224A JPS62248224A (ja) | 1987-10-29 |
| JPH0754793B2 true JPH0754793B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=13987350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61090033A Expired - Lifetime JPH0754793B2 (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754793B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2539206A1 (de) * | 1975-09-03 | 1977-03-17 | Siemens Ag | Verfahren zur automatischen justierung von halbleiterscheiben |
| JPS53105376A (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-13 | Hitachi Ltd | Positioning unit |
| FR2388371A1 (fr) * | 1977-04-20 | 1978-11-17 | Thomson Csf | Procede d'alignement, dans un photorepeteur, d'une plaquette semi-conductrice et des motifs a y projeter et photorepeteur mettant en oeuvre un tel procede |
| JPS56102823A (en) * | 1980-01-19 | 1981-08-17 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Positioning device |
| DD156302A1 (de) * | 1981-02-02 | 1982-08-11 | Dietmar Klingenfeld | Verfahren zur ueberdeckung in der schrittweisen projektionslithographie |
| JPS58159327A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | ウエ−ハアラインメントマ−クの保存方法 |
| JPS5918950A (ja) * | 1982-07-09 | 1984-01-31 | パ−キン−エルマ−・ツエンゾ−ル・アンシユタルト | 加工片上へのマスクの投影転写装置およびその調整方法 |
| JPS59161815A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-12 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影露光装置 |
-
1986
- 1986-04-21 JP JP61090033A patent/JPH0754793B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62248224A (ja) | 1987-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |