JPH0782390B2 - ステージ位置決め方法 - Google Patents
ステージ位置決め方法Info
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- JPH0782390B2 JPH0782390B2 JP61110537A JP11053786A JPH0782390B2 JP H0782390 B2 JPH0782390 B2 JP H0782390B2 JP 61110537 A JP61110537 A JP 61110537A JP 11053786 A JP11053786 A JP 11053786A JP H0782390 B2 JPH0782390 B2 JP H0782390B2
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- Japan
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- stage
- marks
- interferometer
- pattern
- light wave
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、二次元移動ステージの位置決め方法にかかる
ものであり、特に集積回路等の半導体デバイス製造に用
いられる露光装置あるいはレーザリペア装置等に好適な
二次元移動ステージの移動制御におけるステージ位置決
め方法に関するものである。
ものであり、特に集積回路等の半導体デバイス製造に用
いられる露光装置あるいはレーザリペア装置等に好適な
二次元移動ステージの移動制御におけるステージ位置決
め方法に関するものである。
（発明の背景） 露光装置に使用されるＸ−Ｙステージとしては、例えば
第５図に示すものがある。この図において、図示するＸ
−Ｙ方向に移動可能なステージ10上には、その鏡面がＸ
−Ｙ方向に各々直交するように、干渉計用ミラー12、14
が配置されている。これらの干渉計用ミラー12、14に
は、各々干渉計16、18からレーザ光が入射されており、
これによる干渉によつてステージ10のＸ−Ｙ方向の位置
が各々観測されるようになつている。すなわち、干渉計
16、18による計測結果に基いてステージ10の移動制御が
行われるようになつている。
第５図に示すものがある。この図において、図示するＸ
−Ｙ方向に移動可能なステージ10上には、その鏡面がＸ
−Ｙ方向に各々直交するように、干渉計用ミラー12、14
が配置されている。これらの干渉計用ミラー12、14に
は、各々干渉計16、18からレーザ光が入射されており、
これによる干渉によつてステージ10のＸ−Ｙ方向の位置
が各々観測されるようになつている。すなわち、干渉計
16、18による計測結果に基いてステージ10の移動制御が
行われるようになつている。
ところで、かかるステージ10の移動制御において、その
Ｘ−Ｙ方向へり走りの直交度は、干渉計用ミラー12の反
射面12aとミラー14の反射面14aとの直交度で決る。従つ
て、何らかの原因で干渉計用ミラー12、14の配置の直交
度が変化すると、ステージ10の走り直交度も変化するこ
ととなり、位置合わせの精度が低下するなどの種々の悪
影響が生ずるという不都合がある。
Ｘ−Ｙ方向へり走りの直交度は、干渉計用ミラー12の反
射面12aとミラー14の反射面14aとの直交度で決る。従つ
て、何らかの原因で干渉計用ミラー12、14の配置の直交
度が変化すると、ステージ10の走り直交度も変化するこ
ととなり、位置合わせの精度が低下するなどの種々の悪
影響が生ずるという不都合がある。
（発明の目的） 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ステ
ージの走り方向を、常に直交方向に良好に制御すること
ができる二次元移動ステージ制御方式を提供すること
を、その目的とするものである。
ージの走り方向を、常に直交方向に良好に制御すること
ができる二次元移動ステージ制御方式を提供すること
を、その目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 第１発明によるステージ位置決め方法では、互いに直交
する第一方向と第二方向の二方向に移動可能なステージ
の移動に際し、それぞれ第一方向と第二方向に沿ってス
テージに延在配置された第一と第二の反射面に対してそ
れぞれ光波干渉計のビームを投射し、光波干渉計による
各反射面の位置計測結果に基づいてステージを位置決め
する方法に関し、第一方向および第二方向と平行なステ
ージ上の平面内で第一方向に予め定められた設定間隔だ
け離れた二つのマークの各々を、前記光波干渉計を用い
て前記ステージを移動して検出光学系で検出することに
より、これら二つのマーク間の第二方向の位置ずれ量を
求め、この位置ずれ量と前記設定間隔の値とに基づいて
第一の反射面の傾きを算出するものであり、例えばこの
算出結果はステージの位置決めに利用される。
する第一方向と第二方向の二方向に移動可能なステージ
の移動に際し、それぞれ第一方向と第二方向に沿ってス
テージに延在配置された第一と第二の反射面に対してそ
れぞれ光波干渉計のビームを投射し、光波干渉計による
各反射面の位置計測結果に基づいてステージを位置決め
する方法に関し、第一方向および第二方向と平行なステ
ージ上の平面内で第一方向に予め定められた設定間隔だ
け離れた二つのマークの各々を、前記光波干渉計を用い
て前記ステージを移動して検出光学系で検出することに
より、これら二つのマーク間の第二方向の位置ずれ量を
求め、この位置ずれ量と前記設定間隔の値とに基づいて
第一の反射面の傾きを算出するものであり、例えばこの
算出結果はステージの位置決めに利用される。
また、第２発明によるステージ位置決め方法では、互い
に直交する第一方向と第二方向の二方向に移動可能なス
テージの移動に際し、それぞれ第一方向と第二方向に沿
ってステージに延在配置された第一と第二の反射面に対
してそれぞれ光波干渉計のビームを投射し、光波干渉計
による各反射面の位置計測結果に基づいてステージを位
置決めする方法に関し、第一方向および第二方向と平行
なステージ上の平面内で第一方向に予め定められた設定
間隔だけ離れた二つの第一マークおよび第二方向に定め
られた設定間隔だけ離れた二つの第二マークの各々を、
光波干渉計を用いてステージを移動して検出光学系で検
出することにより、二つの第一マーク間の第二方向の位
置ずれ量および二つの第二マーク間の第一方向の位置ず
れ量をそれぞれ求め、これらの位置ずれ量と前記設定間
隔の値とに基づいてステージの二次元移動の直交度を算
出するものであり、例えばこの算出結果はステージの位
置決めに利用される。
に直交する第一方向と第二方向の二方向に移動可能なス
テージの移動に際し、それぞれ第一方向と第二方向に沿
ってステージに延在配置された第一と第二の反射面に対
してそれぞれ光波干渉計のビームを投射し、光波干渉計
による各反射面の位置計測結果に基づいてステージを位
置決めする方法に関し、第一方向および第二方向と平行
なステージ上の平面内で第一方向に予め定められた設定
間隔だけ離れた二つの第一マークおよび第二方向に定め
られた設定間隔だけ離れた二つの第二マークの各々を、
光波干渉計を用いてステージを移動して検出光学系で検
出することにより、二つの第一マーク間の第二方向の位
置ずれ量および二つの第二マーク間の第一方向の位置ず
れ量をそれぞれ求め、これらの位置ずれ量と前記設定間
隔の値とに基づいてステージの二次元移動の直交度を算
出するものであり、例えばこの算出結果はステージの位
置決めに利用される。
（作用） 第１発明及び第２発明の作用を実施例に対応する第１〜
４図を参照して説明すれば以下の通りである。
４図を参照して説明すれば以下の通りである。
まず始めに、第１発明においては、二次元移動可能なス
テージ（10）上で第一方向（ｘ方向又はｙ方向）に所定
間隔（Ｌ）だけ離れた二つのマーク（Ａ、Ｃ又はＢ、
Ｄ）の各々を、光波干渉計（16又は18）を用いてステー
ジを移動して検出光学系（26）で検出することにより、
二つのマーク間の第二方向（ｙ方向又はｘ方向）のずれ
量（ΔＹ又はΔＸ）が求められ、このずれ量（ΔＹ又は
ΔＸ）と所定間隔（Ｌ）とに基づいて、ミラー（12、1
4）の第一方向に延びた反射面（12a又は14a）の傾き
（θ1又はθ2）が算出され、この傾きはステージの位置
決め等に利用される。
テージ（10）上で第一方向（ｘ方向又はｙ方向）に所定
間隔（Ｌ）だけ離れた二つのマーク（Ａ、Ｃ又はＢ、
Ｄ）の各々を、光波干渉計（16又は18）を用いてステー
ジを移動して検出光学系（26）で検出することにより、
二つのマーク間の第二方向（ｙ方向又はｘ方向）のずれ
量（ΔＹ又はΔＸ）が求められ、このずれ量（ΔＹ又は
ΔＸ）と所定間隔（Ｌ）とに基づいて、ミラー（12、1
4）の第一方向に延びた反射面（12a又は14a）の傾き
（θ1又はθ2）が算出され、この傾きはステージの位置
決め等に利用される。
また第２発明では、二次元移動可能なステージ（10）上
で第一方向（例えばｘ方向）に所定間隔（Ｌ）だけ離れ
た二つの第一マーク（Ａ、Ｃ）と、第二方向（例えばｙ
方向）に所定間隔（Ｌ）だけ離れた二つの第二マーク
（Ｂ、Ｄ）との各々を、光波干渉計（16、18）を用いて
ステージを移動して検出光学計（26）で検出することに
より、二つの第一マーク間の第二方向のずれ量（ΔＹ）
と、二つの第二マーク間の第一方向のずれ量（ΔＹ）と
が求められ、これら二つのずれ量と前記所定間隔（Ｌ）
とに基づいてステージの二次元移動の直交度、即ち、ミ
ラー（12、14）の第一方向（ｘ方向）に延びた反射面
（12a）と第二方向（ｙ方向）に延びた反射面（14a）と
の直交度（θ）が算出され、この直交度（θ）はステー
ジの位置決め等に利用される。
で第一方向（例えばｘ方向）に所定間隔（Ｌ）だけ離れ
た二つの第一マーク（Ａ、Ｃ）と、第二方向（例えばｙ
方向）に所定間隔（Ｌ）だけ離れた二つの第二マーク
（Ｂ、Ｄ）との各々を、光波干渉計（16、18）を用いて
ステージを移動して検出光学計（26）で検出することに
より、二つの第一マーク間の第二方向のずれ量（ΔＹ）
と、二つの第二マーク間の第一方向のずれ量（ΔＹ）と
が求められ、これら二つのずれ量と前記所定間隔（Ｌ）
とに基づいてステージの二次元移動の直交度、即ち、ミ
ラー（12、14）の第一方向（ｘ方向）に延びた反射面
（12a）と第二方向（ｙ方向）に延びた反射面（14a）と
の直交度（θ）が算出され、この直交度（θ）はステー
ジの位置決め等に利用される。
（実施例） 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。なお、上述したＸ−Ｙステージと同様の部
分には、同一の符号を用いることとする。
に説明する。なお、上述したＸ−Ｙステージと同様の部
分には、同一の符号を用いることとする。
第１図には、本発明の一実施例にかかる二次元移動ステ
ージが示されている。この図において、ステージ10上の
適宜位置には、第２図に示すような計測用マーク板20が
設けられている。この計測用マーク板20は、各辺に対応
して、線状のパターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、が各々放射状に
配置された構成となつており、パターンＡ、Ｃの中心間
の距離と、パターンＢ、Ｄの中心間の距離とは、いずれ
も「Ｌ」で一致しているものとする。
ージが示されている。この図において、ステージ10上の
適宜位置には、第２図に示すような計測用マーク板20が
設けられている。この計測用マーク板20は、各辺に対応
して、線状のパターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、が各々放射状に
配置された構成となつており、パターンＡ、Ｃの中心間
の距離と、パターンＢ、Ｄの中心間の距離とは、いずれ
も「Ｌ」で一致しているものとする。
また、計測用マーク板20は、例えば石英などの低膨張物
質い形成されている。このため、パターンA,Cを結ぶ線
分ACと、パターンＢ、Ｄを結ぶ線分BDとのなす角度が変
化しないようになつている。なお、多少の膨張があつて
も、かかる角度には影響しない。また、線分ACと線分BD
とは、必ずしも直交する必要はない。
質い形成されている。このため、パターンA,Cを結ぶ線
分ACと、パターンＢ、Ｄを結ぶ線分BDとのなす角度が変
化しないようになつている。なお、多少の膨張があつて
も、かかる角度には影響しない。また、線分ACと線分BD
とは、必ずしも直交する必要はない。
もし線分ACとBDとが必要な精度で直交するように各パタ
ーンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを配置できないときは、各パターン
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの作成後、線分ACとBDのなす角度をでき
るだけ精密に計測し、装置内のコンピュータ等に定数と
して記憶させておけばよい。
ーンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを配置できないときは、各パターン
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの作成後、線分ACとBDのなす角度をでき
るだけ精密に計測し、装置内のコンピュータ等に定数と
して記憶させておけばよい。
さて、第１図において、ステージ10はモータ11とモータ
13によつてＹ方向とＸ方向に独立に移動する。制御系19
は干渉計16から出力されるＹ方向の測長信号と、干渉計
18から出力されるＸ方向の測長信号とを入力し、モータ
11,13をサーボ制御する。
13によつてＹ方向とＸ方向に独立に移動する。制御系19
は干渉計16から出力されるＹ方向の測長信号と、干渉計
18から出力されるＸ方向の測長信号とを入力し、モータ
11,13をサーボ制御する。
尚、第１図において、干渉計16の測長軸（レーザ光束の
中心軸）16aと、干渉計18の測長軸18aとはＸ−Ｙ平面内
で直交するように配置され、その交点P0は投影型露光装
置の場合、投影光学系の光軸が通るように定められ、ま
たレーザリペア装置の場合、レーザスポツトの加工点が
位置するように定められている。
中心軸）16aと、干渉計18の測長軸18aとはＸ−Ｙ平面内
で直交するように配置され、その交点P0は投影型露光装
置の場合、投影光学系の光軸が通るように定められ、ま
たレーザリペア装置の場合、レーザスポツトの加工点が
位置するように定められている。
また、通常ステージ10上には、ウエハやガラス基板を吸
着保持するチヤツクと、このチヤツクをステージ10に対
して微小回転させるテーブルと、チヤツクとテーブルと
を保持して、Ｘ−Ｙ平面と直交するＺ軸方向に微小量
（例えば1mm）上下動させるＺステージとが組み込まれ
る。このような構成の場合、干渉計用ミラー12,14及び
計測用マーク板20はＺステージ上に固定される。さらに
計測用マーク板20は、その表面が測長軸16aと18aを含む
平面（Ｘ−Ｙ平面）とできるだけ一致するように取り付
けられている。
着保持するチヤツクと、このチヤツクをステージ10に対
して微小回転させるテーブルと、チヤツクとテーブルと
を保持して、Ｘ−Ｙ平面と直交するＺ軸方向に微小量
（例えば1mm）上下動させるＺステージとが組み込まれ
る。このような構成の場合、干渉計用ミラー12,14及び
計測用マーク板20はＺステージ上に固定される。さらに
計測用マーク板20は、その表面が測長軸16aと18aを含む
平面（Ｘ−Ｙ平面）とできるだけ一致するように取り付
けられている。
第３図には、上述した計測用マーク20の観察方法の一例
が示されている。この例は、投影露光装置に上記実施例
を適用した場合の例である。
が示されている。この例は、投影露光装置に上記実施例
を適用した場合の例である。
第３図において、ステージ10の上方には、投影レンズ22
が配置されており、更にその上方には、感光基板に転写
すべきパターンを有するレチクル24が配置されている。
レチクル24の上方には、レチクル24上のｙ方向アライメ
ント用のマークSyを照明する光を射出するとともに、マ
ークSyと計測用マーク板20上のパターンとを同時に観察
する位置合わせ用の光学系26が配置されている。マーク
Syと計測用マーク板20の各パターンとのアライメント状
態は光学系26を介して撮像管28とブラウン管30とによつ
て検出される。ブラウン管30の画面には、マークSyの拡
大像Syiとともに、例えばマーク板20のパターンＡの拡
大像Aiが写し出される。マークSyを挟み込み用の２本の
平行な直線パターンとすると、この２本の直線パターン
の間にパターンＡが位置するようにステージ10を位置決
めすることによつて、アライメント誤差が検出できる。
マークSyとパターンＡとのアライメント誤差は、検出回
路32によつて検出され、その情報は制御系19に送られ
る。
が配置されており、更にその上方には、感光基板に転写
すべきパターンを有するレチクル24が配置されている。
レチクル24の上方には、レチクル24上のｙ方向アライメ
ント用のマークSyを照明する光を射出するとともに、マ
ークSyと計測用マーク板20上のパターンとを同時に観察
する位置合わせ用の光学系26が配置されている。マーク
Syと計測用マーク板20の各パターンとのアライメント状
態は光学系26を介して撮像管28とブラウン管30とによつ
て検出される。ブラウン管30の画面には、マークSyの拡
大像Syiとともに、例えばマーク板20のパターンＡの拡
大像Aiが写し出される。マークSyを挟み込み用の２本の
平行な直線パターンとすると、この２本の直線パターン
の間にパターンＡが位置するようにステージ10を位置決
めすることによつて、アライメント誤差が検出できる。
マークSyとパターンＡとのアライメント誤差は、検出回
路32によつて検出され、その情報は制御系19に送られ
る。
尚、第３図には示していないが、レチクル24にはｘ方向
アライメント用のマークSxが設けられ、同様にｘ方向の
位置合わせ用光学系によりアライメント誤差が検出され
る。
アライメント用のマークSxが設けられ、同様にｘ方向の
位置合わせ用光学系によりアライメント誤差が検出され
る。
次に本発明の実施例の動作及び作用について、第４図を
参照して説明する。第４図は投影レンズ22の結象面にお
ける干渉計用ミラー12,14、計測用マーク板20のパター
ンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びレチクル24のマークSy、Sxの投影
点の配置を示す平面図である。
参照して説明する。第４図は投影レンズ22の結象面にお
ける干渉計用ミラー12,14、計測用マーク板20のパター
ンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びレチクル24のマークSy、Sxの投影
点の配置を示す平面図である。
円形IFは交点P0を光軸とする投影レンズ22のイメージフ
イールドを表わし、lxはマーク板20のパターンＡとパタ
ーンＣを結ぶ線分、lyはパターンＢとパターンＤを結ぶ
線分を表わす。ここで干渉計の測長軸16aと18aはＸ−Ｙ
平面内で直交しているものとし、ミラー12の反射面12a
とミラー14の反射面14aとの成す角度をθ、線分lxとly
との成す角度（予め求められている）をαとし、レチク
ル24のマークSyの投影点は測長軸18a上に配置され、マ
ークSxの投影点は測長軸16a上に配置されているものと
する。
イールドを表わし、lxはマーク板20のパターンＡとパタ
ーンＣを結ぶ線分、lyはパターンＢとパターンＤを結ぶ
線分を表わす。ここで干渉計の測長軸16aと18aはＸ−Ｙ
平面内で直交しているものとし、ミラー12の反射面12a
とミラー14の反射面14aとの成す角度をθ、線分lxとly
との成す角度（予め求められている）をαとし、レチク
ル24のマークSyの投影点は測長軸18a上に配置され、マ
ークSxの投影点は測長軸16a上に配置されているものと
する。
まず、第３図のようにパターンＡがマークSyと一致する
ようにステージ10を位置決めする。この際、ブラウン管
30の画面上で、マークSyとパターンＡのｙ方向のアライ
メント誤差が零になるように、制御系19はステージ10を
精密に位置決めし、そのときのステージ10のｙ方向の座
標値Ayを干渉計16から読み込み、パターンＡの座標系XY
における位置として記憶する。あるいは、マークSyとパ
ターンＡとがほぼ一致するように位置決めしたときのス
テージ10のｙ方向の座標値Ay′と、その位置決め後、検
出回路32によつて求められたアライメント誤差ΔAyとの
和（又は差）を座標値Ayとして求めてもよい。第４図に
おいて、マークSyとパターンＡとが正確に一致したと
き、パターンＣは点Ｃ′に位置する。よつてマークSyと
点Ｃ′を結ぶ線分は、線分lxと平行である。
ようにステージ10を位置決めする。この際、ブラウン管
30の画面上で、マークSyとパターンＡのｙ方向のアライ
メント誤差が零になるように、制御系19はステージ10を
精密に位置決めし、そのときのステージ10のｙ方向の座
標値Ayを干渉計16から読み込み、パターンＡの座標系XY
における位置として記憶する。あるいは、マークSyとパ
ターンＡとがほぼ一致するように位置決めしたときのス
テージ10のｙ方向の座標値Ay′と、その位置決め後、検
出回路32によつて求められたアライメント誤差ΔAyとの
和（又は差）を座標値Ayとして求めてもよい。第４図に
おいて、マークSyとパターンＡとが正確に一致したと
き、パターンＣは点Ｃ′に位置する。よつてマークSyと
点Ｃ′を結ぶ線分は、線分lxと平行である。
次に点Ｃ′に位置したパターンＣをマークSyと同時に観
察すべくステージ10をｘ方向に移動させる。この移動に
は２通りの方法が考えられる。１つは、干渉計16によつ
て測定されているｙ方向の座標値がAyから変化しないよ
うにサーボロックしたまま、ｘ方向に距離Ｌだけ移動さ
せる場合、もう１つはマークSyとパターンＣとがｙ方向
に関して正確に一致する（アライメント誤差が零にな
る）ようにステージ10を追い込む場合である。第４図で
は説明を簡単にするため前者の方法を示してある。すな
わち干渉計16によつて測定される座標値Ayを変化させな
いようにｘ方向にステージ10を移動させるということ
は、点Ｃ′にあるパターンＣが、反射面12aと平行な線
分Px上を点Ｃ″まで移動することを意味する。点Ｃ′と
Ｃ″のｘ方向の間隔はＬである。制御系19は点Ｃ″に位
置したパターンＣとマークSyのｙ方向のアライメント誤
差ΔＹを検出回路32から読み込む。もし、マークSyとパ
ターンＣとを、ステージ10の位置決めのみにより正確に
一致させる後者の方法を適用する場合は、アライメント
達成後、ステージ10のｙ方向の座標値Cyを干渉計16から
読み込み、座標値Ayとの差を誤差ΔＹとするような演算
を行なう。
察すべくステージ10をｘ方向に移動させる。この移動に
は２通りの方法が考えられる。１つは、干渉計16によつ
て測定されているｙ方向の座標値がAyから変化しないよ
うにサーボロックしたまま、ｘ方向に距離Ｌだけ移動さ
せる場合、もう１つはマークSyとパターンＣとがｙ方向
に関して正確に一致する（アライメント誤差が零にな
る）ようにステージ10を追い込む場合である。第４図で
は説明を簡単にするため前者の方法を示してある。すな
わち干渉計16によつて測定される座標値Ayを変化させな
いようにｘ方向にステージ10を移動させるということ
は、点Ｃ′にあるパターンＣが、反射面12aと平行な線
分Px上を点Ｃ″まで移動することを意味する。点Ｃ′と
Ｃ″のｘ方向の間隔はＬである。制御系19は点Ｃ″に位
置したパターンＣとマークSyのｙ方向のアライメント誤
差ΔＹを検出回路32から読み込む。もし、マークSyとパ
ターンＣとを、ステージ10の位置決めのみにより正確に
一致させる後者の方法を適用する場合は、アライメント
達成後、ステージ10のｙ方向の座標値Cyを干渉計16から
読み込み、座標値Ayとの差を誤差ΔＹとするような演算
を行なう。
第４図に示すように、マークSyと点Ｃ′を結ぶ線分と線
分Pxとのなす角度をθ1としたとき、θ1が微小量である
ことから、（１）式の関係が成り立つ。
分Pxとのなす角度をθ1としたとき、θ1が微小量である
ことから、（１）式の関係が成り立つ。
ΔY/L＝sinθ1≒θ1 ……（１） 次に制御系19は、レクチル24上のマークSxが、マーク板
20のパターンＢとＤの夫々と一致するように順次ステー
ジ10を移動させる。まずマークSxとパターンＢとを一致
させて、その時のステージ10のｘ方向の座標値Bxを干渉
計18から読み込む。この際、パターンＤは点Ｄ′に位置
し、マークSxと点Ｄ′とを結ぶ線分は線分lyと平行であ
る。その後、ステージ10の座標値Bxを変化させないよう
に、ｙ方向にステージ10をＬだけ移動させて、マークSx
とパターンＤとのｘ方向のずれ量ΔＸを求める。第４図
に示すように、座標値Bxを変化させないでステージ10を
ｙ方向に移動さると、パターンＤは点Ｄ′から点Ｄ″ま
での線分Py上を動く。この線分Pyはミラー14の反射面14
aと平行である。よつてマークSxと点Ｄ′を結ぶ線分と
線分Pyとの成す角度をθ2としたとき、θ2が微小量であ
ることから、（２）式の関係が成り立つ。
20のパターンＢとＤの夫々と一致するように順次ステー
ジ10を移動させる。まずマークSxとパターンＢとを一致
させて、その時のステージ10のｘ方向の座標値Bxを干渉
計18から読み込む。この際、パターンＤは点Ｄ′に位置
し、マークSxと点Ｄ′とを結ぶ線分は線分lyと平行であ
る。その後、ステージ10の座標値Bxを変化させないよう
に、ｙ方向にステージ10をＬだけ移動させて、マークSx
とパターンＤとのｘ方向のずれ量ΔＸを求める。第４図
に示すように、座標値Bxを変化させないでステージ10を
ｙ方向に移動さると、パターンＤは点Ｄ′から点Ｄ″ま
での線分Py上を動く。この線分Pyはミラー14の反射面14
aと平行である。よつてマークSxと点Ｄ′を結ぶ線分と
線分Pyとの成す角度をθ2としたとき、θ2が微小量であ
ることから、（２）式の関係が成り立つ。
ΔX/L＝sinθ2≒θ2 ……（２） ところで第４図に示すように、線分ly、lx、Px、Pyによ
つて囲まれた４辺形に着目してみると、線分lxとlyの成
す角度はα、線分PxとPyの成す角度はθである。そして
線分lxとPyの成す角をK1、線分lyとPxの成す角をK2とす
ると、幾何学上の定理から、Ｒ＝90°として以下の
（３）、（４）、（５）式が成り立つ。
つて囲まれた４辺形に着目してみると、線分lxとlyの成
す角度はα、線分PxとPyの成す角度はθである。そして
線分lxとPyの成す角をK1、線分lyとPxの成す角をK2とす
ると、幾何学上の定理から、Ｒ＝90°として以下の
（３）、（４）、（５）式が成り立つ。
θ＋α＋K1＋K2＝4R（ただしＲ＝90°） …（３） K1＝2R−（α＋θ2） ……（４） K2＝2R−α＋θ1 ……（５） （３）式に（４）、（５）式を代入して整理すると
（６）式が得られる。
（６）式が得られる。
従つて、上記４つのパターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各座標値
を検出してΔX,ΔＹを求め、（６）式を計算することに
よつて干渉計用ミラー12、14の直交度、すなわち角度θ
がただちに把握できる。
を検出してΔX,ΔＹを求め、（６）式を計算することに
よつて干渉計用ミラー12、14の直交度、すなわち角度θ
がただちに把握できる。
以上のようにして、適当な時間間隔毎に干渉計用ミラー
12、14の直交度を測定する。測定された直交度のずれ
（誤差分）は、ステージ10の移動制御形19に加えられ、
ステージ10のＸ−Ｙ方向の走りの制御に補正が行われ
る。
12、14の直交度を測定する。測定された直交度のずれ
（誤差分）は、ステージ10の移動制御形19に加えられ、
ステージ10のＸ−Ｙ方向の走りの制御に補正が行われ
る。
この補正は例えばミラー12の反射面12aを基準とした場
合、ミラー14の反射面14aがθ−Ｒ（ただしＲ＝90°）
だけ角度ずれを生じているものとして、ステージ10のｘ
方向の移動成分に関しては補正を行なわず、ｙ方向の移
動成分に関しては、ｙ方向の移動量YYに対してYYsin
（θ−Ｒ）で算出される量だけステージ10をｘ方向に補
正するようにすればよい。また投影式露光装置の場合、
ステージ10による直交度の補正のかわりに、求められた
θに基づいて投影原板となるレチクルをステツプ・アン
ド・リピートの露光動作に合わせて微動させて、露光さ
れるべきウエハ上のシヨツト配列がミラー12、14の直交
度に倣うことなく、理想的に直交するように補正するこ
ともできる。
合、ミラー14の反射面14aがθ−Ｒ（ただしＲ＝90°）
だけ角度ずれを生じているものとして、ステージ10のｘ
方向の移動成分に関しては補正を行なわず、ｙ方向の移
動成分に関しては、ｙ方向の移動量YYに対してYYsin
（θ−Ｒ）で算出される量だけステージ10をｘ方向に補
正するようにすればよい。また投影式露光装置の場合、
ステージ10による直交度の補正のかわりに、求められた
θに基づいて投影原板となるレチクルをステツプ・アン
ド・リピートの露光動作に合わせて微動させて、露光さ
れるべきウエハ上のシヨツト配列がミラー12、14の直交
度に倣うことなく、理想的に直交するように補正するこ
ともできる。
以上本発明の実施例を説明したが、アライメント用の光
学系26、撮像管28のように投影レンズ22の結像面内に位
置したパターンとレチクル24上のマークSx、Syとを同時
に観察する方式以外に、特開昭60−130742号公報に開示
されたように投影レンズ22の結像面内に位置したパター
ンのみを検出する光学系、あるいは投影レンズ22とは別
個に設けられたオフ・アクシス方式のアライメント光学
系等によつて、マーク板20の各パターンを検出しても同
様の効果が得られる。要するに、ステージ10の座標系XY
内の予め定められた位置に検出ポイントを有するパター
ン検出系であれば、その検出方式や動作は特に限定され
るものではない。
学系26、撮像管28のように投影レンズ22の結像面内に位
置したパターンとレチクル24上のマークSx、Syとを同時
に観察する方式以外に、特開昭60−130742号公報に開示
されたように投影レンズ22の結像面内に位置したパター
ンのみを検出する光学系、あるいは投影レンズ22とは別
個に設けられたオフ・アクシス方式のアライメント光学
系等によつて、マーク板20の各パターンを検出しても同
様の効果が得られる。要するに、ステージ10の座標系XY
内の予め定められた位置に検出ポイントを有するパター
ン検出系であれば、その検出方式や動作は特に限定され
るものではない。
また本発明は露光装置以外にも、ウエハ上に作り込まれ
たLSI回路チツプの部分的な修正をレーザビームの照射
により行なうレーザリペア装置のウエハステージや、パ
ターンやその線幅を検査する装置の試料ステージなどに
も適用されるものである。また、上記実施例では、位置
検出装置として、レーザ干渉計を用いた場合を示した
が、その他の装置、例えばエンコーダを用いた場合にも
本発明は適用されるものである。また、計測用マークの
パターンも、上記実施例に限定されるものではなく、種
々設計変更可能である。
たLSI回路チツプの部分的な修正をレーザビームの照射
により行なうレーザリペア装置のウエハステージや、パ
ターンやその線幅を検査する装置の試料ステージなどに
も適用されるものである。また、上記実施例では、位置
検出装置として、レーザ干渉計を用いた場合を示した
が、その他の装置、例えばエンコーダを用いた場合にも
本発明は適用されるものである。また、計測用マークの
パターンも、上記実施例に限定されるものではなく、種
々設計変更可能である。
更に、上記実施例では、ステージが直交するＸ−Ｙ方向
に移動する場合を示したが、適当な座標変換などを行う
ことにより、任意の二次元方向にステージが移動する場
合であつても本発明は適用可能である。
に移動する場合を示したが、適当な座標変換などを行う
ことにより、任意の二次元方向にステージが移動する場
合であつても本発明は適用可能である。
（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、二次元移動ステージ上
の複数のマークを用いて、光波干渉計からのビームが投
射されるミラーの反射面の傾きや直交度（ステージの二
次元移動の直交度）を単純な幾何学計算手法により短時
間で求めることができるので、求められた傾きや直交度
を二次元移動ステージの位置決めに利用することによ
り、光波干渉計用ミラーの反射面がステージの移動方向
に対して傾斜や直交度の誤差を生じても、同じ光波干渉
計によってサーボ制御される二次元移動ステージのｘ、
ｙ方向の位置決めを常に高精度に制御することができ
る。従って、移動ステージの走り方向を所定の直交方向
に常に良好に制御することができ、位置合わせ精度が向
上するという効果がある。
の複数のマークを用いて、光波干渉計からのビームが投
射されるミラーの反射面の傾きや直交度（ステージの二
次元移動の直交度）を単純な幾何学計算手法により短時
間で求めることができるので、求められた傾きや直交度
を二次元移動ステージの位置決めに利用することによ
り、光波干渉計用ミラーの反射面がステージの移動方向
に対して傾斜や直交度の誤差を生じても、同じ光波干渉
計によってサーボ制御される二次元移動ステージのｘ、
ｙ方向の位置決めを常に高精度に制御することができ
る。従って、移動ステージの走り方向を所定の直交方向
に常に良好に制御することができ、位置合わせ精度が向
上するという効果がある。
また、例えば、露光装置を用いてマスクのパターンを基
板上の各処理領域に転写した後、別の露光装置、又は検
査装置を用いてその基板上の各処理領域を重ね合わせ露
光、又は検査する場合、本発明を適用して露光装置の干
渉用ミラーの傾きや直交度（ステージの二次元移動の直
交度）を求めておけば、別の露光装置、又は検査装置に
おいてこの求められた傾きや直交度を利用してステージ
の位置決めを行うことにより、基板上の各処理領域をそ
の露光装置、又は検査位置に正確に位置合わせすること
ができるという効果も得られる。
板上の各処理領域に転写した後、別の露光装置、又は検
査装置を用いてその基板上の各処理領域を重ね合わせ露
光、又は検査する場合、本発明を適用して露光装置の干
渉用ミラーの傾きや直交度（ステージの二次元移動の直
交度）を求めておけば、別の露光装置、又は検査装置に
おいてこの求められた傾きや直交度を利用してステージ
の位置決めを行うことにより、基板上の各処理領域をそ
の露光装置、又は検査位置に正確に位置合わせすること
ができるという効果も得られる。
第１図は本発明の一実施例におけるステージを示す平面
図、第２図は計測用マークの一例を示す平面図、第３図
は計測用マークの観察系の一例を示す説明図、第４図は
実施例の作用説明図、第５図は二次元移動ステージの一
例を示す平面図である。 （主要部分の符号の説明） 10……ステージ、12,14……干渉計用ミラー、16,18……
干渉計、20……計測用マーク、A,B,C,D……パターン。
図、第２図は計測用マークの一例を示す平面図、第３図
は計測用マークの観察系の一例を示す説明図、第４図は
実施例の作用説明図、第５図は二次元移動ステージの一
例を示す平面図である。 （主要部分の符号の説明） 10……ステージ、12,14……干渉計用ミラー、16,18……
干渉計、20……計測用マーク、A,B,C,D……パターン。
Claims (2)
- 【請求項１】互いに直交する第一方向と第二方向の二方
向に移動可能なステージの移動に際し、それぞれ第一方
向と第二方向に沿ってステージに延在配置された第一と
第二の反射面に対してそれぞれ光波干渉計のビームを投
射し、光波干渉計による各反射面の位置計測結果に基づ
いてステージを位置決めする方法において、 第一方向および第二方向と平行なステージ上の平面内で
第一方向に予め定められた設定間隔だけ離れた二つのマ
ークの各々を、前記光波干渉計を用いて前記ステージを
移動して検出光学系で検出することにより前記二つのマ
ーク間の第二方向に位置ずれ量を求め、この位置ずれ量
と前記設定間隔の値とに基づいて第一の反射面の傾きを
算出することを特徴とするステージ位置決め方法。 - 【請求項２】互いに直交する第一方向と第二方向の二方
向に移動可能なステージの移動に際し、それぞれ第一方
向と第二方向に沿ってステージに延在配置された第一と
第二の反射面に対してそれぞれ光波干渉計のビームを投
射し、光波干渉計による各反射面の位置計測結果に基づ
いてステージを位置決めする方法において、 第一方向および第二方向と平行なステージ上の平面内で
第一方向に予め定められた設定間隔だけ離れた二つの第
一マークおよび第二方向に予め定められた設定間隔だけ
離れた二つの第二マークの各々を、前記光波干渉計を用
いて前記ステージを移動して検出光学系で検出すること
により、前記二つの第一マーク間の第二方向の位置ずれ
量および二つの第二マーク間の第一方向の位置ずれ量を
それぞれ求め、これらの位置ずれ量と前記設定間隔の値
とに基づいて前記ステージの二次元移動の直交度を算出
することを特徴とするステージ位置決め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61110537A JPH0782390B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | ステージ位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61110537A JPH0782390B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | ステージ位置決め方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62267810A JPS62267810A (ja) | 1987-11-20 |
| JPH0782390B2 true JPH0782390B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=14538324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61110537A Expired - Lifetime JPH0782390B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | ステージ位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782390B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2502980B2 (ja) * | 1986-07-14 | 1996-05-29 | 沖電気工業株式会社 | 縮小露光機の位置決め方法 |
| JP5017034B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2012-09-05 | 新東エスプレシジョン株式会社 | 二次元座標測定機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243512A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-29 | Canon Inc | 試料移送装置 |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP61110537A patent/JPH0782390B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62267810A (ja) | 1987-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |