JPH088156A - Exposure method and mask - Google Patents

Exposure method and mask

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JPH088156A
JPH088156A JP13400694A JP13400694A JPH088156A JP H088156 A JPH088156 A JP H088156A JP 13400694 A JP13400694 A JP 13400694A JP 13400694 A JP13400694 A JP 13400694A JP H088156 A JPH088156 A JP H088156A
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alignment
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the drop of the accuracy in alignment by suppressing the occurrence of dishing by flattening, in a photolithography process for manufacturing a semiconductor element, etc. CONSTITUTION:The distortion of the observed image of a wafer mask is prevented by forming a wafer mark 76X, which has fine sub patterns 74A-74E between the fellow projections 71A-75D arranged at specified intervals, on a wafer W thereby suppressing the occurrence of dishing phenomena on the surface of the flattening film 79 on a wafer mark 76X. Moreover, a reticle for forming the wafer mark 76X has a reticle mark where fine light and dark patterns are arranged between transmission parts or dark parts with specified widths.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、露光方法及びこの露光
方法で使用されるマスクに関し、特に半導体製造のフォ
トリソグラフィにおいて平坦化プロセスを有する露光方
法、及び平坦化プロセスを有する露光方法で使用される
マスクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method and a mask used in the exposure method, and more particularly to an exposure method having a planarization process in photolithography of semiconductor manufacturing and an exposure method having the planarization process. Regarding the mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子または液晶表示素子等をフォ
トリソグラフィ工程で製造する際に、レチクル(又はフ
ォトマスク等)のパターンを感光材が塗布されたウエハ
(又はガラスプレート等)上の各ショット領域に露光す
る露光装置が使用されている。この種の露光装置として
は、ウエハが載置されたウエハステージを歩進(ステッ
ピング)させて、レチクルのパターンをウエハ上の各シ
ョット領域に順次露光する動作を繰り返す、所謂ステッ
プ・アンド・リピート方式の露光装置(ステッパー等)
が多用されている。また、最近は、レチクルとウエハと
を同期して走査することにより、投影光学系の露光フィ
ールドよりも広い領域にレチクルのパターンを露光する
所謂ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置も
開発されている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like by a photolithography process, each shot area on a wafer (or glass plate, etc.) on which a reticle (or photomask, etc.) pattern is coated with a photosensitive material. An exposure device is used to expose to. This type of exposure apparatus is a so-called step-and-repeat method in which a wafer stage on which a wafer is placed is stepped and the operation of sequentially exposing the reticle pattern to each shot area on the wafer is repeated. Exposure equipment (steppers, etc.)
Is often used. Further, recently, a so-called step-and-scan projection exposure apparatus has been developed which exposes a reticle pattern in an area wider than the exposure field of a projection optical system by scanning a reticle and a wafer in synchronization. There is.

【0003】ところで、例えば半導体素子はウエハ上に
多数層(多数レイア)の回路パターンを重ねて形成され
るので、例えば2層目以降の回路パターンをウエハ上に
露光する際には、ウエハ上の既に回路パターンが形成さ
れた各ショット領域とレチクルのパターン像との位置合
わせ、即ちウエハとレチクルとの位置合わせ(アライメ
ント)を正確に行う必要がある。このため、ウエハ上
に、回路パターンと共にアライメント用のウエハマーク
を設け、そのウエハマークを後の層の回路パターンの位
置合わせに用いる方法が一般的に採用されている。
By the way, since, for example, a semiconductor element is formed by stacking a large number of layers (a large number of layers) of circuit patterns on a wafer, for example, when exposing the circuit patterns of the second and subsequent layers on the wafer, It is necessary to perform accurate alignment between each shot area where a circuit pattern is already formed and the pattern image of the reticle, that is, alignment between the wafer and the reticle. Therefore, a method is generally used in which a wafer mark for alignment is provided on a wafer together with a circuit pattern and the wafer mark is used for aligning a circuit pattern of a subsequent layer.

【0004】このウエハマークの位置の計測に用いられ
るアライメントセンサーとしては、レーザー光をウエハ
上のウエハマークに照射し、回折・散乱された光により
マークの位置を検出するLSA(Laser Step Alignmen
t)方式、ハロゲンランプを光源とする波長帯域幅の広
い光で照明したウエハマークを画像処理して計測するF
IA(Field Image Alignment)方式、あるいはウエハ上
の回折格子状のウエハマークに、周波数を僅かに変えた
レーザー光を2方向から照射し、発生した2つの回折光
を干渉させ、その干渉光の位相からウエハマークの位置
を計測するLIA(Laser Interferometric Alignment)
方式等のものがある。このうち、LIA方式は、低段差
のウエハや表面が荒れたウエハ上のウエハマークの位置
を検出するのに最も効果的で、後述する平坦化技術に対
応する。
An alignment sensor used for measuring the position of the wafer mark is an LSA (Laser Step Alignmen) which irradiates the wafer mark on the wafer with laser light and detects the position of the mark by the diffracted / scattered light.
t) method, image processing is performed on a wafer mark illuminated by light with a wide wavelength band width using a halogen lamp as a light source, and F is measured.
The IA (Field Image Alignment) method or the diffraction grating-like wafer mark on the wafer is irradiated with laser light with slightly different frequencies from two directions, and the two diffracted lights generated are caused to interfere with each other, and the phase of the interference light LIA (Laser Interferometric Alignment) to measure the position of wafer mark from
There are some methods. Among them, the LIA method is most effective in detecting the position of a wafer mark on a wafer with a low step or a wafer having a rough surface, and corresponds to a flattening technique described later.

【0005】ところで、このアライメント用のウエハマ
ークの形状、本数、あるいは大きさは、露光装置の投影
光学系の解像度、必要なアライメント精度、ウエハ上の
層の状態等に合わせて選定される。その形状としては、
一般的にスリット状、ドット状、あるいは格子状のもの
等様々の形状が利用されているが、従来、これらのウエ
ハマークは、比較的大きな凹部(4μm幅、6μm幅
等)を有し、それらが凸部の間に周期的に配列された凹
凸パターンのみで形成される場合が殆どである。
By the way, the shape, the number, or the size of the alignment wafer mark is selected according to the resolution of the projection optical system of the exposure apparatus, the required alignment accuracy, the state of the layer on the wafer, and the like. As for its shape,
Generally, various shapes such as a slit shape, a dot shape, or a lattice shape are used, but conventionally, these wafer marks have relatively large recesses (4 μm width, 6 μm width, etc.) In most cases, is formed only by the concavo-convex pattern that is periodically arranged between the convex portions.

【0006】さて今日、超LSI等に見られる高集積
化、高密度化等により、多層配線は必然の流れになって
いる。この多層配線構造の実現上必要なプロセス技術の
うち、所定の層の膜の表面を平坦化する平坦化技術が非
常に重要である。この平坦化は多層配線を実現するため
ばかりでなく、多層構造の集積回路を作る過程において
も避けることのできない技術となってきている。この平
坦化は、陽極酸化法、樹脂塗布法、ガラスフロー法、エ
ッチバック法、リフトオフ法、バイアススパッター法等
の化学的方法により通常行われるが、この方法に加え
て、必要に応じ、上記方法により基板上に生成した膜の
表面を、化学機械的に研磨する等の処理(化学機械的研
磨処理)も施される。
Nowadays, due to high integration and high density found in VLSI and the like, multilayer wiring is inevitable. Among the process technologies necessary for realizing this multilayer wiring structure, the flattening technique for flattening the surface of the film of a predetermined layer is very important. This flattening has become an unavoidable technique not only for realizing multilayer wiring but also in the process of manufacturing an integrated circuit having a multilayer structure. This flattening is usually carried out by a chemical method such as an anodic oxidation method, a resin coating method, a glass flow method, an etch back method, a lift-off method, a bias sputtering method, etc. Thus, the surface of the film formed on the substrate is also subjected to chemical mechanical polishing or the like (chemical mechanical polishing).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この化
学機械的研磨による平坦化加工の際、平坦化される膜の
下にある金属膜の下地パターンに2μm以上の凹部が存
在すると、その部分の膜表面に皿状の窪みが発生する、
所謂ディッシング(dishing)と呼ばれる現象が生ずる。
従って、従来のウエハマークのように比較的大きな凹部
(4μm幅、6μm幅等)を有し、それらが周期的に配
列された凹凸パターンのみで形成されている場合には、
その上に形成された膜の表面には同様の現象が生じる。
図8にその様子を示す。
However, when the metal film underlying the film to be planarized has a concave pattern of 2 μm or more in the planarization process by the chemical mechanical polishing, the film in that portion is present. A dish-shaped recess is generated on the surface,
A phenomenon called so-called dishing occurs.
Therefore, when a relatively large concave portion (4 μm width, 6 μm width, etc.) is formed like a conventional wafer mark, and these are formed only by a concavo-convex pattern that is periodically arranged,
A similar phenomenon occurs on the surface of the film formed thereon.
The situation is shown in FIG.

【0008】図8(a)はウエハ等の基板93上に酸化
膜92を形成し、エッチングによって凹部90aを形成
した上に、アルミニウムのスパッタ等で金属被膜91を
形成した状態を示す。この後、前述の化学機械的研磨加
工を行った後の状態を図8(b)に示す。図8(b)に
おいて、凹部90aの幅が2μm以上のとき凹部90a
上にディッシングD1が発生する。また、図9(a)に
示すように基板93上に複数個の凹部90bが周期的に
配列されたパターンが形成され、このパターン上に金属
被膜91が被着されているような場合も同様にディッシ
ングは起こるが、この場合化学機械的研磨加工を行う
と、図9(b)に示すように凹部90bの並び上に大き
なディッシングD2が発生する。従って図9(c)に示
すように凸部90cが周期的に配列されたライン・アン
ド・スペースパターンよりなるウエハマークMを使用す
る場合、ウエハマークM上に大きなディッシングD3が
発生する。このため、アライメント系で検出する際にウ
エハマークの観察像に歪みが起こり、アライメント精度
が悪化するという不都合があった。
FIG. 8A shows a state in which an oxide film 92 is formed on a substrate 93 such as a wafer, a recess 90a is formed by etching, and a metal coating 91 is formed by aluminum sputtering or the like. After that, the state after performing the above-mentioned chemical mechanical polishing is shown in FIG. In FIG. 8B, when the width of the recess 90a is 2 μm or more, the recess 90a
Dishing D1 occurs on the top. Also, as shown in FIG. 9A, a pattern in which a plurality of concave portions 90b are periodically arranged is formed on the substrate 93, and the metal coating 91 is deposited on this pattern, the same is true. Although dishing occurs in the above case, when chemical mechanical polishing is performed in this case, large dishing D2 occurs on the array of the recesses 90b as shown in FIG. 9B. Therefore, when the wafer mark M having a line-and-space pattern in which the convex portions 90c are periodically arranged as shown in FIG. 9C is used, a large dishing D3 occurs on the wafer mark M. For this reason, there is a problem in that the observed image of the wafer mark is distorted when it is detected by the alignment system, and the alignment accuracy is deteriorated.

【0009】本発明は斯かる点に鑑み、位置合わせ用の
マーク(ウエハマーク)上で、例えば配線工程等での平
坦化プロセスを実行した場合でもその位置合わせ用のマ
ーク上でディッシングが発生しない露光方法を提供する
ことを目的とする。更に本発明は、そのような露光方法
で使用できるマスクを提供することを目的とする。
In view of the above point, the present invention does not cause dishing on the alignment mark (wafer mark) even when a flattening process such as a wiring process is performed on the alignment mark. It is an object to provide an exposure method. Further, the present invention aims to provide a mask that can be used in such an exposure method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による露光方法
は、基板(W)上に凹凸パターンよりなる位置合わせ用
のマーク(76X)を形成する第1工程(ステップ10
1〜105)と、その基板のその位置合わせ用のマーク
(76X)上及び他の領域上に被膜(79)を形成する
第2工程(ステップ106)と、その被膜(79)を平
坦化する第3工程(107)と、該第3工程により平坦
化されたその被膜(79)上に感光材料を塗布してマス
クパターンを露光する第4工程(ステップ108〜11
0)と、を有する露光方法において、その第1工程(ス
テップ101〜105)で形成するその位置合わせ用の
マーク(76X)は、所定幅以上の凸部(75A〜75
D)(以降「メインパターンの凸部(75A〜75
D)」とも言う)同士の間にその所定幅よりも小さいピ
ッチの凹凸パターン(74A〜74E)(以降、「サブ
パターン(74A〜74E)」とも言う)を形成したも
のである。
In the exposure method according to the present invention, a first step (step 10) of forming a positioning mark (76X) made of an uneven pattern on a substrate (W).
1 to 105), a second step (step 106) of forming a coating (79) on the alignment mark (76X) of the substrate and other regions, and the coating (79) is planarized. A third step (107) and a fourth step (steps 108 to 11) of applying a photosensitive material on the film (79) planarized by the third step and exposing a mask pattern.
0) and the alignment mark (76X) formed in the first step (steps 101 to 105) of the exposure method, the convex portion (75A to 75A) having a predetermined width or more.
D) (hereinafter “the convex portion of the main pattern (75A to 75A
D) ”) is formed between the concavo-convex patterns (74A to 74E) (hereinafter, also referred to as“ sub-patterns (74A to 74E) ”) having a pitch smaller than the predetermined width.

【0011】また、その位置合わせ用のマーク(76
X)のその所定の幅以上の凸部(75A〜75D)同士
の間隔が、2μm以上の場合に本発明に効果が特に大き
い。更に、本発明によるマスクは、転写用のパターンと
共に位置合わせ用のマーク(76X)の原版パターンが
形成されたマスク(R)において、その位置合わせ用の
マーク(76X)の原版パターンは、所定幅以上の複数
の明部または暗部(66A,66B)の間に、前記所定
幅よりも小さいピッチの明暗パターン(67A,67
B)を形成したものである。
Further, the mark (76) for aligning the position is used.
The effect of the present invention is particularly large when the interval between the convex portions (75A to 75D) of X) having a predetermined width or more is 2 μm or more. Furthermore, in the mask according to the present invention, in the mask (R) in which the original pattern of the alignment mark (76X) is formed together with the transfer pattern, the original pattern of the alignment mark (76X) has a predetermined width. Between the plurality of light portions or dark portions (66A, 66B) described above, the light / dark patterns (67A, 67) having a pitch smaller than the predetermined width.
B) is formed.

【0012】[0012]

【作用】本発明の露光方法によれば、従来は凹部となっ
ていた領域にサブパターン(74A〜74E)を形成す
ることにより、基板W上の凹部分の開口部の間隔を極め
て小さくしたため、平坦化に伴う位置合わせ用マーク
(76X)上のディッシングの発生が抑えられる。従っ
てマーク歪みも起こらず、高精度にアライメントが実行
される。また、本発明の露光方法においては、位置合わ
せ用マーク(76X)のメインパターンの凸部(75A
〜75D)同士の間隔をアライメントセンサーの解像度
以上にし、サブパターン(74A〜74E)の凸部(7
8)同士及び凹部(77)同士の間隔をアライメントセ
ンサーの解像度以下の大きさにすることができる。その
ため、従来通り、メインパターン及びサブパターン(7
4A〜74E)をそれぞれ明部及び暗部とする明暗パタ
ーンとして、従来のアライメントセンサーにより、アラ
イメントが行える。
According to the exposure method of the present invention, since the sub-patterns (74A to 74E) are formed in the regions which are conventionally recesses, the space between the recesses on the substrate W is made extremely small. Generation of dishing on the alignment mark (76X) due to the flattening is suppressed. Therefore, mark distortion does not occur and alignment is performed with high accuracy. Further, in the exposure method of the present invention, the convex portion (75A) of the main pattern of the alignment mark (76X) is
~ 75D) the interval between them is equal to or higher than the resolution of the alignment sensor, and the protrusions (7A to 74E) of the sub-patterns (74A to 74E) are
8) The intervals between the recesses (77) and between the recesses (77) can be set to be equal to or smaller than the resolution of the alignment sensor. Therefore, the main pattern and the sub pattern (7
4A to 74E) are used as the light and dark patterns, respectively, and the alignment can be performed by the conventional alignment sensor.

【0013】また、位置合わせ用のマーク(76X)の
前記所定の幅以上の凸部(75A〜75D)同士の間隔
を2μm以上にした場合には、凸部の間でディッシング
が発生し易くなるため、サブパターン(74A〜74
E)を設けることにより、ディッシングの発生が抑制さ
れる。また、解像度のあまり良くないアライメントセン
サーでも利用できる。
If the distance between the convex portions (75A to 75D) of the alignment mark (76X) having the predetermined width or more is set to 2 μm or more, dishing is likely to occur between the convex portions. Therefore, the sub pattern (74A to 74A
By providing E), the occurrence of dishing is suppressed. It can also be used with alignment sensors that have poor resolution.

【0014】更に、本発明のマスク(R)によれば、そ
のマスク(R)を用いて基板(W)上に露光転写した位
置合わせマーク(76X)は、メインパターンの所定幅
以上の凸部(75A〜75D)の間に、その所定幅以下
のピッチを有する凹凸でできたサブパターン(74A〜
74E)が形成されたものとなる。このため、前述のよ
うに位置合わせ用マーク(76X)上のディッシングが
抑えられ、従って、マーク歪みも起こすことなく、高精
度にアライメントが実行される。
Further, according to the mask (R) of the present invention, the alignment mark (76X) exposed and transferred onto the substrate (W) by using the mask (R) is a convex portion having a predetermined width or more of the main pattern. (75A to 75D), a sub-pattern (74A to 74A) made of unevenness having a pitch equal to or less than the predetermined width.
74E) is formed. Therefore, as described above, the dishing on the alignment mark (76X) is suppressed, and therefore, the alignment is executed with high accuracy without causing the mark distortion.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面を参照
して説明する。図3は本実施例の露光方法を適用するの
に好適な投影露光装置の概略的な構成を示し、この図3
において、超高圧水銀ランプ1から発生した照明光IL
は楕円鏡2で反射されてその第2焦点で一度集光した
後、コリメータレンズ、干渉フィルター、オプティカル
インテグレータ(フライアイレンズ)及び開口絞り(σ
絞り)等を含む照明光学系3に入射する。不図示である
が、フライアイレンズはそのレチクル側焦点面がレチク
ルパターンのフーリエ変換面(瞳共役面)とほぼ一致す
るように光軸AXと垂直な面内方向に配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus suitable for applying the exposure method of the present embodiment.
Illumination light IL generated from the ultra-high pressure mercury lamp 1 at
Is reflected by the elliptical mirror 2 and once condensed at its second focal point, and then collimator lens, interference filter, optical integrator (fly eye lens) and aperture stop (σ
The light enters the illumination optical system 3 including a diaphragm). Although not shown, the fly-eye lens is arranged in the in-plane direction perpendicular to the optical axis AX so that the reticle-side focal plane of the fly-eye lens substantially coincides with the Fourier transform plane (pupil conjugate plane) of the reticle pattern.

【0016】また、楕円鏡2の第2焦点の近傍には、モ
ーター38によって照明光ILの光路の閉鎖及び開放を
行うシャッター(例えば4枚羽根のロータリーシャッタ
ー)37が配置されている。なお、露光用照明光として
は超高圧水銀ランプ1等の輝線の他に、エキシマレーザ
(KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ等)等
のレーザ光、あるいは金属蒸気レーザやYAGレーザの
高調波等を用いても構わない。
A shutter (for example, a four-blade rotary shutter) 37 for closing and opening the optical path of the illumination light IL by a motor 38 is arranged near the second focal point of the elliptic mirror 2. As the illumination light for exposure, laser light such as an excimer laser (KrF excimer laser, ArF excimer laser) or a harmonic wave of a metal vapor laser or a YAG laser is used in addition to the bright line of the ultra-high pressure mercury lamp 1 or the like. It doesn't matter.

【0017】図3において、照明光学系3を射出したフ
ォトレジスト層を感光させる波長域の照明光(i線等)
ILは、その大部分がビームスプリッター4で反射され
た後、第1リレーレンズ5、可変視野絞り(レチクルブ
ラインド)6及び第2リレーレンズ7を通過してミラー
8に至る。そして、ミラー8でほぼ垂直下方に反射され
た照明光ILが、メインコンデンサーレンズ9を介して
レチクルRのパターン領域PAをほぼ均一な照度で照明
する。レチクルブラインド6の配置面はレチクルRのパ
ターン形成面と共役関係(結像関係)にあり、駆動系3
6によりレチクルブラインド6を構成する複数枚の可動
ブレードを開閉させて開口部の大きさ、形状を変えるこ
とによって、レチクルRの照明視野を任意に設定するこ
とができる。
In FIG. 3, illumination light (i-line or the like) in a wavelength range in which the photoresist layer emitted from the illumination optical system 3 is exposed to light.
Most of the IL is reflected by the beam splitter 4, and then passes through the first relay lens 5, the variable field stop (reticle blind) 6 and the second relay lens 7 to reach the mirror 8. Then, the illumination light IL reflected by the mirror 8 in a substantially vertically downward direction illuminates the pattern area PA of the reticle R with substantially uniform illuminance via the main condenser lens 9. The arrangement surface of the reticle blind 6 and the pattern formation surface of the reticle R are in a conjugate relationship (image formation relationship), and the drive system 3
By opening and closing a plurality of movable blades constituting the reticle blind 6 by 6 to change the size and shape of the opening, the illumination field of the reticle R can be arbitrarily set.

【0018】ここで、図3において、レチクルRと交差
する照明光学系の光軸AXと平行にZ軸を取り、そのZ
軸に垂直な平面内で図3の紙面に平行にX軸、図3の紙
面に垂直にY軸を取る。図5(c)は本実施例のレチク
ルRを示し、この図5(c)のレチクルRにおいては、
遮光帯62に囲まれたパターン領域61の直交する2辺
のほぼ中央部に近接した遮光帯62中にそれぞれアライ
メントマークとしてのレチクルマーク64X及び64Y
が形成されている。これらレチクルマークの像をウエハ
Wのフォトレジスト層上に投影して現像することによ
り、そのウエハW上にそれらレチクルマークの像が凹凸
パターンのウエハマークとして形成されるものである。
また、それらレチクルマーク64X及び64Yを、ウエ
ハWの各ショット領域とレチクルRとの位置合わせを行
う際のアライメントマークとして共用してもよい。それ
ら2つのレチクルマーク64X,64Yは同一構成(但
し、方向は異なる)であり、それぞれレチクルRの遮光
帯62中に設けられた透明窓63X,63Y内にクロム
等の遮光膜により形成される。更に、レチクルRにはそ
の外周付近に2個の十字型の遮光性マークよりなるアラ
イメントマーク65A及び65Bが対向して形成されて
いる。これら2個のアライメントマーク65A,65B
は、レチクルRのアライメント(光軸AXに対する位置
合わせ)に用いられる。
Here, in FIG. 3, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX of the illumination optical system that intersects the reticle R, and its Z
The X axis is parallel to the plane of FIG. 3 and the Y axis is perpendicular to the plane of FIG. 3 in the plane perpendicular to the axis. FIG. 5C shows the reticle R of this embodiment. In the reticle R of this FIG.
Reticle marks 64X and 64Y serving as alignment marks are respectively provided in the light-shielding band 62 which is adjacent to approximately the center of two orthogonal sides of the pattern area 61 surrounded by the light-shielding band 62.
Are formed. By projecting the images of these reticle marks onto the photoresist layer of the wafer W and developing them, the images of the reticle marks are formed on the wafer W as the wafer marks of the concavo-convex pattern.
Further, the reticle marks 64X and 64Y may be commonly used as alignment marks when aligning each shot area of the wafer W with the reticle R. The two reticle marks 64X and 64Y have the same configuration (however, the directions are different), and are formed by a light-shielding film such as chromium in the transparent windows 63X and 63Y provided in the light-shielding band 62 of the reticle R, respectively. Further, on the reticle R, alignment marks 65A and 65B, which are two cross-shaped light-shielding marks, are formed in the vicinity of the outer periphery of the reticle R so as to face each other. These two alignment marks 65A and 65B
Is used for alignment of the reticle R (positioning with respect to the optical axis AX).

【0019】そのレチクルRのレチクルマークについ
て、図5(c)及び(d)を参照して更に詳しく説明す
る。図5(c)に示す通り、レチクルマークは、X方向
の位置検出を行うためのレチクルマーク64Xと、Y方
向の位置検出を行うためのレチクルマーク64Yと、か
ら成り、レチクルマーク64X,64Yはそれぞれ透過
部中に配置された5個のサブマークから構成されてい
る。Y方向用のレチクルマーク64Yは、X方向用のレ
チクルマーク64Xを90°回転したものである。
The reticle mark of the reticle R will be described in more detail with reference to FIGS. 5 (c) and 5 (d). As shown in FIG. 5C, the reticle mark is composed of a reticle mark 64X for detecting the position in the X direction and a reticle mark 64Y for detecting the position in the Y direction. Each of the sub-marks is composed of five sub-marks arranged in the transparent portion. The Y-direction reticle mark 64Y is obtained by rotating the X-direction reticle mark 64X by 90 °.

【0020】図5(d)は、X方向用のレチクルマーク
64Xの構造の一部を示し、この図5(d)において、
レチクルマーク64Xは、X方向に対して所定幅以上の
透過部66A,66B,・・・の間に、透過部とほぼ同じ幅
のサブマーク67A,67B,・・・を配置して構成され、
各サブマーク67A,67B,・・・はそれぞれX方向に所
定ピッチで5組のスリット状の遮光膜68及びスリット
状の透過部69を配置したものである。
FIG. 5 (d) shows a part of the structure of the reticle mark 64X for the X direction. In FIG. 5 (d),
The reticle mark 64X is configured by arranging sub-marks 67A, 67B, ... Of substantially the same width as the transmissive portion between the transmissive portions 66A, 66B ,.
Each of the sub-marks 67A, 67B, ... Arranges five sets of slit-shaped light-shielding films 68 and slit-shaped transmission portions 69 at a predetermined pitch in the X direction.

【0021】これらサブマーク67A,67B,・・・同士
は、所定の幅以上の間隔をもって形成されている。この
間隔は、アライメントセンサーの解像度を考慮して決定
されるが、ウエハW上に露光転写された際、サブマーク
67A,67B,・・・によりウエハW上に形成されるウエ
ハマークのサブパターン同士の間隔は、本実施例では2
μm以上になることが望ましい。なお、サブマーク67
A,67B,・・・の形状は、図5(d)の形に限定される
ものではない。また、レチクルマーク64X,64Yは
明部と暗部とを反転させたマークを使用してもよい。
The sub-marks 67A, 67B, ... Are formed at intervals of a predetermined width or more. This interval is determined in consideration of the resolution of the alignment sensor, but when exposed and transferred onto the wafer W, the sub patterns of the wafer marks formed on the wafer W by the sub marks 67A, 67B ,. Is 2 in this embodiment.
It is desirable that the thickness be at least μm. The sub mark 67
The shape of A, 67B, ... Is not limited to the shape of FIG. Further, the reticle marks 64X and 64Y may be marks in which the bright portion and the dark portion are reversed.

【0022】さて、図5(d)のサブマーク67A,6
7B,・・・内の遮光膜68及び透過部69のピッチ間隔
は、そのサブマークがウエハW上に転写されたときに、
そのサブマークの像がアライメントセンサーの解像度以
下の大きさになるよう設定されている。なお、本実施例
におけるレチクルマーク64X内のサブマーク67A,
67B,・・・は、規則的なパターンであるが、不規則なパ
ターンであっても良い。但し、その不規則パターンの明
部同士の間隔または暗部同士の間隔は、それがウエハW
上に転写されたとき、そのサブマークによって形成され
るウエハマークのサブパターン(部分パターン)の内部
構造が、その検出に使用されるアライメントセンサーの
解像度以下の微細度になるよう設定されることが望まし
い。なお、レチクルマーク64X,64Yは、周知の光
学式パターンジェネレーターや電子ビーム描画装置によ
り形成することができる。
Now, the sub marks 67A and 6A shown in FIG.
The pitch interval between the light-shielding film 68 and the transmissive portion 69 in 7B, ..., When the sub-mark is transferred onto the wafer W,
The image of the sub mark is set to have a size less than the resolution of the alignment sensor. Incidentally, the sub mark 67A in the reticle mark 64X in this embodiment,
67B, ... Are regular patterns, but may be irregular patterns. However, the interval between the bright parts or the interval between the dark parts of the irregular pattern is
When transferred onto the wafer, the internal structure of the sub-pattern (partial pattern) of the wafer mark formed by the sub-mark may be set to a fineness equal to or lower than the resolution of the alignment sensor used for its detection. desirable. The reticle marks 64X and 64Y can be formed by a known optical pattern generator or electron beam drawing device.

【0023】ここで、再び図3に戻って説明する。レチ
クルRは、モータ12によって投影光学系13の光軸A
X(照明光学系の光軸と一致している)の方向(Z方
向)に微動可能で、且つその光軸AXに垂直な水平面内
で2次元移動及び微小回転可能なレチクルステージRS
上に載置されている。レチクルステージRSの端部には
レーザ光波干渉式測長器(レーザ干渉計)11からのレ
ーザビームを反射する移動鏡11mが固定され、レチク
ルステージRSの2次元的な位置はレーザ干渉計11に
よって、例えば0.01μm程度の分解能で常時検出さ
れている。レチクルRの上方にはレチクルアライメント
系(RA系)10A及び10Bが配置され、これらRA
系10A及び10Bは、レチクルRの外周付近に形成さ
れた2個の十字型のアライメントマーク65A,65B
を検出するものである。RA系10A及び10Bからの
計測信号に基づいてレチクルステージRSを微動させる
ことで、レチクルRはパターン領域61の中心点が投影
光学系13の光軸AXと一致するように位置決めされ
る。
Now, returning to FIG. 3, the description will be continued. The reticle R is driven by the motor 12 so as to have an optical axis A of the projection optical system 13.
A reticle stage RS that can be finely moved in the X direction (which coincides with the optical axis of the illumination optical system) (Z direction), and can be two-dimensionally moved and finely rotated in a horizontal plane perpendicular to the optical axis AX.
It is placed on top. A movable mirror 11m that reflects the laser beam from the laser light wave interferometer length measuring device (laser interferometer) 11 is fixed to the end of the reticle stage RS, and the two-dimensional position of the reticle stage RS is determined by the laser interferometer 11. , Is constantly detected with a resolution of, for example, about 0.01 μm. Above the reticle R, reticle alignment systems (RA systems) 10A and 10B are arranged.
The systems 10A and 10B include two cross-shaped alignment marks 65A and 65B formed near the outer periphery of the reticle R.
Is to detect. By finely moving the reticle stage RS based on the measurement signals from the RA systems 10A and 10B, the reticle R is positioned so that the center point of the pattern area 61 coincides with the optical axis AX of the projection optical system 13.

【0024】さて、レチクルRのパターン領域61を通
過した照明光ILは、両側テレセントリックな投影光学
系13に入射し、投影光学系13により1/5に縮小さ
れたレチクルRの回路パターンの投影像が、表面にフォ
トレジスト層が形成され、その表面が投影光学系13の
最良結像面とほぼ一致するように保持されたウエハW上
の1つのショット領域に重ね合わせて投影(結像)され
る。
The illumination light IL which has passed through the pattern area 61 of the reticle R enters the projection optical system 13 which is telecentric on both sides, and is projected by the projection optical system 13 to a projected image of the circuit pattern of the reticle R which is reduced to ⅕. However, a photoresist layer is formed on the surface, and the surface is projected (imaged) so as to be superposed on one shot area on the wafer W held so that the surface substantially coincides with the best imaging plane of the projection optical system 13. It

【0025】ウエハWは、微小回転可能なウエハホルダ
(不図示)に真空吸着され、このウエハホルダを介して
ウエハステージWS上に保持されている。ウエハステー
ジWSは、モーター16によりステップ・アンド・リピ
ート方式で2次元移動可能に構成され、ウエハW上の1
つのショット領域に対するレチクルRの転写露光が終了
すると、ウエハステージWSは次のショット位置までス
テッピングされる。ウエハステージWSの端部にはレー
ザ干渉計15からのレーザビームを反射する移動鏡15
mが固定され、ウエハステージWSの2次元的な座標
は、レーザ干渉計15によって例えば0.01μm程度
の分解能で常時検出されている。レーザ干渉計15は、
ウエハステージWSのX方向及びY方向の座標を計測す
るものであり、それらX方向及びY方向の座標によりウ
エハステージWSのステージ座標系(静止座標系)
(X,Y)が定められる。即ち、レーザ干渉計15によ
り計測されるウエハステージWSの座標値が、ステージ
座標系(X,Y)上の座標値である。
The wafer W is vacuum-sucked by a finely rotatable wafer holder (not shown), and is held on the wafer stage WS via this wafer holder. The wafer stage WS is configured to be two-dimensionally movable in a step-and-repeat manner by a motor 16,
When the transfer exposure of the reticle R onto one shot area is completed, the wafer stage WS is stepped to the next shot position. A movable mirror 15 that reflects the laser beam from the laser interferometer 15 is provided at the end of the wafer stage WS.
m is fixed, and the two-dimensional coordinates of the wafer stage WS are constantly detected by the laser interferometer 15 with a resolution of about 0.01 μm, for example. The laser interferometer 15 is
The coordinates of the wafer stage WS in the X and Y directions are measured, and the stage coordinate system (stationary coordinate system) of the wafer stage WS is determined by the coordinates in the X and Y directions.
(X, Y) is defined. That is, the coordinate value of the wafer stage WS measured by the laser interferometer 15 is the coordinate value on the stage coordinate system (X, Y).

【0026】また、ウエハステージWS上にはベースラ
イン量(アライメントセンサーの基準点と露光中心との
間隔)の計測時等で用いられる基準マークを備えた基準
部材(ガラス基板)14が、ウエハWの露光面とほぼ同
じ高さになるように設けられている。また、図3中には
投影光学系13の結像特性を調整できる結像特性補正部
19も設けられている。本実施例における結像特性補正
部19は、投影光学系13を構成する一部のレンズエレ
メント、特にレチクルRに近い複数のレンズエレメント
の各々を、ピエゾ素子等の圧電素子を用いて独立に駆動
(光軸AXに対して平行な方向の移動または傾斜)する
ことで、投影光学系13の結像特性、例えば投影倍率や
ディストーションを補正するものである。
On the wafer stage WS, a reference member (glass substrate) 14 having a reference mark used when measuring a baseline amount (a distance between the reference point of the alignment sensor and the exposure center) is attached to the wafer W. The height of the exposed surface is approximately the same as that of the exposed surface. Further, in FIG. 3, an image formation characteristic correction unit 19 capable of adjusting the image formation characteristic of the projection optical system 13 is also provided. The imaging characteristic correction unit 19 in the present embodiment independently drives some of the lens elements forming the projection optical system 13, in particular, each of the plurality of lens elements close to the reticle R by using a piezoelectric element such as a piezo element. By performing (moving or tilting in a direction parallel to the optical axis AX), the imaging characteristics of the projection optical system 13, for example, the projection magnification and distortion are corrected.

【0027】次に、投影光学系13の側方にはオフ・ア
クシス方式で画像処理方式のアライメントセンサー(以
下「Field Image Alignment 系(FIA系)」という)
が設けられている。本実施例ではこのFIA系によりウ
エハマークの位置検出を行う。このFIA系において、
ハロゲンランプ20で発生した光をコンデンサーレンズ
21及び光ファイバー22を介して干渉フィルター23
に導き、ここでフォトレジスト層の感光波長域及び赤外
波長域の光をカットする。干渉フィルター23を透過し
た光は、レンズ系24、ビームスプリッター25、ミラ
ー26及び視野絞りBRを介して両側テレセントリック
な対物レンズ27に入射する。対物レンズ27から射出
された光が、投影光学系13の照明視野を遮光しないよ
うに投影光学系13の鏡筒下部周辺に固定されたプリズ
ム(またはミラー)28で反射され、ウエハWをほぼ垂
直に照射する。
Next, an off-axis type image processing type alignment sensor (hereinafter referred to as "Field Image Alignment system (FIA system)") is provided on the side of the projection optical system 13.
Is provided. In this embodiment, the position of the wafer mark is detected by this FIA system. In this FIA system,
The light generated by the halogen lamp 20 is passed through the condenser lens 21 and the optical fiber 22 to the interference filter 23.
Then, the light in the photosensitive wavelength region and infrared wavelength region of the photoresist layer is cut off here. The light transmitted through the interference filter 23 is incident on the both-side telecentric objective lens 27 via the lens system 24, the beam splitter 25, the mirror 26, and the field stop BR. The light emitted from the objective lens 27 is reflected by a prism (or mirror) 28 fixed around the lower part of the lens barrel of the projection optical system 13 so as not to block the illumination visual field of the projection optical system 13, and the wafer W is almost vertical. To irradiate.

【0028】対物レンズ27からの光は、ウエハW上の
ウエハマークを含む部分領域に照射され、当該領域から
反射された光はプリズム28、対物レンズ27、視野絞
りBR、ミラー26、ビームスプリッター25及びレン
ズ系29を介して指標板30に導かれる。ここで、指標
板30は対物レンズ27及びレンズ系29に関してウエ
ハWと共役な面内に配置され、ウエハW上のウエハマー
クの像は指標板30の透明窓内に結像される。更に指標
板30には、その透明窓内に指標マークとして、Y方向
に延びた2本の直線状マークをX方向に所定間隔だけ離
して配置したものが形成されている。指標板30を通過
した光は、第1リレーレンズ系31、ミラー32及び第
2リレーレンズ系33を介して撮像素子(CCDカメラ
等)34へ導かれ、撮像素子34の受光面上にはウエハ
マークの像と指標マークの像とが結像される。撮像素子
34からの撮像信号SVは主制御系18に供給され、こ
こでウエハマークのX方向の位置(座標値)が算出され
る。なお、図3中には示していないが、上記構成のFI
A系(X軸用のFIA系)の他に、Y方向のウエハマー
クの位置を検出するためのもう1組のFIA系(Y軸用
のFIA系)も設けられている。
The light from the objective lens 27 is applied to a partial area including the wafer mark on the wafer W, and the light reflected from the area is the prism 28, the objective lens 27, the field stop BR, the mirror 26, and the beam splitter 25. And is guided to the index plate 30 via the lens system 29. Here, the index plate 30 is arranged in a plane conjugate with the wafer W with respect to the objective lens 27 and the lens system 29, and the image of the wafer mark on the wafer W is formed in the transparent window of the index plate 30. Further, the index plate 30 is formed with two linear marks extending in the Y direction at predetermined intervals in the transparent window as index marks. The light that has passed through the index plate 30 is guided to an image pickup device (CCD camera or the like) 34 via a first relay lens system 31, a mirror 32 and a second relay lens system 33, and a wafer is provided on the light receiving surface of the image pickup device 34. An image of the mark and an image of the index mark are formed. The image pickup signal SV from the image pickup device 34 is supplied to the main control system 18, where the position (coordinate value) of the wafer mark in the X direction is calculated. Although not shown in FIG. 3, the FI having the above configuration is used.
In addition to the A system (X-axis FIA system), another set of FIA systems (Y-axis FIA system) for detecting the position of the wafer mark in the Y direction is provided.

【0029】次に、投影光学系13の上部側方にはTT
L(スルー・ザ・レンズ)方式のアライメントセンサー
17も配置され、アライメントセンサー17からの位置
検出用の光がミラーM1及びM2を介して投影光学系1
3に導かれている。その位置検出用の光は投影光学系1
3を介してウエハW上のウエハマーク上に照射され、こ
のウエハマークからの反射光が投影光学系13、ミラー
M2及びミラーM1を介してアライメントセンサー17
に戻される。アライメントセンサー17は戻された反射
光を光電変換して得られた信号から、ウエハW上のウエ
ハマークの位置を求める。
Next, TT is provided on the upper side of the projection optical system 13.
An L (through the lens) type alignment sensor 17 is also arranged, and the position detection light from the alignment sensor 17 is transmitted through the mirrors M1 and M2 to the projection optical system 1.
It is led to 3. The light for detecting the position is the projection optical system 1
The wafer W on the wafer W is irradiated with the reflected light from the wafer W via the projection optical system 13, the mirror M2, and the mirror M1, and the alignment sensor 17
Is returned to. The alignment sensor 17 obtains the position of the wafer mark on the wafer W from the signal obtained by photoelectrically converting the returned reflected light.

【0030】図4は、図3中のTTL方式のアライメン
トセンサー17の詳細な構成を示し、この図4におい
て、本例のアライメントセンサー17は、2光束干渉方
式のアライメント系(以下「LIA系」という)とレー
ザ・ステップ・アライメント方式のアライメント系(以
下「LSA系」という)とをその光学部材を最大限共有
させて組み合わせたものである。ここでは簡単に説明す
るが、より具体的な構成は特開平2−272305号公
報に開示されている。
FIG. 4 shows the detailed structure of the TTL alignment sensor 17 in FIG. 3. In FIG. 4, the alignment sensor 17 of this example is a two-beam interference alignment system (hereinafter referred to as “LIA system”). ) And a laser step alignment type alignment system (hereinafter referred to as “LSA system”), and the optical members thereof are maximally shared. Although briefly described here, a more specific configuration is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-272305.

【0031】図4において、光源(He−Neレーザ光
源等)40から射出されたレーザビームはビームスプリ
ッター41で分割され、ここで反射されたレーザビーム
はシャッター42を介して第1ビーム成形光学系(LI
A光学系)45に入射する。一方、ビームスプリッター
41を透過したレーザビームは、シャッター43及びミ
ラー44を介して第2ビーム成形光学系(LSA光学
系)46に入射する。従って、シャッター42及び43
を適宜駆動することにより、LIA系とLSA系とを切
り換えて使用することができる。
In FIG. 4, a laser beam emitted from a light source (He-Ne laser light source, etc.) 40 is split by a beam splitter 41, and the laser beam reflected here is passed through a shutter 42 to a first beam shaping optical system. (LI
A optical system) 45. On the other hand, the laser beam transmitted through the beam splitter 41 enters the second beam shaping optical system (LSA optical system) 46 via the shutter 43 and the mirror 44. Therefore, the shutters 42 and 43
Can be used by switching between the LIA system and the LSA system by appropriately driving.

【0032】さて、LIA光学系45は2組の音響光学
変調器等を含み、所定の周波数差Δfを与えた2本のレ
ーザビームを、その光軸を挟んでほぼ対称に射出する。
更に、LIA光学系45から射出された2本のレーザビ
ームは、ミラー47及びビームスプリッター48を介し
てビームスプリッター49に達し、ここを透過した2本
のレーザビームはレンズ系(逆フーリエ変換レンズ)5
3及びミラー54を経て、装置上で固定されている参照
用回折格子55に、互いに異なる2方向から所定の交差
角で入射して結像(交差)する。光電検出器56は、参
照用回折格子55を透過してほぼ同一方向に発生する回
折光同士の干渉光を受光し、回折光強度に応じた正弦波
状の光電信号SRを主制御系18(図3参照)内のLI
A演算ユニット58に出力する。
The LIA optical system 45 includes two sets of acousto-optic modulators, etc., and emits two laser beams having a predetermined frequency difference Δf substantially symmetrically with respect to the optical axis.
Further, the two laser beams emitted from the LIA optical system 45 reach the beam splitter 49 via the mirror 47 and the beam splitter 48, and the two laser beams transmitted therethrough are a lens system (inverse Fourier transform lens). 5
The light enters the reference diffraction grating 55, which is fixed on the apparatus, from two different directions at a predetermined crossing angle, and forms an image (crossing) through the mirror 3 and the mirror 54. The photoelectric detector 56 receives the interference light of the diffracted lights that are transmitted through the reference diffraction grating 55 and generated in substantially the same direction, and outputs a sinusoidal photoelectric signal SR corresponding to the intensity of the diffracted light to the main control system 18 (FIG. 3))
It is output to the A arithmetic unit 58.

【0033】一方、ビームスプリッター49で反射され
た2本のレーザビームは、対物レンズ50によって視野
絞り51の開口部で一度交差した後、ミラーM2(図3
中のミラーM1は図示省略)を介して投影光学系13に
入射する。更に、投影光学系13に入射した2本のレー
ザビームは、投影光学系13の瞳面で光軸AXに関して
ほぼ対称となって一度スポット状に集光した後、ウエハ
W上のウエハマークのピッチ方向(Y方向)に関して光
軸AXを挟んで互いに対称的な角度で傾いた平行光束と
なって、ウエハマーク上に異なる2方向から所定の交差
角で入射する。ウエハマーク上には周波数差Δfに対応
した速度で移動する1次元の干渉縞が形成され、当該マ
ークから同一方向、ここでは光軸方向に発生した±1次
回折光(干渉光)は投影光学系13、対物レンズ50等
を介して光電検出器52で受光され、光電検出器52は
干渉縞の明暗変化の周期に応じた正弦波状の光電信号S
DwをLIA演算ユニット58に出力する。LIA演算
ユニット58は、2つの光電信号SR及びSDwの波形
上の位相差からそのウエハマークの位置ずれ量を算出す
ると共に、レーザ干渉計15からの位置信号PDsを用
いて、当該位置ずれ量が零となるときのウエハステージ
WSの座標位置を求める。
On the other hand, the two laser beams reflected by the beam splitter 49 intersect once at the opening of the field stop 51 by the objective lens 50, and then the mirror M2 (see FIG. 3).
The inside mirror M1 is incident on the projection optical system 13 via a mirror (not shown). Further, the two laser beams incident on the projection optical system 13 become substantially symmetrical with respect to the optical axis AX on the pupil plane of the projection optical system 13 and once converged in a spot shape. The parallel luminous fluxes are inclined with respect to the direction (Y direction) with respect to each other with the optical axis AX in between, and become parallel luminous fluxes, which are incident on the wafer mark from two different directions at a predetermined crossing angle. A one-dimensional interference fringe that moves at a speed corresponding to the frequency difference Δf is formed on the wafer mark, and the ± first-order diffracted light (interference light) generated in the same direction from the mark, here, in the optical axis direction, is projected onto the projection optical system. 13. The photoelectric detector 52 receives the light through the objective lens 50 and the like, and the photoelectric detector 52 receives the sine-wave photoelectric signal S corresponding to the cycle of the change in contrast of the interference fringes.
Dw is output to the LIA operation unit 58. The LIA calculation unit 58 calculates the position shift amount of the wafer mark from the phase difference on the waveforms of the two photoelectric signals SR and SDw, and uses the position signal PDs from the laser interferometer 15 to determine the position shift amount. The coordinate position of the wafer stage WS when it becomes zero is obtained.

【0034】また、LSA光学系46はビームエクスパ
ンダー、シリンドリカルレンズ等を含み、LSA光学系
46から射出されたレーザビームはビームスプリッター
48及び49を介して対物レンズ50に入射する。更
に、対物レンズ50から射出されるレーザビームは、一
度視野絞り51の開口部でスリット状に収束した後、ミ
ラーM2を介して投影光学系13に入射する。投影光学
系13に入射したレーザビームは、その瞳面のほぼ中央
を通った後、投影光学系13のイメージフィールド内で
X方向に伸び、且つ光軸AXに向かうような細長い帯状
スポット光としてウエハW上に投影される。
The LSA optical system 46 includes a beam expander, a cylindrical lens, etc., and the laser beam emitted from the LSA optical system 46 enters the objective lens 50 via the beam splitters 48 and 49. Further, the laser beam emitted from the objective lens 50 once converges into a slit shape at the opening of the field stop 51, and then enters the projection optical system 13 via the mirror M2. The laser beam incident on the projection optical system 13 passes through almost the center of its pupil plane, then extends in the X direction within the image field of the projection optical system 13 and is directed to the optical axis AX as an elongated strip-shaped spot light on the wafer. Projected onto W.

【0035】スポット光とウエハW上のウエハマーク
(回折格子マーク)とをY方向に相対移動したとき、当
該ウエハマークから発生する光は投影光学系13、対物
レンズ50等を介して光電検出器52で受光される。光
電検出器52は、ウエハマークからの光のうち±1次〜
3次回折光のみを光電変換し、このように光電変換して
得られた光強度に応じた光電信号SDiを主制御系18
内のLSA演算ユニット57に出力する。LSA演算ユ
ニット57にはレーザ干渉計15からの位置信号PDs
も供給され、LSA演算ユニット57はウエハステージ
WSの単位移動量毎に発生するアップダウンパルスに同
期して光電信号SDiをサンプリングする。更に、LS
A演算ユニット57は、各サンプリング値をデジタル値
に変換してメモリに番地順に記憶させた後、所定の演算
処理によってウエハマークのY方向の位置を算出する。
また、X軸用のLIA方式のウエハマークの位置及びL
SA方式のウエハマークの位置を検出するX軸用のアラ
イメントセンサーも別途設けられている。
When the spot light and the wafer mark (diffraction grating mark) on the wafer W are moved relative to each other in the Y direction, the light generated from the wafer mark passes through the projection optical system 13, the objective lens 50 and the like and is a photoelectric detector. The light is received at 52. The photoelectric detector 52 has ± 1st order of the light from the wafer mark.
Only the third-order diffracted light is photoelectrically converted, and the photoelectric signal SDi corresponding to the light intensity obtained by photoelectrically converting in this manner is used as the main control system 18
It is output to the LSA calculation unit 57 in the inside. The LSA arithmetic unit 57 has a position signal PDs from the laser interferometer 15.
Also, the LSA calculation unit 57 samples the photoelectric signal SDi in synchronization with the up / down pulse generated for each unit movement amount of the wafer stage WS. Furthermore, LS
The A calculation unit 57 converts each sampling value into a digital value and stores it in the memory in the order of addresses, and then calculates the position of the wafer mark in the Y direction by a predetermined calculation process.
Further, the position of the LIA type wafer mark for the X-axis and L
An X-axis alignment sensor for detecting the position of the SA type wafer mark is also provided separately.

【0036】次に、本実施例における露光動作の一例に
つき図1のフローチャートを参照して説明する。先ず、
図1のステップ101において、不図示のコータにより
ウエハW上にフォトレジストを塗布して必要に応じてベ
ーキングを行い、ステップ102において、そのウエハ
Wを図3の投影露光装置のウエハステージWS上にロー
ドし、図5(c)のレチクルRを図3のレチクルステー
ジRS上にロードする。次にステップ103において、
図5(c)のレチクルR上のパターン領域61内の回路
パターン及びレチクルマーク64X,64Yは、投影露
光系13を介して、ウエハW上に塗布されたフォトレジ
スト層に、1/5に縮小して投影される。これにより、
図5(a)に示すように、ウエハW上のショット領域S
A内に回路パターン像が投影され、そのショット領域S
Aの近傍にレチクルマーク64Xの像70X、及びレチ
クルマーク64Yの像70Yが投影される。例えば、レ
チクルマーク64Xの像70Xは、図5(b)に示すよ
うに、サブマークの像71A,71B,・・・,71Eを所
定ピッチでX方向に配列したものである。これらレチク
ルマークの像70X,70Yが現像等の処理後に凹凸パ
ターンよりなるウエハマークとなる。
Next, an example of the exposure operation in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First,
In step 101 of FIG. 1, a photoresist is applied on the wafer W by a coater (not shown) and baking is performed if necessary, and in step 102, the wafer W is placed on the wafer stage WS of the projection exposure apparatus of FIG. Then, the reticle R shown in FIG. 5C is loaded on the reticle stage RS shown in FIG. Then in step 103,
The circuit pattern and the reticle marks 64X and 64Y in the pattern area 61 on the reticle R of FIG. 5C are reduced to 1/5 in the photoresist layer applied on the wafer W via the projection exposure system 13. And then projected. This allows
As shown in FIG. 5A, the shot area S on the wafer W is
A circuit pattern image is projected in A, and its shot area S
An image 70X of the reticle mark 64X and an image 70Y of the reticle mark 64Y are projected in the vicinity of A. For example, the image 70X of the reticle mark 64X is the image of sub-marks 71A, 71B, ..., 71E arrayed in the X direction at a predetermined pitch, as shown in FIG. 5B. The images 70X and 70Y of these reticle marks become wafer marks formed of an uneven pattern after processing such as development.

【0037】レチクルR上の回路パターン及びレチクル
マーク64X,64Yの像が転写されたウエハWは、ス
テップ104において現像された後、ステップ105に
おいて、ベーキング処理後にレジストパターンをマスク
としてエッチング処理を受けた後、再び必要に応じて洗
浄される。ステップ104で使用される現像処理装置に
は、所定の洗浄液及び現像液を、噴霧状またはシャワー
状にして噴霧するスプレー方式か、あるいは現像液や洗
浄液に一定時間浸して現像するディップ方式があり、ウ
エハWはこの内何れかの方法により現像及び洗浄され
る。また、エッチングは、ウエット方式またはドライ方
式により行われるが、今日では、ドライ方式により処理
される場合が多く、このドライエッチングには、例えば
プラズマエッチング装置が使用される。
The wafer W onto which the circuit pattern on the reticle R and the images of the reticle marks 64X and 64Y are transferred is developed in step 104, and then subjected to etching processing in step 105 using the resist pattern as a mask after baking processing. After that, it is washed again if necessary. The development processing apparatus used in step 104 includes a spray method in which a predetermined cleaning solution and a developing solution are sprayed in a spray or shower form, or a dip method in which a predetermined cleaning solution and a developing solution are immersed in the developing solution or the cleaning solution for a certain period of time for development. The wafer W is developed and washed by any one of these methods. Further, the etching is performed by a wet method or a dry method, but today, the etching is often performed by the dry method, and for this dry etching, for example, a plasma etching apparatus is used.

【0038】ステップ105では、エッチングの終了
を、分光分析法あるいは光学的反射を利用したレーザー
ビーム干渉法、エリプソメータ法、またはグレーティン
グ光回折法等により検知し、終了確認した後、必要によ
りウエハWを洗浄する。このようにしてレジスト層及び
不要な酸化膜部分または金属膜部分が除去され、図2
(b)に示すように必要な回路及びウエハマーク76X
がウエハW上の被膜(下位の回路パターン層)72上の
被膜73内に凹凸状に形成される。このウエハマーク7
6Xは、X軸用レチクルマーク64Xを投影光学系PL
の縮小倍率に応じてウエハW上に転写した像から形成さ
れたものである。
In step 105, the completion of etching is detected by a spectroscopic analysis method, a laser beam interferometry method utilizing optical reflection, an ellipsometer method, a grating light diffraction method, or the like, and the completion of the etching is confirmed, and then the wafer W is transferred if necessary. To wash. In this way, the resist layer and the unnecessary oxide film portion or metal film portion are removed.
Required circuit and wafer mark 76X as shown in (b)
Are unevenly formed in the film 73 on the film (lower circuit pattern layer) 72 on the wafer W. This wafer mark 7
6X is a projection optical system PL for the X-axis reticle mark 64X.
Is formed from the image transferred onto the wafer W in accordance with the reduction magnification of.

【0039】図2は、本実施例で形成されたウエハマー
ク、即ちレチクルマーク64Xの転写によりウエハW上
に形成されたウエハマーク76Xを示す。なお、この図
2には、後述する絶縁膜(または金属膜)による平坦化
層も表示されており、平坦化工程を説明する際にも使用
される。図2(a)はX軸用のウエハマーク76Xを、
Y方向から眺めた断面図であり、図2(b)はそのウエ
ハマーク76Xの平面図である。
FIG. 2 shows a wafer mark 76X formed on the wafer W by transferring the wafer mark formed in this embodiment, that is, the reticle mark 64X. Note that FIG. 2 also shows a flattening layer made of an insulating film (or a metal film) which will be described later, and is also used when explaining the flattening step. FIG. 2A shows a wafer mark 76X for the X axis,
FIG. 2B is a sectional view as seen from the Y direction, and FIG. 2B is a plan view of the wafer mark 76X.

【0040】ウエハマーク76Xは、図2(a),
(b)に示す通り、ウエハW上の被膜72上に形成した
被膜73中に、前述の通り回路と共に形成されたもの
で、被膜73を両端の凸部73a,73bとして、その
間に複数の凸部75A〜75Dがそれぞれ所定の幅以上
の間隔をもって形成され、更にそれら凸部間には、凸部
78及び凹部77よりなる微細な凹凸パターンよりなる
サブパターン74A〜74Eが形成されている。ここ
で、各サブパターンの幅P1及び各凸部の幅P2は、そ
れぞれ所定の長さ(本例では、P1及びP2はそれぞれ
約6μm)をもって形成される。また、サブパターンの
凸部78又は凹部77の幅P3は、所定の長さで形成さ
れるが、本例では幅P3は約0.67μmとしている。
しかしこの幅P3は、使用されるアライメントセンサー
の暗部として検知処理される幅であれば、その幅に制限
はない。また、マーク76Xの凸部同士の間隔(即ち、
サブパターンの幅)P1は、本例では約6μmとしてい
るが、この幅についても、使用されるアライメントセン
サーの解像度以上の幅であれば特に制限はない。但し、
でき得れば間隔P1は2μm以上にするのが好ましい。
以上のように形成されたアライメントセンサーのサブパ
ターン74A〜74Eは、FIA方式のマークセンサー
では解像できないため、ウエハマーク76Xの凸部75
A〜75Dを明部とし、サブパターン74A〜74Eを
暗部とする明暗パターンとして処理が可能である。な
お、ウエハマーク76Yもウエハマーク76Xと同様に
形成されている。
The wafer mark 76X is shown in FIG.
As shown in (b), a film 73 formed on the film 72 on the wafer W is formed together with the circuit as described above, and the film 73 is formed as convex portions 73a and 73b at both ends, and a plurality of convex portions are provided therebetween. The portions 75A to 75D are formed at intervals of a predetermined width or more, and sub-patterns 74A to 74E made of a fine concavo-convex pattern including a convex portion 78 and a concave portion 77 are formed between the convex portions. Here, the width P1 of each sub-pattern and the width P2 of each convex portion are formed with a predetermined length (in this example, P1 and P2 are each about 6 μm). Further, the width P3 of the convex portion 78 or the concave portion 77 of the sub pattern is formed to have a predetermined length, but in this example, the width P3 is set to about 0.67 μm.
However, the width P3 is not limited as long as it is a width that is detected and processed as a dark portion of the alignment sensor used. In addition, the distance between the convex portions of the mark 76X (that is,
The width P1 of the sub-pattern is set to about 6 μm in this example, but this width is not particularly limited as long as it is equal to or larger than the resolution of the alignment sensor used. However,
If possible, the distance P1 is preferably 2 μm or more.
Since the sub-patterns 74A to 74E of the alignment sensor formed as described above cannot be resolved by the FIA type mark sensor, the convex portion 75 of the wafer mark 76X is formed.
Processing can be performed as a light-dark pattern in which A to 75D are bright portions and sub-patterns 74A to 74E are dark portions. The wafer mark 76Y is also formed similarly to the wafer mark 76X.

【0041】以上のように、所定の回路及びウエハマー
ク76X,76Yが形成されたウエハW上の表面は、次
にステップ106,107において、更に上層回路を形
成するため平坦化される。この平坦化は、前述の方法に
より行われるが、本例では、先ずステップ106におい
て、ウエハW上に酸化シリコン(SiO2)等の絶縁膜
(または金属膜、以降、「平坦化膜」と言う)79が被
覆される。この段階では、図2(a)に示すように、平
坦化膜79の表面79aには微少な凹凸が見られる。次
にステップ107において、化学機械的にその平坦化膜
79の表面79aを研磨する処理が施される。この化学
機械的研磨は、必要により所定の薬品または水を加えな
がら平坦化膜79の表面を機械的に研磨する方法により
行われる。
As described above, the surface of the wafer W on which the predetermined circuits and the wafer marks 76X and 76Y are formed is then flattened in steps 106 and 107 to form an upper layer circuit. This planarization is performed by the above-described method, but in this example, first, in step 106, an insulating film (or a metal film) such as silicon oxide (SiO 2 ) on the wafer W, hereinafter referred to as a “planarizing film”. ) 79 is coated. At this stage, as shown in FIG. 2A, minute irregularities are seen on the surface 79a of the flattening film 79. Next, in step 107, the surface 79a of the flattening film 79 is chemically mechanically polished. This chemical mechanical polishing is performed by a method of mechanically polishing the surface of the flattening film 79 while adding a predetermined chemical or water if necessary.

【0042】図2(a)に、以上の方法により平坦化さ
れたウエハW、特にウエハマーク76X上の平坦化膜7
9の表面80の状態を示す。平坦化膜79の表面80は
ウエハマーク76X上で凹むことなく、なだらかな面を
形成している。これは、ウエハマーク76Xの凸部75
A〜75Dの間を微細なサブパターン74A〜74Eで
埋めたことにより、2μm以上の凹部がなくなり、前述
の説明通り、ウエハマーク76X上の平坦化膜79の平
坦性が保たれるためである。
FIG. 2A shows the wafer W flattened by the above method, particularly the flattening film 7 on the wafer mark 76X.
The state of the surface 80 of 9 is shown. The surface 80 of the flattening film 79 forms a smooth surface without being recessed on the wafer mark 76X. This is the convex portion 75 of the wafer mark 76X.
This is because by filling the space between A to 75D with the fine sub-patterns 74A to 74E, the recesses of 2 μm or more are eliminated, and as described above, the flatness of the flattening film 79 on the wafer mark 76X is maintained. .

【0043】以上の工程により、その平坦化膜79表面
が平坦化されたウエハW上には、ステップ108におい
て、再びフォトレジストが塗布される。ここでは、例え
ばウエハWを回転させ、遠心力によりウエハW上にフォ
トレジストの薄膜を形成するスピンコート方式等のフォ
トレジスト塗布装置(コータ)が用いられる。フォトレ
ジストが塗布されたウエハWは、ステップ109におい
て、再び上記の投影露光装置またはその他の本実施例の
露光方法に好適な投影露光装置または一般的なパターン
形成装置のウエハステージ上にセットされる。
In step 108, the photoresist is coated again on the wafer W whose surface is flattened by the above steps. Here, for example, a photoresist coating apparatus (coater) such as a spin coat method that rotates the wafer W and forms a photoresist thin film on the wafer W by centrifugal force is used. In step 109, the wafer W coated with the photoresist is set again on the wafer stage of the above-described projection exposure apparatus or another projection exposure apparatus suitable for the exposure method of this embodiment or a general pattern forming apparatus. .

【0044】ところで、例えば平坦化膜79が酸化シリ
コンのような透明な絶縁膜であり、ウエハマーク76
X,76Yが金属であれば、ウエハW上のウエハマーク
76X,76Yを含む全面に平坦化膜79が形成されて
も、ウエハマーク76X,76Yは画像処理方式である
FIA系のアライメントセンサーで検出できる。しか
し、例えば平坦化膜79が金属である場合には、ウエハ
マーク76X,76Yは検出されない。従って、その場
合はウエハW上に平坦化されない部分を設け、そこに別
のウエハマークを形成するようにすれば良い。このよう
にして検知ができれば、上記ウエハステージWSにセッ
トされたウエハWの位置合わせは、上記のFIA系のア
ライメントセンサーを用いて前述のように実施される。
By the way, for example, the flattening film 79 is a transparent insulating film such as silicon oxide, and the wafer mark 76 is formed.
If X and 76Y are metal, even if the flattening film 79 is formed on the entire surface of the wafer W including the wafer marks 76X and 76Y, the wafer marks 76X and 76Y are detected by the FIA-based alignment sensor which is an image processing system. it can. However, if the flattening film 79 is made of metal, the wafer marks 76X and 76Y are not detected. Therefore, in that case, a portion which is not flattened may be provided on the wafer W, and another wafer mark may be formed there. If the detection is possible in this way, the alignment of the wafer W set on the wafer stage WS is performed as described above using the FIA system alignment sensor.

【0045】なお、LSA系あるいはLIA系のウエハ
マークについても、それぞれLSA方式あるいはLIA
方式のアライメントセンサーにより、FIA系同様に、
そのウエハマークの検出及び位置合わせが行える。ここ
で再び、ステップ110において、別のレチクルを用い
て新しい回路パターン及び、必要に応じ、新たなウエハ
マークが形成される。このとき、新しいウエハマークの
形成位置には、前述のディッシング現象による皿状の凹
みはなく、ウエハW上の平坦化膜79の表面80には、
マーク歪みのない安定したウエハマークが形成される。
The wafer marks of the LSA type or LIA type also have the LSA type or LIA type, respectively.
With the alignment sensor of the system, like the FIA system,
The wafer mark can be detected and aligned. Here again, in step 110, another reticle is used to form a new circuit pattern and, if necessary, a new wafer mark. At this time, there is no dish-shaped recess due to the above-mentioned dishing phenomenon at the formation position of the new wafer mark, and the surface 80 of the flattening film 79 on the wafer W is
A stable wafer mark without mark distortion is formed.

【0046】図6は、本発明の露光方法に用いられるF
IA系のX軸用のウエハマークの別の実施例を示し、図
6(a)は微細なサブパターンを非計測方向に配列され
たライン・アンド・スペース・パターンとしたウエハマ
ークで、複数組の凸部83及び所定幅以下の凹部82か
らなるラインマーク81A,81B,81Cにより形成
される。ここでラインマーク81A,81B,81C
は、それぞれY方向に凹部82と凸部83とを所定ピッ
チで形成したものである。図6(b)は、微細なサブパ
ターンを2次元の格子状としたウエハマークで、それぞ
れ微細な格子状の凹凸パターンを持つラインマーク84
A,84B,84Cにより形成される。ここでラインマ
ーク84A,84B,84Cは、図6(a)同様所定の
幅以上の間隔をもって形成される。また、図6(c)
は、微細なサブパターンをランダムドット状としたウエ
ハマークを示し、それぞれランダムなドット状の凸部を
もつラインマーク85A,85B,85Cにより形成さ
れる。ここで、ラインマーク85A,85B,85Cは
図5、6同様所定の幅以上の間隔をもって形成される。
なお、このような微細なサブパターンを持つアライメン
トマークはFIA系だけでなく、LSA系及びLIA系
等他のアライメントセンサー系でも使用できる。
FIG. 6 shows F used in the exposure method of the present invention.
FIG. 6A shows another embodiment of the IA-based X-axis wafer mark, and FIG. 6A shows a wafer mark in which fine sub-patterns are line-and-space patterns arranged in the non-measurement direction. Are formed by the line marks 81A, 81B, and 81C, each of which has a convex portion 83 and a concave portion 82 having a predetermined width or less. Here, line marks 81A, 81B, 81C
In the drawing, the concave portions 82 and the convex portions 83 are formed at a predetermined pitch in the Y direction. FIG. 6B is a wafer mark in which a fine sub-pattern is formed into a two-dimensional grid pattern, and a line mark 84 having a fine grid-shaped concavo-convex pattern, respectively.
It is formed by A, 84B and 84C. Here, the line marks 84A, 84B, and 84C are formed with an interval equal to or larger than a predetermined width, as in FIG. Also, FIG. 6 (c)
Indicates a wafer mark in which a fine sub-pattern is formed in a random dot shape, and is formed by line marks 85A, 85B, 85C each having a random dot-shaped convex portion. Here, the line marks 85A, 85B, and 85C are formed at intervals of a predetermined width or more, as in FIGS.
The alignment mark having such a fine sub-pattern can be used not only in the FIA system but also in other alignment sensor systems such as the LSA system and the LIA system.

【0047】図7は、LSA用のウエハマークを示し、
X軸に平行なスリット状の凹凸パターンからなる微細な
サブパターン87と、凸部88との複数の組み合わせか
らなるY軸用のパターン86Aと、微細なY軸に平行な
凹凸パターンからなるサブパターン89との複数の組み
合わせからなるX軸用のパターン86Bとから形成され
る。本発明の露光方法に使用されるウエハマークは、そ
の他の形状のウエハマークにも同様に適用できる。
FIG. 7 shows a wafer mark for LSA,
A fine sub-pattern 87 composed of a slit-shaped concavo-convex pattern parallel to the X-axis, a Y-axis pattern 86A composed of a plurality of combinations of convex portions 88, and a sub-pattern composed of a concavo-convex pattern parallel to the fine Y-axis. 89 and a pattern 86B for the X-axis, which is formed by a plurality of combinations with 89. The wafer mark used in the exposure method of the present invention can be similarly applied to wafer marks of other shapes.

【0048】また、本発明は、ステッパー型の露光装置
のみならず、レチクルとウエハとを相対的に走査して露
光を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に
も同様に適用できる。このように、本発明は上述実施例
に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
構成を取り得る。
Further, the present invention can be applied not only to a stepper type exposure apparatus, but also to a step-and-scan type exposure apparatus in which a reticle and a wafer are relatively scanned to perform exposure. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の露光方法によれば、平坦化処理
を行っても位置合わせ用のマーク上でディッシングが発
生しない。従って、アライメント時の位置合わせ用のマ
ークの検出光の歪みを抑えることができ、アライメント
精度が向上する。また、露光転写する装置側には、機構
上の変更が不要で、従って簡便である。
According to the exposure method of the present invention, dishing does not occur on the alignment mark even if the flattening process is performed. Therefore, the distortion of the detection light of the alignment mark at the time of alignment can be suppressed, and the alignment accuracy is improved. Further, there is no need to change the mechanism on the side of the device for exposing and transferring, and therefore it is simple.

【0050】また、位置合わせ用のマークの凸部同士の
間隔を2μm以上にした場合には、従来の通常の解像度
のアライメントセンサーでその位置合わせ用のマークを
検出できる。また、間隔が2μm以上では特にディッシ
ングが発生し易くなるが、本発明によりディッシングの
発生が抑制できる。更に、本発明のマスクによれば、そ
のマスクを用いて基板上に露光転写した位置合わせ用の
マークは、平坦化加工工程において、位置合わせ用のマ
ーク上のディッシングが抑えられ、従って、マーク歪み
も生ずることなく、高精度のアライメントを達成でき
る。
Further, when the interval between the convex portions of the alignment mark is set to 2 μm or more, the alignment mark can be detected by the conventional alignment sensor of ordinary resolution. Further, when the interval is 2 μm or more, dishing is particularly likely to occur, but the present invention can suppress the occurrence of dishing. Further, according to the mask of the present invention, the alignment mark exposed and transferred onto the substrate by using the mask can suppress dishing on the alignment mark in the flattening process step, and therefore, the mark distortion can be prevented. High-precision alignment can be achieved without causing

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の露光動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 1 is a flowchart showing an exposure operation of an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は実施例で使用されるウエハマークの断
面図、(b)はそのウエハマークの平面図である。
2A is a cross-sectional view of a wafer mark used in the embodiment, and FIG. 2B is a plan view of the wafer mark.

【図3】実施例の露光方法を実施するのに好適な投影露
光装置を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a projection exposure apparatus suitable for carrying out the exposure method of the embodiment.

【図4】図3の投影露光装置に使用されるLSA系及び
LIA系のアライメントセンサーを示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an LSA type and LIA type alignment sensor used in the projection exposure apparatus of FIG. 3;

【図5】(a)はウエハ上に露光された回路パターン及
びレチクルマークの像を示す平面図、(b)は図5
(a)中の一部の拡大平面図、(c)は実施例のレチク
ルのパターン配置を示す平面図、(d)は図5(c)中
のレチクルマークの一部を示す拡大平面図である。
5A is a plan view showing an image of a circuit pattern and a reticle mark exposed on a wafer, and FIG.
Part (a) is an enlarged plan view, (c) is a plan view showing the pattern arrangement of the reticle of the embodiment, (d) is an enlarged plan view showing part of the reticle mark in FIG. 5 (c). is there.

【図6】FIA系のウエハマークの他の例を示す図であ
り、(a)は微細なサブパターンを非計測方向のライン
・アンド・スペース・パターンとしたウエハマークを示
す拡大平面図、(b)は微細なサブパターンを2次元の
格子状としたウエハマークを示す拡大平面図、(c)は
微細なサブパターンをランダムドット状としたウエハマ
ークを示す拡大平面図である。
FIG. 6 is a diagram showing another example of a FIA type wafer mark, FIG. 6A is an enlarged plan view showing a wafer mark in which a fine sub-pattern is a line-and-space pattern in a non-measurement direction; FIG. 6B is an enlarged plan view showing a wafer mark in which a fine sub-pattern has a two-dimensional lattice shape, and FIG. 7C is an enlarged plan view showing a wafer mark in which a fine sub-pattern has a random dot shape.

【図7】LSA系ウエハマークの例を示す拡大平面図で
ある。
FIG. 7 is an enlarged plan view showing an example of an LSA wafer mark.

【図8】従来のディッシングの発生の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of occurrence of conventional dishing.

【図9】従来のウエハマーク上でディッシングが発生す
る状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which dishing occurs on a conventional wafer mark.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 3 照明光学系 9 メインコンデンサーレンズ R レチクル 13 投影光学系 W ウエハ WS ウエハステージ 15 レーザ干渉計 18 主制御系 67A,67B レチクルマークのサブマーク 64X,64Y レチクルマーク 76X X方向のウエハマーク 73a,75A〜75D,73b ウエハマークの凸部 74A〜74E ウエハマークのサブパターン 79 平坦化膜 1 Light Source 3 Illumination Optical System 9 Main Condenser Lens R Reticle 13 Projection Optical System W Wafer WS Wafer Stage 15 Laser Interferometer 18 Main Control System 67A, 67B Reticle Mark Sub-Mark 64X, 64Y Reticle Mark 76X X-Wafer Mark 73a, 75A to 75D, 73b Wafer mark projections 74A to 74E Wafer mark sub-pattern 79 Flattening film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に凹凸パターンよりなる位置合わ
せ用のマークを形成する第1工程と;前記基板の前記位
置合わせ用のマーク上及び他の領域上に被膜を形成する
第2工程と;前記被膜を平坦化する第3工程と;該第3
工程により平坦化された前記被膜上に感光材料を塗布し
てマスクパターンを露光する第4工程と;を有する露光
方法において、 前記第1工程で形成する前記位置合わせ用のマークは、
所定幅以上の凸部の間に前記所定幅よりも小さいピッチ
の凹凸パターンが形成されたものであることを特徴とす
る露光方法。
1. A first step of forming an alignment mark made of a concavo-convex pattern on a substrate; a second step of forming a film on the alignment mark and other regions of the substrate; A third step of flattening the coating;
A fourth step of applying a photosensitive material onto the film planarized by the step of exposing a mask pattern; and the alignment mark formed in the first step,
An exposure method, wherein an uneven pattern having a pitch smaller than the predetermined width is formed between convex portions having a predetermined width or more.
【請求項2】 前記位置合わせ用のマークの前記所定の
幅以上の凸部の間隔は、2μm以上であることを特徴と
する請求項1記載の露光方法。
2. The exposure method according to claim 1, wherein an interval between the projections having the predetermined width or more of the alignment mark is 2 μm or more.
【請求項3】 転写用のパターンと共に位置合わせ用の
マークの原版パターンが形成されたマスクにおいて、 前記位置合わせ用のマークの原版パターンは、所定幅以
上の複数の明部または暗部の間に、前記所定幅よりも小
さいピッチの明暗パターンが形成されたものであること
を特徴とするマスク。
3. A mask in which an original pattern of marks for alignment is formed together with a transfer pattern, wherein the original pattern of marks for alignment is between a plurality of bright portions or dark portions having a predetermined width or more, A mask, wherein a light-dark pattern having a pitch smaller than the predetermined width is formed.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2316768A (en) * 1996-08-29 1998-03-04 Nec Corp Alignment mask
JP2002231620A (en) * 2001-01-12 2002-08-16 Samsung Electronics Co Ltd Alignment mark and system and method for exposure alignment using the same
JP2002296760A (en) * 2001-04-02 2002-10-09 Nec Corp Photo mask and production method for semiconductor device using the same
KR100392744B1 (en) * 1999-12-06 2003-07-28 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Semiconductor device and manufacturing method thereof, and registration accuracy measurement enhancement method
JP2004507901A (en) * 2000-09-01 2004-03-11 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション Improved overlay alignment measurement mark
JP2004134473A (en) * 2002-10-09 2004-04-30 Nikon Corp Mark for detecting position, position detector, position detecting method, aligner, and aligning method
JP2007073970A (en) * 2005-09-07 2007-03-22 Infineon Technologies Ag Alignment mark for deviation lithography and its detecting method
JP2007324371A (en) * 2006-06-01 2007-12-13 Ebara Corp Overlay mark for overlay inspection and mark for lens aberration investigation
JP2008021984A (en) * 2006-06-20 2008-01-31 Asml Netherlands Bv Method and device of analyzing characteristics of spectroscopy lithography which is angle-resolved
JP2012094915A (en) * 2002-09-20 2012-05-17 Asml Netherlands Bv Positioning system and methods for lithographic apparatus
JP2014132605A (en) * 2013-01-04 2014-07-17 Renesas Electronics Corp Semiconductor device, and method of manufacturing the same
JP2015015424A (en) * 2013-07-08 2015-01-22 株式会社東芝 Alignment mark, photomask, and alignment mark forming method
JP2015018874A (en) * 2013-07-09 2015-01-29 キヤノン株式会社 Forming method and substrate
JP2018078321A (en) * 2013-03-27 2018-05-17 株式会社ニコン Mark forming method, mark detection method, and device manufacturing method

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118517A (en) * 1996-08-29 2000-09-12 Nec Corporation Mask pattern for alignment
GB2316768B (en) * 1996-08-29 2000-09-13 Nec Corp Mask pattern for alignment
GB2316768A (en) * 1996-08-29 1998-03-04 Nec Corp Alignment mask
KR100392744B1 (en) * 1999-12-06 2003-07-28 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Semiconductor device and manufacturing method thereof, and registration accuracy measurement enhancement method
JP2004507901A (en) * 2000-09-01 2004-03-11 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション Improved overlay alignment measurement mark
JP2002231620A (en) * 2001-01-12 2002-08-16 Samsung Electronics Co Ltd Alignment mark and system and method for exposure alignment using the same
JP2002296760A (en) * 2001-04-02 2002-10-09 Nec Corp Photo mask and production method for semiconductor device using the same
JP2012094915A (en) * 2002-09-20 2012-05-17 Asml Netherlands Bv Positioning system and methods for lithographic apparatus
JP2004134473A (en) * 2002-10-09 2004-04-30 Nikon Corp Mark for detecting position, position detector, position detecting method, aligner, and aligning method
JP2007073970A (en) * 2005-09-07 2007-03-22 Infineon Technologies Ag Alignment mark for deviation lithography and its detecting method
US7687925B2 (en) 2005-09-07 2010-03-30 Infineon Technologies Ag Alignment marks for polarized light lithography and method for use thereof
JP4594280B2 (en) * 2005-09-07 2010-12-08 インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト Alignment mark for deflection lithography and detection method thereof
US8377800B2 (en) 2005-09-07 2013-02-19 Infineon Technologies Ag Alignment marks for polarized light lithography and method for use thereof
US8183129B2 (en) 2005-09-07 2012-05-22 Infineon Technologies Ag Alignment marks for polarized light lithography and method for use thereof
JP2007324371A (en) * 2006-06-01 2007-12-13 Ebara Corp Overlay mark for overlay inspection and mark for lens aberration investigation
JP2008021984A (en) * 2006-06-20 2008-01-31 Asml Netherlands Bv Method and device of analyzing characteristics of spectroscopy lithography which is angle-resolved
US8064056B2 (en) 2006-06-20 2011-11-22 Asml Netherlands B.V. Substrate used in a method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
JP4701209B2 (en) * 2006-06-20 2011-06-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Characteristic analysis method and apparatus for angle-resolved spectroscopy lithography
US7898662B2 (en) 2006-06-20 2011-03-01 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
JP2014132605A (en) * 2013-01-04 2014-07-17 Renesas Electronics Corp Semiconductor device, and method of manufacturing the same
JP2018078321A (en) * 2013-03-27 2018-05-17 株式会社ニコン Mark forming method, mark detection method, and device manufacturing method
JP2015015424A (en) * 2013-07-08 2015-01-22 株式会社東芝 Alignment mark, photomask, and alignment mark forming method
JP2015018874A (en) * 2013-07-09 2015-01-29 キヤノン株式会社 Forming method and substrate

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