JPH09213601A - 露光方法及び装置 - Google Patents
露光方法及び装置Info
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- JPH09213601A JPH09213601A JP8013624A JP1362496A JPH09213601A JP H09213601 A JPH09213601 A JP H09213601A JP 8013624 A JP8013624 A JP 8013624A JP 1362496 A JP1362496 A JP 1362496A JP H09213601 A JPH09213601 A JP H09213601A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7065—Production of alignment light, e.g. light source, control of coherence, polarization, pulse length, wavelength
-
- G—PHYSICS
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動可能なアライメントセンサの光学調整用
の基準マークに位置による製造誤差があっても、高精度
に位置合わせを行う。 【解決手段】 ＸＹ平面内及びＺ方向に移動可能なアラ
イメントセンサ１を、露光用のデータファイルに設定さ
れたウエハマークＷＭの位置に合わせて移動し、レチク
ルマークＲＭと基準マーク部材１６上の基準マークＫＭ
Ｘ１との位置ずれ量ΔＸ1 を測定する。最初にオフセッ
ト取りした位置にアライメントセンサ１の測定点が位置
決めされるように基準マークＫＭＸ１を移動したときの
移動量Ｘ2を測定し、基準マークＫＭＸ１のマークピッ
チの整数倍と移動量Ｘ2 との差ΔＸ 2 、及び位置ずれ量
ΔＸ3 を測定する。次に、基準マークの製造誤差ｂを、
ｂ＝ΔＸ2 −（ΔＸ3 −ΔＸ1 ）により計算する。この
製造誤差に基づき補正したベースライン量に基づいて例
えばダイ・バイ・ダイ方式で露光を行う。
の基準マークに位置による製造誤差があっても、高精度
に位置合わせを行う。 【解決手段】 ＸＹ平面内及びＺ方向に移動可能なアラ
イメントセンサ１を、露光用のデータファイルに設定さ
れたウエハマークＷＭの位置に合わせて移動し、レチク
ルマークＲＭと基準マーク部材１６上の基準マークＫＭ
Ｘ１との位置ずれ量ΔＸ1 を測定する。最初にオフセッ
ト取りした位置にアライメントセンサ１の測定点が位置
決めされるように基準マークＫＭＸ１を移動したときの
移動量Ｘ2を測定し、基準マークＫＭＸ１のマークピッ
チの整数倍と移動量Ｘ2 との差ΔＸ 2 、及び位置ずれ量
ΔＸ3 を測定する。次に、基準マークの製造誤差ｂを、
ｂ＝ΔＸ2 −（ΔＸ3 −ΔＸ1 ）により計算する。この
製造誤差に基づき補正したベースライン量に基づいて例
えばダイ・バイ・ダイ方式で露光を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィ工程に
おいて、マスク上のパターンを感光性の基板上に露光す
るための露光方法及び露光装置に関し、特にマスクと感
光基板との位置合わせのためのアライメントセンサが基
板上の位置合わせ用マークの位置に応じて移動可能な構
成を有する場合に適用して好適なものである。
子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィ工程に
おいて、マスク上のパターンを感光性の基板上に露光す
るための露光方法及び露光装置に関し、特にマスクと感
光基板との位置合わせのためのアライメントセンサが基
板上の位置合わせ用マークの位置に応じて移動可能な構
成を有する場合に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子等をフォトリソグ
ラフィ技術を用いて製造する際に使用されるステッパー
等の投影露光装置においては、マスクとしてのレチクル
上に形成された回路パターンを感光基板としてのウエハ
又はガラスプレート等上のフォトレジスト層に高い重ね
合わせ精度で転写するために、レチクルとウエハとを高
精度に位置合わせ（アライメント）することが求められ
ている。このためのアライメントセンサとしては、レー
ザ光をウエハ上のドット列状のアライメントマークに照
射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用いて
そのマークの位置を検出するＬＳＡ（Laser Step Align
ment）方式、ハロゲンランプを光源とする波長帯域幅の
広い光で照明して撮像したアライメントマークの画像デ
ータを画像処理して計測するＦＩＡ（Field Image Alig
nment)方式、あるいはウエハ上の回折格子状のアライメ
ントマークに、同一周波数又は周波数を僅かに変えたレ
ーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光を干
渉させ、その位相からアライメントマークの位置を計測
するＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）方式
等のアライメントセンサがある。
ラフィ技術を用いて製造する際に使用されるステッパー
等の投影露光装置においては、マスクとしてのレチクル
上に形成された回路パターンを感光基板としてのウエハ
又はガラスプレート等上のフォトレジスト層に高い重ね
合わせ精度で転写するために、レチクルとウエハとを高
精度に位置合わせ（アライメント）することが求められ
ている。このためのアライメントセンサとしては、レー
ザ光をウエハ上のドット列状のアライメントマークに照
射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用いて
そのマークの位置を検出するＬＳＡ（Laser Step Align
ment）方式、ハロゲンランプを光源とする波長帯域幅の
広い光で照明して撮像したアライメントマークの画像デ
ータを画像処理して計測するＦＩＡ（Field Image Alig
nment)方式、あるいはウエハ上の回折格子状のアライメ
ントマークに、同一周波数又は周波数を僅かに変えたレ
ーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光を干
渉させ、その位相からアライメントマークの位置を計測
するＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）方式
等のアライメントセンサがある。
【０００３】また、従来のアライメント方式としては、
投影光学系を介してウエハの位置を測定するＴＴＬ（ス
ルー・ザ・レンズ）方式、及び投影光学系を介すること
なく直接ウエハの位置を計測するオフ・アクシス方式に
よるアライメントが主流であったが、最近では、ＩＣの
高集積化が進み露光装置の重ね合わせ精度に対する要求
が厳しくなってきている。そのためにＴＴＲ（スルー・
ザ・レチクル）方式のアライメント方法が注目されてい
る。このＴＴＲ方式のアライメント方法（以下、「ＴＴ
Ｒアライメント」という）は、露光時にウエハ上のアラ
イメントマークとレチクル上のアライメントマークとを
同時に観察し、両者の相対位置を目標値に追い込むもの
であり、露光位置でアライメント動作を行い、ウエハス
テージのステッピング精度の影響を受けない高精度な重
ね合わせ露光を行うことができるという特徴がある。
投影光学系を介してウエハの位置を測定するＴＴＬ（ス
ルー・ザ・レンズ）方式、及び投影光学系を介すること
なく直接ウエハの位置を計測するオフ・アクシス方式に
よるアライメントが主流であったが、最近では、ＩＣの
高集積化が進み露光装置の重ね合わせ精度に対する要求
が厳しくなってきている。そのためにＴＴＲ（スルー・
ザ・レチクル）方式のアライメント方法が注目されてい
る。このＴＴＲ方式のアライメント方法（以下、「ＴＴ
Ｒアライメント」という）は、露光時にウエハ上のアラ
イメントマークとレチクル上のアライメントマークとを
同時に観察し、両者の相対位置を目標値に追い込むもの
であり、露光位置でアライメント動作を行い、ウエハス
テージのステッピング精度の影響を受けない高精度な重
ね合わせ露光を行うことができるという特徴がある。
【０００４】ところで、ウエハ上の回路パターンは、何
層もの積み重ねにより形成される。その場合、ウエハ上
に形成されるアライメントマーク（ウエハマーク）が複
数の層（レイヤ）で使用されると、その間のプロセスに
よって次第に損傷を受けるため、レイヤに応じてウエハ
マークの打ち換えが行われ、ウエハマークの位置が変化
する。従って、ＴＴＲアライメントの特徴を生かすため
に、ウエハ上のショット領域に付設されたウエハマーク
の位置に応じてアライメントセンサの移動が可能に構成
された投影露光装置も開発されている。
層もの積み重ねにより形成される。その場合、ウエハ上
に形成されるアライメントマーク（ウエハマーク）が複
数の層（レイヤ）で使用されると、その間のプロセスに
よって次第に損傷を受けるため、レイヤに応じてウエハ
マークの打ち換えが行われ、ウエハマークの位置が変化
する。従って、ＴＴＲアライメントの特徴を生かすため
に、ウエハ上のショット領域に付設されたウエハマーク
の位置に応じてアライメントセンサの移動が可能に構成
された投影露光装置も開発されている。
【０００５】斯かる移動可能に構成されたアライメント
センサにおける従来のＴＴＲアライメントは、露光波長
を用いてレチクル上のマークとウエハ上のマークを重ね
て観察しその両者の位置ずれを所定の許容範囲内に追い
込む方法により行われる。
センサにおける従来のＴＴＲアライメントは、露光波長
を用いてレチクル上のマークとウエハ上のマークを重ね
て観察しその両者の位置ずれを所定の許容範囲内に追い
込む方法により行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は光学系の調整誤差等によって、アライメントセンサの
計測結果には再現性のある一定の誤差、即ち、オフセッ
トが含まれている。そこで、例えば投影露光装置の立ち
上げ時（組立調整時）等には、光学系等の調整完了後
に、そのアライメントセンサの計測結果を用いて試し焼
き（テストプリント）を行って、重ね合わせ誤差を計測
し、この計測された重ね合わせ誤差をオフセットとして
記憶する「オフセット取り」という工程が実施される。
その後、アライメントセンサをウエハマークの位置に応
じて移動したときにも通常の要求精度の場合には、特に
移動した場所において再びオフセット取りを行うことは
なかった。但し、特に重ね合わせ精度の要求が厳しい場
合には、オフセット取りをアライメントセンサを移動さ
せる毎に実行することもあった。このように、いちいち
アライメントセンサが移動する毎にテストプリントを行
ってオフセット取りを行うのは繁雑であった。
は光学系の調整誤差等によって、アライメントセンサの
計測結果には再現性のある一定の誤差、即ち、オフセッ
トが含まれている。そこで、例えば投影露光装置の立ち
上げ時（組立調整時）等には、光学系等の調整完了後
に、そのアライメントセンサの計測結果を用いて試し焼
き（テストプリント）を行って、重ね合わせ誤差を計測
し、この計測された重ね合わせ誤差をオフセットとして
記憶する「オフセット取り」という工程が実施される。
その後、アライメントセンサをウエハマークの位置に応
じて移動したときにも通常の要求精度の場合には、特に
移動した場所において再びオフセット取りを行うことは
なかった。但し、特に重ね合わせ精度の要求が厳しい場
合には、オフセット取りをアライメントセンサを移動さ
せる毎に実行することもあった。このように、いちいち
アライメントセンサが移動する毎にテストプリントを行
ってオフセット取りを行うのは繁雑であった。
【０００７】本発明は斯かる点に鑑み、ウエハマークの
打ち換え等によりアライメントセンサの位置が移動して
も、簡易な方法で正確にオフセット取りを行うことがで
きる露光方法を提供することを目的とする。更に、本発
明はこのような露光方法を実施できる露光装置を提供す
ることをも目的とする。
打ち換え等によりアライメントセンサの位置が移動して
も、簡易な方法で正確にオフセット取りを行うことがで
きる露光方法を提供することを目的とする。更に、本発
明はこのような露光方法を実施できる露光装置を提供す
ることをも目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による露光方法
は、所定のアライメント光（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）を用いて
マスク（６）上の位置合わせ用マーク（ＲＭ）と、基板
ステージ（１１）上に載置される感光性の基板（９）上
の位置合わせ用マーク（ＷＭ）と、の相対的な位置ずれ
量を検出するアライメント系（１）を用いて、そのマス
ク（６）とその基板（９）との位置合わせを行って、そ
のマスク（６）上のパターンを投影光学系（２１）を介
してその基板（９）上に転写する露光方法において、そ
のアライメント系（１）をその基板（９）上の位置合わ
せ用マーク（ＷＭ）の形成位置に応じて移動自在に配置
し、その基板ステージ（１１）上にそのアライメント系
（１）の調整のための基準マーク（ＫＭＸ１）が形成さ
れた基準マーク部材（１６）を配置して、その基板ステ
ージ（１１）を駆動してその基準マーク（ＫＭＸ１）を
所定の基準位置に移動して、そのアライメント系（１）
をその基板（９）上の位置合わせ用マーク（ＷＭ）の位
置に合わせて移動し、そのアライメント系（１）によっ
てそのマスク（６）上の位置合わせマーク（ＲＭ）とそ
の基準マーク（ＫＭＸ１）との第１の位置ずれ量を計測
する第１工程（ステップ１０４）を有する。
は、所定のアライメント光（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）を用いて
マスク（６）上の位置合わせ用マーク（ＲＭ）と、基板
ステージ（１１）上に載置される感光性の基板（９）上
の位置合わせ用マーク（ＷＭ）と、の相対的な位置ずれ
量を検出するアライメント系（１）を用いて、そのマス
ク（６）とその基板（９）との位置合わせを行って、そ
のマスク（６）上のパターンを投影光学系（２１）を介
してその基板（９）上に転写する露光方法において、そ
のアライメント系（１）をその基板（９）上の位置合わ
せ用マーク（ＷＭ）の形成位置に応じて移動自在に配置
し、その基板ステージ（１１）上にそのアライメント系
（１）の調整のための基準マーク（ＫＭＸ１）が形成さ
れた基準マーク部材（１６）を配置して、その基板ステ
ージ（１１）を駆動してその基準マーク（ＫＭＸ１）を
所定の基準位置に移動して、そのアライメント系（１）
をその基板（９）上の位置合わせ用マーク（ＷＭ）の位
置に合わせて移動し、そのアライメント系（１）によっ
てそのマスク（６）上の位置合わせマーク（ＲＭ）とそ
の基準マーク（ＫＭＸ１）との第１の位置ずれ量を計測
する第１工程（ステップ１０４）を有する。
【０００９】更に、本発明は、その基板ステージ（１
１）を駆動してその基準マーク（ＫＭＸ１）の製造誤差
が既知の部分をそのアライメント系（１）の検出点に移
動し、そのアライメント系（１）によりそのマスク
（６）上の位置合わせマーク（ＲＭ）とその基準マーク
（ＫＭＸ１）との第２の位置ずれ量を計測する第２工程
（ステップ１０５，１０６）と、その第１及び第２の位
置ずれ量の差分を算出し、その算出結果に基づいてその
マスクとその基板との相対位置を補正する第３工程（ス
テップ１１０）と、を有するものである。
１）を駆動してその基準マーク（ＫＭＸ１）の製造誤差
が既知の部分をそのアライメント系（１）の検出点に移
動し、そのアライメント系（１）によりそのマスク
（６）上の位置合わせマーク（ＲＭ）とその基準マーク
（ＫＭＸ１）との第２の位置ずれ量を計測する第２工程
（ステップ１０５，１０６）と、その第１及び第２の位
置ずれ量の差分を算出し、その算出結果に基づいてその
マスクとその基板との相対位置を補正する第３工程（ス
テップ１１０）と、を有するものである。
【００１０】斯かる本発明の露光方法によれば、アライ
メント系（１）の移動に伴って基準マーク（ＫＭＸ１）
上のアライメント系（１）の検出点の位置が変化する。
この場合、基準マーク（ＫＭＸ１）に製造誤差があると
検出点の位置により測定誤差が発生する。しかし、本発
明では第１工程（ステップ１０４）に示すように、その
位置におけるマスク（６）上の位置合わせマーク（Ｒ
Ｍ）と、基準マーク部材（１６）上の基準マーク（ＫＭ
Ｘ１）と、の第１の位置ずれ量（ΔＸ1 ）を測定し、次
に、第２工程（ステップ１０５，１０６）に示すよう
に、アライメント系（１）の検出点を基準マーク（ＫＭ
Ｘ１）の製造誤差が既知の部分に移動してマスク（６）
上の位置合わせ用マーク（ＲＭ）と基準マーク部材（１
６）上の基準マーク（ＫＭＸ１）との第２の位置ずれ量
ΔＸ3 を計測し、それら第１及び第２の位置ずれ量（Δ
Ｘ1 ，ΔＸ3 ）の差分（＝ΔＸ3 −ΔＸ1 ）を計算す
る。この場合、その差分とそのときの基板ステージの移
動量とのオフセットは例えば基準マーク（ＫＭＸ１）の
製造誤差により発生するものであり、このオフセットに
基づいてマスク（６）と基板（９）との相対位置を補正
することにより、基準マーク（ＫＭＸ１）の製造誤差に
よるアライメント系（１）の測定誤差が補正される。
メント系（１）の移動に伴って基準マーク（ＫＭＸ１）
上のアライメント系（１）の検出点の位置が変化する。
この場合、基準マーク（ＫＭＸ１）に製造誤差があると
検出点の位置により測定誤差が発生する。しかし、本発
明では第１工程（ステップ１０４）に示すように、その
位置におけるマスク（６）上の位置合わせマーク（Ｒ
Ｍ）と、基準マーク部材（１６）上の基準マーク（ＫＭ
Ｘ１）と、の第１の位置ずれ量（ΔＸ1 ）を測定し、次
に、第２工程（ステップ１０５，１０６）に示すよう
に、アライメント系（１）の検出点を基準マーク（ＫＭ
Ｘ１）の製造誤差が既知の部分に移動してマスク（６）
上の位置合わせ用マーク（ＲＭ）と基準マーク部材（１
６）上の基準マーク（ＫＭＸ１）との第２の位置ずれ量
ΔＸ3 を計測し、それら第１及び第２の位置ずれ量（Δ
Ｘ1 ，ΔＸ3 ）の差分（＝ΔＸ3 −ΔＸ1 ）を計算す
る。この場合、その差分とそのときの基板ステージの移
動量とのオフセットは例えば基準マーク（ＫＭＸ１）の
製造誤差により発生するものであり、このオフセットに
基づいてマスク（６）と基板（９）との相対位置を補正
することにより、基準マーク（ＫＭＸ１）の製造誤差に
よるアライメント系（１）の測定誤差が補正される。
【００１１】この場合、その第３工程におけるその相対
位置の補正は、そのアライメント系（１）によるその基
板（９）上での検出中心と露光中心との間隔を検出する
ためのベースライン計測時に行われることが好ましい。
これにより、ベースライン計測値が補正され、基準マー
ク（ＫＭＸ１）の製造誤差等の残留によるマスク（６）
と基板（９）との位置合わせ精度の低下が抑えられる。
位置の補正は、そのアライメント系（１）によるその基
板（９）上での検出中心と露光中心との間隔を検出する
ためのベースライン計測時に行われることが好ましい。
これにより、ベースライン計測値が補正され、基準マー
ク（ＫＭＸ１）の製造誤差等の残留によるマスク（６）
と基板（９）との位置合わせ精度の低下が抑えられる。
【００１２】また、本発明による露光装置は、露光用の
照明光（ＩＬ）でマスク（６）上のパターンを感光性の
基板（９）上に転写露光する投影光学系（２１）と、そ
の基板（９）をその投影光学系（２１）の光軸（ＡＸ）
に垂直な平面内で位置決めする基板ステージ（１１）
と、を有する露光装置において、その基板（９）上の位
置合わせ用マーク（ＷＭ）の形成位置に応じて移動自在
に設けられ、そのマスク（６）の位置合わせマーク（Ｒ
Ｍ）とその基板（９）上の位置合わせマーク（ＷＭ）と
の相対的な位置ずれ量を計測するアライメント系（１）
と、その基板ステージ（１１）上に配置され、そのアラ
イメント系（１）の調整のための基準マーク（ＫＭＸ
１）が形成されたその基準マーク部材（１６）と、その
基準マーク（ＫＭＸ１）を所定の距離だけ移動させたと
きのそのアライメント系（１）によるそのマスク（６）
上の位置合わせ用マーク（ＲＭ）とその基準マーク（Ｋ
ＭＸ１）との位置ずれ量の計測値の差分とを算出する算
出手段（１５ａ）と、この算出手段の算出結果に基づい
てそのマスク（６）とその基板（９）との相対位置を制
御する制御手段（１５）と、を備えるものである。
照明光（ＩＬ）でマスク（６）上のパターンを感光性の
基板（９）上に転写露光する投影光学系（２１）と、そ
の基板（９）をその投影光学系（２１）の光軸（ＡＸ）
に垂直な平面内で位置決めする基板ステージ（１１）
と、を有する露光装置において、その基板（９）上の位
置合わせ用マーク（ＷＭ）の形成位置に応じて移動自在
に設けられ、そのマスク（６）の位置合わせマーク（Ｒ
Ｍ）とその基板（９）上の位置合わせマーク（ＷＭ）と
の相対的な位置ずれ量を計測するアライメント系（１）
と、その基板ステージ（１１）上に配置され、そのアラ
イメント系（１）の調整のための基準マーク（ＫＭＸ
１）が形成されたその基準マーク部材（１６）と、その
基準マーク（ＫＭＸ１）を所定の距離だけ移動させたと
きのそのアライメント系（１）によるそのマスク（６）
上の位置合わせ用マーク（ＲＭ）とその基準マーク（Ｋ
ＭＸ１）との位置ずれ量の計測値の差分とを算出する算
出手段（１５ａ）と、この算出手段の算出結果に基づい
てそのマスク（６）とその基板（９）との相対位置を制
御する制御手段（１５）と、を備えるものである。
【００１３】斯かる本発明の露光装置によれば、アライ
メント系（１）による位置合わせ用マーク（ＲＭ）と基
準マーク（ＫＭＸ１）との位置ずれ量の計測値の差分を
算出する算出手段（１５ａ）と、その差分に基づいてマ
スク（６）と基板（９）との相対位置を制御する制御手
段（１５）とを備えているので、上述の本発明の露光方
法を実施できる。
メント系（１）による位置合わせ用マーク（ＲＭ）と基
準マーク（ＫＭＸ１）との位置ずれ量の計測値の差分を
算出する算出手段（１５ａ）と、その差分に基づいてマ
スク（６）と基板（９）との相対位置を制御する制御手
段（１５）とを備えているので、上述の本発明の露光方
法を実施できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図１〜図３を参照して説明する。本例は、ステッ
パー型の投影露光装置において２光束ヘテロダイン干渉
方式（ＬＩＡ方式）でＴＴＲ（スルー・ザ・レチクル）
方式のアライメントセンサを使用して、ダイ・バイ・ダ
イ方式で露光する場合に本発明を適用したものである。
２光束ヘテロダイン方式は例えば特開平２−２７２３０
５号公報に開示されている。
につき図１〜図３を参照して説明する。本例は、ステッ
パー型の投影露光装置において２光束ヘテロダイン干渉
方式（ＬＩＡ方式）でＴＴＲ（スルー・ザ・レチクル）
方式のアライメントセンサを使用して、ダイ・バイ・ダ
イ方式で露光する場合に本発明を適用したものである。
２光束ヘテロダイン方式は例えば特開平２−２７２３０
５号公報に開示されている。
【００１５】図２は、本例の投影露光装置の全体の概略
構成を示し、この図２において、露光時には不図示の露
光照明系からの波長λ0 の露光用の照明光ＩＬがレチク
ル６に照射され、その照明光のもとでレチクル６のパタ
ーンが投影光学系２１を介して例えば１／５に縮小され
てフォトレジストが塗布されたウエハ９上の各ショット
領域に投影される。露光用の照明光ＩＬとしては、水銀
ランプのｉ線（波長：３６５ｎｍ）の他エキシマレーザ
光（波長：２４８ｎｍ，１９３ｎｍ等）等も使用でき
る。以下、投影光学系２１の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取
り、Ｚ軸に垂直な平面で図２の紙面に平行にＸ軸を、図
２の紙面に垂直にＹ軸を取って説明する。
構成を示し、この図２において、露光時には不図示の露
光照明系からの波長λ0 の露光用の照明光ＩＬがレチク
ル６に照射され、その照明光のもとでレチクル６のパタ
ーンが投影光学系２１を介して例えば１／５に縮小され
てフォトレジストが塗布されたウエハ９上の各ショット
領域に投影される。露光用の照明光ＩＬとしては、水銀
ランプのｉ線（波長：３６５ｎｍ）の他エキシマレーザ
光（波長：２４８ｎｍ，１９３ｎｍ等）等も使用でき
る。以下、投影光学系２１の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取
り、Ｚ軸に垂直な平面で図２の紙面に平行にＸ軸を、図
２の紙面に垂直にＹ軸を取って説明する。
【００１６】この場合、レチクル６はレチクルステージ
１０上に保持され、レチクルステージ１０は投影光学系
２１の光軸ＡＸに垂直な平面内でＸ方向、Ｙ方向、及び
回転方向（θ方向）にレチクル６の位置決めを行う。レ
チクルステージ１０上に固定された移動鏡１２、及び外
部に設置されたレーザ干渉計（不図示）によりレチクル
ステージ１０のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が常時計測
され、計測値が装置全体の動作を統轄制御する中央制御
系１５に供給されている。レチクル６のパターン領域の
近傍にはＸ軸用の回折格子状のレチクルマークＲＭ、及
びＹ軸用の回折格子状のレチクルマーク（不図示）が形
成され、それらの外側にはレチクルアライメント用の一
対のアライメントマーク（不図示）も形成されている。
１０上に保持され、レチクルステージ１０は投影光学系
２１の光軸ＡＸに垂直な平面内でＸ方向、Ｙ方向、及び
回転方向（θ方向）にレチクル６の位置決めを行う。レ
チクルステージ１０上に固定された移動鏡１２、及び外
部に設置されたレーザ干渉計（不図示）によりレチクル
ステージ１０のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が常時計測
され、計測値が装置全体の動作を統轄制御する中央制御
系１５に供給されている。レチクル６のパターン領域の
近傍にはＸ軸用の回折格子状のレチクルマークＲＭ、及
びＹ軸用の回折格子状のレチクルマーク（不図示）が形
成され、それらの外側にはレチクルアライメント用の一
対のアライメントマーク（不図示）も形成されている。
【００１７】一方、ウエハ９は不図示のウエハホルダを
介してウエハステージ１１上に載置されている。ウエハ
ステージ１１は投影光学系２１の光軸ＡＸに垂直な平面
内でＸ方向、Ｙ方向、及び回転方向（θ方向）にウエハ
９の位置決めを行うと共にウエハ９の焦点方向（Ｚ方
向）の位置決めも行う。ウエハステージ１１上に固定さ
れた移動鏡１３、及び外部に設置されたレーザ干渉計
（不図示）によりウエハ９のＸ座標、Ｙ座標、及び回転
角が常時計測され、計測値が中央制御系１５に供給され
ている。ウエハ９の各ショット領域にはＸ軸の回折格子
状のウエハマークＷＭ及びＹ軸の回折格子状のウエハマ
ーク（不図示）が付設されている。
介してウエハステージ１１上に載置されている。ウエハ
ステージ１１は投影光学系２１の光軸ＡＸに垂直な平面
内でＸ方向、Ｙ方向、及び回転方向（θ方向）にウエハ
９の位置決めを行うと共にウエハ９の焦点方向（Ｚ方
向）の位置決めも行う。ウエハステージ１１上に固定さ
れた移動鏡１３、及び外部に設置されたレーザ干渉計
（不図示）によりウエハ９のＸ座標、Ｙ座標、及び回転
角が常時計測され、計測値が中央制御系１５に供給され
ている。ウエハ９の各ショット領域にはＸ軸の回折格子
状のウエハマークＷＭ及びＹ軸の回折格子状のウエハマ
ーク（不図示）が付設されている。
【００１８】また、ウエハステージ１１上のウエハ９の
近傍にはウエハマークと同じピッチの格子状の基準マー
ク等が形成された基準マーク部材１６が固定され、後述
のアライメントセンサ１のキャリブレーション時には、
基準マーク部材１６が投影光学系２１の露光フィールド
内に移動され、基準マーク部材１６上の基準マークがウ
エハマークと同様にアライメント照明光により照明され
る。この基準マークは、照射されるアライメント照明光
より計測方向及び非計測方向の幅が共に広く形成されて
いる。図２ではその内、Ｘ軸用の基準マークＫＭＸ１を
示す。
近傍にはウエハマークと同じピッチの格子状の基準マー
ク等が形成された基準マーク部材１６が固定され、後述
のアライメントセンサ１のキャリブレーション時には、
基準マーク部材１６が投影光学系２１の露光フィールド
内に移動され、基準マーク部材１６上の基準マークがウ
エハマークと同様にアライメント照明光により照明され
る。この基準マークは、照射されるアライメント照明光
より計測方向及び非計測方向の幅が共に広く形成されて
いる。図２ではその内、Ｘ軸用の基準マークＫＭＸ１を
示す。
【００１９】図３は、基準マーク部材１６の構成を説明
するための平面図を示し、この図３に示すように、基準
マーク部材１６の左右方向（Ｘ方向）の端部中央にはア
ライメント用の十字状の基準マーク（以下、「アライメ
ント基準マーク」という）ＫＭＡ，ＫＭＢが形成されて
いる。レチクルアライメント時にはこのアライメント基
準マークＫＭＡ，ＫＭＢとレチクル６上の不図示のアラ
イメントマークとを不図示のレチクルアライメントセン
サで観察することによりレチクル６のアライメント、即
ち基準マーク部材１６の中心のレチクル６の投影像の中
心（露光中心）への設定が行われる。
するための平面図を示し、この図３に示すように、基準
マーク部材１６の左右方向（Ｘ方向）の端部中央にはア
ライメント用の十字状の基準マーク（以下、「アライメ
ント基準マーク」という）ＫＭＡ，ＫＭＢが形成されて
いる。レチクルアライメント時にはこのアライメント基
準マークＫＭＡ，ＫＭＢとレチクル６上の不図示のアラ
イメントマークとを不図示のレチクルアライメントセン
サで観察することによりレチクル６のアライメント、即
ち基準マーク部材１６の中心のレチクル６の投影像の中
心（露光中心）への設定が行われる。
【００２０】これらのアライメント基準マークＫＭＡ，
ＫＭＢの内側に近接してそれぞれＹ軸用の基準マークＫ
ＭＹ１，ＫＭＹ２が形成されている。また、基準マーク
部材１６のＹ方向の両端部近傍の中央にＸ軸用の基準マ
ークＫＭＸ１，ＫＭＸ２が形成されている。本例の投影
露光装置にはＸ軸に２軸、Ｙ軸に２軸、計４軸のアライ
メントセンサが設置されており、これらの４軸のアライ
メントセンサによりそれぞれ基準マークＫＭＸ１，ＫＭ
Ｘ２，ＫＭＹ１，ＫＭＹ２の位置ずれが検出される。図
２ではその内１つのＸ軸用の第１のアライメントセンサ
１を示す。以下では、もう１つのＸ軸用のアライメント
センサをＸ軸用の第２のアライメントセンサと呼び、Ｙ
軸用の２つのアライメントセンサをＹ軸用の第１及び第
２のアライメントセンサと呼ぶ。
ＫＭＢの内側に近接してそれぞれＹ軸用の基準マークＫ
ＭＹ１，ＫＭＹ２が形成されている。また、基準マーク
部材１６のＹ方向の両端部近傍の中央にＸ軸用の基準マ
ークＫＭＸ１，ＫＭＸ２が形成されている。本例の投影
露光装置にはＸ軸に２軸、Ｙ軸に２軸、計４軸のアライ
メントセンサが設置されており、これらの４軸のアライ
メントセンサによりそれぞれ基準マークＫＭＸ１，ＫＭ
Ｘ２，ＫＭＹ１，ＫＭＹ２の位置ずれが検出される。図
２ではその内１つのＸ軸用の第１のアライメントセンサ
１を示す。以下では、もう１つのＸ軸用のアライメント
センサをＸ軸用の第２のアライメントセンサと呼び、Ｙ
軸用の２つのアライメントセンサをＹ軸用の第１及び第
２のアライメントセンサと呼ぶ。
【００２１】図２に戻り、本例でＴＴＲアライメントを
行うアライメントセンサ１は、レチクル６の上方に設置
されている。本例のアライメントセンサ１は、図２中点
線の枠で示すように、アライメント光学系２、ダイクロ
イックミラー４０、及びダイクロイックミラー４０の右
方の対物レンズ３９から構成されている。また、アライ
メントセンサ１は、センサ駆動系１４によりＸ方向、Ｙ
方向、及びＺ方向に自在に移動できるようになってお
り、センサ駆動系１４を制御する中央制御系１５の指令
により必要に応じ所定の位置まで移動する。なお、アラ
イメントセンサ１はＸ方向の位置ずれを計測するもので
あるが、前述のように同様のＴＴＲ方式のアライメント
センサはＸ方向の計測のためにもう１軸、Ｙ方向の計測
用として２軸、計４軸分が設置されており、レチクル６
とウエハ９とのＸ方向、Ｙ方向、及び回転方向の位置ず
れ量が計測できるようになっている。以下では、Ｘ方向
の位置決め方法を例に取って説明する。
行うアライメントセンサ１は、レチクル６の上方に設置
されている。本例のアライメントセンサ１は、図２中点
線の枠で示すように、アライメント光学系２、ダイクロ
イックミラー４０、及びダイクロイックミラー４０の右
方の対物レンズ３９から構成されている。また、アライ
メントセンサ１は、センサ駆動系１４によりＸ方向、Ｙ
方向、及びＺ方向に自在に移動できるようになってお
り、センサ駆動系１４を制御する中央制御系１５の指令
により必要に応じ所定の位置まで移動する。なお、アラ
イメントセンサ１はＸ方向の位置ずれを計測するもので
あるが、前述のように同様のＴＴＲ方式のアライメント
センサはＸ方向の計測のためにもう１軸、Ｙ方向の計測
用として２軸、計４軸分が設置されており、レチクル６
とウエハ９とのＸ方向、Ｙ方向、及び回転方向の位置ず
れ量が計測できるようになっている。以下では、Ｘ方向
の位置決め方法を例に取って説明する。
【００２２】アライメントセンサ１によりアライメント
を行う際には、アライメント光学系２中の２つのレーザ
光源から射出されたレーザビームは、所定の周波数変調
を受けてアライメント光として射出される。アライメン
ト光としては、ウエハ９上に塗布されているフォトレジ
ストに対する感光性の弱い波長域の光（例えばＨｅ−Ｎ
ｅレーザ光源からの波長６３３ｎｍのレーザビーム等）
が使用される。このアライメント光は対物レンズ３９、
ダイクロイックミラー４０を介してレチクル６上の回折
格子状のＸ軸のレチクルマークＲＭ、及び光透過性の窓
部（レチクル窓）ＲＷに照射され、レチクル窓ＲＷを透
過したアライメント光がウエハ９上の位置決め対象のシ
ョット領域に付設されたＸ軸のウエハマークＷＭに照射
される。
を行う際には、アライメント光学系２中の２つのレーザ
光源から射出されたレーザビームは、所定の周波数変調
を受けてアライメント光として射出される。アライメン
ト光としては、ウエハ９上に塗布されているフォトレジ
ストに対する感光性の弱い波長域の光（例えばＨｅ−Ｎ
ｅレーザ光源からの波長６３３ｎｍのレーザビーム等）
が使用される。このアライメント光は対物レンズ３９、
ダイクロイックミラー４０を介してレチクル６上の回折
格子状のＸ軸のレチクルマークＲＭ、及び光透過性の窓
部（レチクル窓）ＲＷに照射され、レチクル窓ＲＷを透
過したアライメント光がウエハ９上の位置決め対象のシ
ョット領域に付設されたＸ軸のウエハマークＷＭに照射
される。
【００２３】そして、ウエハマークＷＭでの回折により
生じたヘテロダインビーム、及びレチクルマークＲＭで
の回折により生じたヘテロダインビームが、ダイクロイ
ックミラー４０、及び対物レンズ３９を経てアライメン
ト光学系２に戻り、アライメント光学系２内の受光系で
３つのビート信号が生成される。これらのビート信号が
不図示のアライメント信号処理系に供給され、ここでレ
チクルからのレチクルビート信号とウエハからのウエハ
ビート信号との位相差が検出され、検出された位相差が
中央制御系１５に供給される。中央制御系１５には各種
の演算を行う演算系１５ａが付随しており、中央制御系
１５から供給される情報に基づいて必要な演算を行い、
その演算結果を中央制御系１５に供給する。
生じたヘテロダインビーム、及びレチクルマークＲＭで
の回折により生じたヘテロダインビームが、ダイクロイ
ックミラー４０、及び対物レンズ３９を経てアライメン
ト光学系２に戻り、アライメント光学系２内の受光系で
３つのビート信号が生成される。これらのビート信号が
不図示のアライメント信号処理系に供給され、ここでレ
チクルからのレチクルビート信号とウエハからのウエハ
ビート信号との位相差が検出され、検出された位相差が
中央制御系１５に供給される。中央制御系１５には各種
の演算を行う演算系１５ａが付随しており、中央制御系
１５から供給される情報に基づいて必要な演算を行い、
その演算結果を中央制御系１５に供給する。
【００２４】ここで、アライメント光学系２及びレーザ
ビームの光路について更に詳しく説明する。本例では、
第１の光源３１Ａ及び第２の光源３１Ｂの２つの光源を
使用し、それら２つの光源３１Ａ，３１Ｂからそれぞれ
射出される異なった２つの波長のレーザビームを使用し
ている。１波長のみのレーザビームでは、ウエハ表面の
反射率やウエハ表面に塗布されたフォトレジストの屈折
率及び反射率により、ウエハ表面からの反射光の信号強
度が変化して安定した信号が得られないが、２つの波長
をもつレーザビームによれば、ウエハの表面やフォトレ
ジストの状態にかかわらず安定した信号強度を得ること
ができるからである。そして、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ
光源よりなる第１の光源３１Ａからは波長λ1 のレーザ
ビームが射出され、例えばレーザダイオードよりなる第
２の光源３１Ｂからは波長λ2 のレーザビームが射出さ
れる。
ビームの光路について更に詳しく説明する。本例では、
第１の光源３１Ａ及び第２の光源３１Ｂの２つの光源を
使用し、それら２つの光源３１Ａ，３１Ｂからそれぞれ
射出される異なった２つの波長のレーザビームを使用し
ている。１波長のみのレーザビームでは、ウエハ表面の
反射率やウエハ表面に塗布されたフォトレジストの屈折
率及び反射率により、ウエハ表面からの反射光の信号強
度が変化して安定した信号が得られないが、２つの波長
をもつレーザビームによれば、ウエハの表面やフォトレ
ジストの状態にかかわらず安定した信号強度を得ること
ができるからである。そして、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ
光源よりなる第１の光源３１Ａからは波長λ1 のレーザ
ビームが射出され、例えばレーザダイオードよりなる第
２の光源３１Ｂからは波長λ2 のレーザビームが射出さ
れる。
【００２５】光源３１Ａからのレーザビームはダイクロ
イックミラー４２を透過し、光源３１Ｂからのレーザビ
ームはダイクロイックミラー４２で水平方向に反射され
る。そして、２つの光源３１Ａ，３１Ｂからの２つのレ
ーザビームはダイクロイックミラー４２を出たところで
１つのレーザビームＢ0 に合成される。ダイクロイック
ミラー４２からのレーザビームＢ0 は、ハーフミラー３
２によりハーフミラー３２を透過するレーザビームＢ1
とハーフミラー３２で反射されるレーザビームＢ2 との
２つのレーザビームに２分割される。レーザビームＢ1
は直接周波数Ｆ 1 で駆動されている音響光学素子（以
下、「ＡＯＭ」と言う）３４ａに入射する。他方のレー
ザビームＢ2 は、ハーフミラー３２で反射された後、反
射ミラー３３でレーザビームＢ1 と平行になるように反
射され、周波数Ｆ2 で駆動されているＡＯＭ３４ｂに入
射する。なお、周波数Ｆ1 及びＦ2 はそれぞれ数１０Ｍ
Ｈｚであり、且つ両周波数の差が一例として５０ｋＨｚ
となっている。ＡＯＭ３４ａ，３４ｂではそれぞれ入射
するレーザビームＢ1 ，Ｂ2 を周波数変調してアライメ
ント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 として射出する。両照明光Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 の周波数差は５０ｋＨｚである。
イックミラー４２を透過し、光源３１Ｂからのレーザビ
ームはダイクロイックミラー４２で水平方向に反射され
る。そして、２つの光源３１Ａ，３１Ｂからの２つのレ
ーザビームはダイクロイックミラー４２を出たところで
１つのレーザビームＢ0 に合成される。ダイクロイック
ミラー４２からのレーザビームＢ0 は、ハーフミラー３
２によりハーフミラー３２を透過するレーザビームＢ1
とハーフミラー３２で反射されるレーザビームＢ2 との
２つのレーザビームに２分割される。レーザビームＢ1
は直接周波数Ｆ 1 で駆動されている音響光学素子（以
下、「ＡＯＭ」と言う）３４ａに入射する。他方のレー
ザビームＢ2 は、ハーフミラー３２で反射された後、反
射ミラー３３でレーザビームＢ1 と平行になるように反
射され、周波数Ｆ2 で駆動されているＡＯＭ３４ｂに入
射する。なお、周波数Ｆ1 及びＦ2 はそれぞれ数１０Ｍ
Ｈｚであり、且つ両周波数の差が一例として５０ｋＨｚ
となっている。ＡＯＭ３４ａ，３４ｂではそれぞれ入射
するレーザビームＢ1 ，Ｂ2 を周波数変調してアライメ
ント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 として射出する。両照明光Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 の周波数差は５０ｋＨｚである。
【００２６】ＡＯＭ３４ａ，３４ｂにより周波数が変調
されたアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、それぞれ
ハーフミラー３５に入射し、所定の割合の照明光が透過
して調整光学系４３に入射する。ハーフミラー３５で下
方に反射されたアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、
集光レンズ３６により参照格子３７上に集光され、参照
格子３７からの±１次回折光よりなるヘテロダインビー
ムが光電検出素子３８に入射し、光電検出素子３８から
周波数５０ｋＨｚの参照ビート信号が出力される。
されたアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、それぞれ
ハーフミラー３５に入射し、所定の割合の照明光が透過
して調整光学系４３に入射する。ハーフミラー３５で下
方に反射されたアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、
集光レンズ３６により参照格子３７上に集光され、参照
格子３７からの±１次回折光よりなるヘテロダインビー
ムが光電検出素子３８に入射し、光電検出素子３８から
周波数５０ｋＨｚの参照ビート信号が出力される。
【００２７】調整光学系４３は、波長λ1 ，λ2 の２色
のアライメント照明光のウエハ９上での相対入射角を変
化させる不図示の直視プリズム、及びテレセントリック
性を調整するための光学系等を含み、調整光学系４３は
これらの直視プリズム及び光学系を駆動するそれぞれの
駆動系を介して中央制御系１５により制御されている。
調整光学系４３を出たアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 は、対物レンズ３９を介してダイクロイックミラー４
０に向かう。以上のように、アライメントセンサ１内で
生成され、波長λ0 の露光照明光ＩＬと異なる波長
λ1 ，λ2 からなる一対のアライメント照明光ＬＢ1 ，
ＬＢ2 が、ダイクロイックミラー４０で方向が変えられ
た後、レチクル６に向けて射出される。
のアライメント照明光のウエハ９上での相対入射角を変
化させる不図示の直視プリズム、及びテレセントリック
性を調整するための光学系等を含み、調整光学系４３は
これらの直視プリズム及び光学系を駆動するそれぞれの
駆動系を介して中央制御系１５により制御されている。
調整光学系４３を出たアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 は、対物レンズ３９を介してダイクロイックミラー４
０に向かう。以上のように、アライメントセンサ１内で
生成され、波長λ0 の露光照明光ＩＬと異なる波長
λ1 ，λ2 からなる一対のアライメント照明光ＬＢ1 ，
ＬＢ2 が、ダイクロイックミラー４０で方向が変えられ
た後、レチクル６に向けて射出される。
【００２８】アライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の約１
／２は、レチクル６の下面に形成された回折格子状のレ
チクルマークＲＭ上に集光され、一部がレチクルマーク
ＲＭから反射され、一部がレチクルマークＲＭで回折さ
れる。この場合、アライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 は、ＹＺ平面に平行で且つ光軸ＡＸに対して互いに対
称な入射角でレチクルマークＲＭに照射され、レチクル
マークＲＭのピッチは一方の一次回折光が他方の入射方
向に戻るように設定されている。従って、レチクルマー
クＲＭによる照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の反射光（０次光）
は互いに光路を換える形で反射され、入射光路を逆に戻
ってアライメントセンサ１に戻る。一方、レチクルマー
クＲＭによる照明光ＬＢ1 の＋１次回折光ＬＢ1 +1 と照
明光ＬＢ2 の−１次回折光ＬＢ2 -1 とは、それぞれ入射
時の光路を逆戻りしてアライメントセンサ１の内部に戻
るようになっている。即ち、アライメント照明光ＬＢ1
の０次光とアライメント照明光ＬＢ2 の−１次回折光Ｌ
Ｂ2 -1 とがレチクル側の第１のヘテロダインビームとな
り、＋１次回折光ＬＢ1 +1 とアライメント照明光ＬＢ2
の０次光とがレチクル側の第２のヘテロダインビームと
なる。
／２は、レチクル６の下面に形成された回折格子状のレ
チクルマークＲＭ上に集光され、一部がレチクルマーク
ＲＭから反射され、一部がレチクルマークＲＭで回折さ
れる。この場合、アライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 は、ＹＺ平面に平行で且つ光軸ＡＸに対して互いに対
称な入射角でレチクルマークＲＭに照射され、レチクル
マークＲＭのピッチは一方の一次回折光が他方の入射方
向に戻るように設定されている。従って、レチクルマー
クＲＭによる照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の反射光（０次光）
は互いに光路を換える形で反射され、入射光路を逆に戻
ってアライメントセンサ１に戻る。一方、レチクルマー
クＲＭによる照明光ＬＢ1 の＋１次回折光ＬＢ1 +1 と照
明光ＬＢ2 の−１次回折光ＬＢ2 -1 とは、それぞれ入射
時の光路を逆戻りしてアライメントセンサ１の内部に戻
るようになっている。即ち、アライメント照明光ＬＢ1
の０次光とアライメント照明光ＬＢ2 の−１次回折光Ｌ
Ｂ2 -1 とがレチクル側の第１のヘテロダインビームとな
り、＋１次回折光ＬＢ1 +1 とアライメント照明光ＬＢ2
の０次光とがレチクル側の第２のヘテロダインビームと
なる。
【００２９】また、アライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2
の残りの部分は、レチクル６のレチクルマークＲＭの近
傍に形成されたレチクル窓ＲＷを通過し、投影光学系２
１中の色収差制御板５に達する。色収差制御板５のアラ
イメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ 2 の通過部分には、それぞ
れ回折格子状の軸上色収差制御素子が形成されており、
アライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 はそれぞれ軸上色収
差制御素子１ａ，１ｂで所定角度だけ曲げられて、回折
格子状のウエハマークＷＭに対し互いに対称な入射角で
照射される。
の残りの部分は、レチクル６のレチクルマークＲＭの近
傍に形成されたレチクル窓ＲＷを通過し、投影光学系２
１中の色収差制御板５に達する。色収差制御板５のアラ
イメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ 2 の通過部分には、それぞ
れ回折格子状の軸上色収差制御素子が形成されており、
アライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 はそれぞれ軸上色収
差制御素子１ａ，１ｂで所定角度だけ曲げられて、回折
格子状のウエハマークＷＭに対し互いに対称な入射角で
照射される。
【００３０】アライメント照明光ＬＢ1 の＋１次回折光
ＬＢ1 +1 とアライメント照明光ＬＢ 2 の−１次回折光Ｌ
Ｂ2 -1 とはそれぞれ真上に発生し、これら２つの回折光
がアライメント検出光（ヘテロダインビーム）となる。
この場合、色収差制御板５の偏向作用により投影光学系
２１によるアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 に対する
軸上色収差が除去されているため、レチクルマークＲＭ
上で交差したアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 がウエ
ハマークＷＭ上でも交差するようになっている。また、
色収差制御板５の軸上色収差制御素子１ａ，１ｂをそれ
ぞれ通過したアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の±１
次回折光ＬＢ1 +1 ，ＬＢ2 -1 は軸上色収差制御素子１ｃ
を通過する。更に、色収差制御板５はアライメント照明
光のウエハ９上での入射位置（横方向の色収差）を制御
する機能も有している。ウエハマークＷＭからのアライ
メント検出光は、色収差制御板５上の別の軸上色収差制
御素子１ｃを通ることによって縦方向の色収差に対応す
る分だけ偏向されて、レチクル窓ＲＷに向かう。その
後、各検出光はレチクル窓ＲＷ、ダイクロイックミラー
４０、及び対物レンズ３９を介して再びアライメント光
学系２へ戻る。
ＬＢ1 +1 とアライメント照明光ＬＢ 2 の−１次回折光Ｌ
Ｂ2 -1 とはそれぞれ真上に発生し、これら２つの回折光
がアライメント検出光（ヘテロダインビーム）となる。
この場合、色収差制御板５の偏向作用により投影光学系
２１によるアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 に対する
軸上色収差が除去されているため、レチクルマークＲＭ
上で交差したアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 がウエ
ハマークＷＭ上でも交差するようになっている。また、
色収差制御板５の軸上色収差制御素子１ａ，１ｂをそれ
ぞれ通過したアライメント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の±１
次回折光ＬＢ1 +1 ，ＬＢ2 -1 は軸上色収差制御素子１ｃ
を通過する。更に、色収差制御板５はアライメント照明
光のウエハ９上での入射位置（横方向の色収差）を制御
する機能も有している。ウエハマークＷＭからのアライ
メント検出光は、色収差制御板５上の別の軸上色収差制
御素子１ｃを通ることによって縦方向の色収差に対応す
る分だけ偏向されて、レチクル窓ＲＷに向かう。その
後、各検出光はレチクル窓ＲＷ、ダイクロイックミラー
４０、及び対物レンズ３９を介して再びアライメント光
学系２へ戻る。
【００３１】レチクルマークＲＭ及びウエハマークＷＭ
からの３組のヘテロダインビームはアライメント光学系
２に戻った後、調整光学系４３を介してハーフミラー３
５により反射され、光電検出素子に受光される。この場
合、図２に示すように、ウエハマークＷＭからの±１次
回折光ＬＢ1 +1 ，ＬＢ2 -1 よりなるヘテロダインビーム
は光電検出素子４１ｃにより受光される。また、レチク
ルマークＲＭからの−１次回折光ＬＢ2 -1 及びレチクル
マークＲＭで反射された照明光ＬＢ1 よりなるヘテロダ
インビームは光電検出素子４１ｂに受光され、レチクル
マークＲＭからの＋１次回折光ＬＢ1 +1 及びレチクルマ
ークＲＭで反射された照明光ＬＢ2 よりなるヘテロダイ
ンビームは光電検出素子４１ａに受光される。光電検出
素子４１ａ，４１ｂからはそれぞれレチクルマークＲＭ
の位置に対応する第１及び第２のレチクルビート信号が
出力され、光電検出素子４１ｃからウエハマークＷＭの
位置に対応するウエハビート信号が出力される。
からの３組のヘテロダインビームはアライメント光学系
２に戻った後、調整光学系４３を介してハーフミラー３
５により反射され、光電検出素子に受光される。この場
合、図２に示すように、ウエハマークＷＭからの±１次
回折光ＬＢ1 +1 ，ＬＢ2 -1 よりなるヘテロダインビーム
は光電検出素子４１ｃにより受光される。また、レチク
ルマークＲＭからの−１次回折光ＬＢ2 -1 及びレチクル
マークＲＭで反射された照明光ＬＢ1 よりなるヘテロダ
インビームは光電検出素子４１ｂに受光され、レチクル
マークＲＭからの＋１次回折光ＬＢ1 +1 及びレチクルマ
ークＲＭで反射された照明光ＬＢ2 よりなるヘテロダイ
ンビームは光電検出素子４１ａに受光される。光電検出
素子４１ａ，４１ｂからはそれぞれレチクルマークＲＭ
の位置に対応する第１及び第２のレチクルビート信号が
出力され、光電検出素子４１ｃからウエハマークＷＭの
位置に対応するウエハビート信号が出力される。
【００３２】２つのレチクルビート信号及びウエハビー
ト信号は、それぞれアライメント信号処理系（不図示）
に供給され、ここで例えば、第１のレチクルビート信号
とウエハビート信号との位相差が検出される。検出され
た位相差は中央制御系１５に供給される。例えばダイ・
バイ・ダイ方式（以下、「Ｄ／Ｄ方式」ともいう）のア
ライメント（露光）を行う場合には、中央制御系１５
は、両ビート信号の位相差に基づき、レチクルマークと
ウエハマークとの位置ずれが所定の目標追い込み値にな
るように、ウエハステージ１１の位置を調整する。その
後、レチクル６のパターン像がウエハ９の当該ショット
領域に投影露光される。
ト信号は、それぞれアライメント信号処理系（不図示）
に供給され、ここで例えば、第１のレチクルビート信号
とウエハビート信号との位相差が検出される。検出され
た位相差は中央制御系１５に供給される。例えばダイ・
バイ・ダイ方式（以下、「Ｄ／Ｄ方式」ともいう）のア
ライメント（露光）を行う場合には、中央制御系１５
は、両ビート信号の位相差に基づき、レチクルマークと
ウエハマークとの位置ずれが所定の目標追い込み値にな
るように、ウエハステージ１１の位置を調整する。その
後、レチクル６のパターン像がウエハ９の当該ショット
領域に投影露光される。
【００３３】次に、本例の露光動作につき主に図１を参
照して説明する。本例では、基準マーク部材１６上の基
準マークに製造誤差がある場合、アライメントセンサの
基準マーク上の検出点の位置により発生する測定誤差
（オフセット）を正確に計測してオフセット取りを行う
と共に、それに基づいてベースライン量を補正するもの
である。
照して説明する。本例では、基準マーク部材１６上の基
準マークに製造誤差がある場合、アライメントセンサの
基準マーク上の検出点の位置により発生する測定誤差
（オフセット）を正確に計測してオフセット取りを行う
と共に、それに基づいてベースライン量を補正するもの
である。
【００３４】図１は、本例の露光方法を説明するための
フローチャートを示す。なお、予め本例の４軸のアライ
メントセンサにより初期のオフセット取りが既に行わ
れ、そのとき検出されたオフセット量が中央制御系１５
に記憶されているものとする。即ち、その初期のオフセ
ット取りの際には、例えば図３の基準マーク部材１６を
露光フィールドに移動して、基準マーク部材１６上のア
ライメント基準マークとテストプリント用のレチクル上
のレチクルマークとを、不図示のレチクルアライメント
センサを用いて位置合わせした状態で、４軸のアライメ
ントセンサによって基準マークＫＭＸ１，ＫＭＸ２，Ｋ
ＭＹ１，ＫＭＹ２と対応するレチクル上のアライメント
マークとの位置ずれ量ＢＸ１，ＢＸ２，ＢＹ１，ＢＹ２
を計測して、目標値として記憶する。この際の４軸のア
ライメントセンサによる基準マークＫＭＸ１，ＫＭＸ
２，ＫＭＹ１，ＫＭＹ２上の計測点を点線で示す計測点
４５Ｘ１，４５Ｘ２，４５Ｙ１，４５Ｙ２とする。従っ
て、図２のＸ軸のアライメントセンサ１による計測点は
基準マークＫＭＸ１上の計測点４５Ｘ１となる。
フローチャートを示す。なお、予め本例の４軸のアライ
メントセンサにより初期のオフセット取りが既に行わ
れ、そのとき検出されたオフセット量が中央制御系１５
に記憶されているものとする。即ち、その初期のオフセ
ット取りの際には、例えば図３の基準マーク部材１６を
露光フィールドに移動して、基準マーク部材１６上のア
ライメント基準マークとテストプリント用のレチクル上
のレチクルマークとを、不図示のレチクルアライメント
センサを用いて位置合わせした状態で、４軸のアライメ
ントセンサによって基準マークＫＭＸ１，ＫＭＸ２，Ｋ
ＭＹ１，ＫＭＹ２と対応するレチクル上のアライメント
マークとの位置ずれ量ＢＸ１，ＢＸ２，ＢＹ１，ＢＹ２
を計測して、目標値として記憶する。この際の４軸のア
ライメントセンサによる基準マークＫＭＸ１，ＫＭＸ
２，ＫＭＹ１，ＫＭＹ２上の計測点を点線で示す計測点
４５Ｘ１，４５Ｘ２，４５Ｙ１，４５Ｙ２とする。従っ
て、図２のＸ軸のアライメントセンサ１による計測点は
基準マークＫＭＸ１上の計測点４５Ｘ１となる。
【００３５】次に、重ね焼き用のウエハを露光フィール
ドに移動して、４軸のアライメントセンサによってウエ
ハ上の露光対象のショット領域に付設されたウエハマー
クと、対応するレチクル上のレチクルマークとの位置ず
れ量が上述の目標値ＢＸ１，ＢＸ２，ＢＹ１，ＢＹ２と
なるように位置合わせを行って、レチクル上のパターン
を投影光学系２１を介してウエハ上に投影露光する。そ
の後、ウエハの現像を行って、ウエハ上に既に形成され
ていたパターンと今回露光されたパターンとの位置ずれ
量ａＸ１，ａＸ２，ａＹ１，ａＹ２を実測する。このよ
うに残留している位置ずれ量ａＸ１，ａＸ２，ａＹ１，
ａＹ２が各アライメントセンサのオフセットとなり、そ
の後は各アライメントセンサの計測値から対応するオフ
セットを差し引いて得られる結果に基づいてアライメン
トが実行される。
ドに移動して、４軸のアライメントセンサによってウエ
ハ上の露光対象のショット領域に付設されたウエハマー
クと、対応するレチクル上のレチクルマークとの位置ず
れ量が上述の目標値ＢＸ１，ＢＸ２，ＢＹ１，ＢＹ２と
なるように位置合わせを行って、レチクル上のパターン
を投影光学系２１を介してウエハ上に投影露光する。そ
の後、ウエハの現像を行って、ウエハ上に既に形成され
ていたパターンと今回露光されたパターンとの位置ずれ
量ａＸ１，ａＸ２，ａＹ１，ａＹ２を実測する。このよ
うに残留している位置ずれ量ａＸ１，ａＸ２，ａＹ１，
ａＹ２が各アライメントセンサのオフセットとなり、そ
の後は各アライメントセンサの計測値から対応するオフ
セットを差し引いて得られる結果に基づいてアライメン
トが実行される。
【００３６】以下では、代表的に図２のＸ軸のアライメ
ントセンサ１の光学調整及びオフセット取り等の動作に
つき説明する。この場合、基準マーク部材１６上のＸ軸
の基準マークＫＭＸ１上の計測点４５Ｘ１は初期のオフ
セット取りが行われた位置であるため、計測点４５Ｘ１
を基準マークＫＭＸ１の原点、即ち製造誤差が０の位置
とみなすことができる。また、以下ではそのアライメン
トセンサ１の初期のオフセットをａとして説明する。
ントセンサ１の光学調整及びオフセット取り等の動作に
つき説明する。この場合、基準マーク部材１６上のＸ軸
の基準マークＫＭＸ１上の計測点４５Ｘ１は初期のオフ
セット取りが行われた位置であるため、計測点４５Ｘ１
を基準マークＫＭＸ１の原点、即ち製造誤差が０の位置
とみなすことができる。また、以下ではそのアライメン
トセンサ１の初期のオフセットをａとして説明する。
【００３７】図１に示すように、ステップ１０１におい
て、先ずレチクル６を図２のレチクルステージ１０上に
搬送した後、ウエハステージ１１上の基準マーク部材１
６が投影光学系２１の露光フィールド内に位置するよう
にウエハステージ１１を駆動する。そして、不図示のレ
チクルアライメントセンサを用いて、レチクル６の２個
のアライメントマークを図３に示す基準マーク部材１６
のアライメント基準マークＫＭＡ，ＫＭＢに対して位置
決めする。これによって、基準マーク部材１６上の中心
が露光中心に合わせ込まれる。そして、中央制御系１５
は露光対象とするレチクル及びウエハの各種条件が記録
されている不図示の露光用のデータファイルからレチク
ル６上のレチクルマークＲＭの位置、及び露光対象のウ
エハの各ショット領域のウエハマークの位置を読み込
み、ステップ１０２においてセンサ駆動系１４を介して
アライメントセンサ１の位置を設定する。
て、先ずレチクル６を図２のレチクルステージ１０上に
搬送した後、ウエハステージ１１上の基準マーク部材１
６が投影光学系２１の露光フィールド内に位置するよう
にウエハステージ１１を駆動する。そして、不図示のレ
チクルアライメントセンサを用いて、レチクル６の２個
のアライメントマークを図３に示す基準マーク部材１６
のアライメント基準マークＫＭＡ，ＫＭＢに対して位置
決めする。これによって、基準マーク部材１６上の中心
が露光中心に合わせ込まれる。そして、中央制御系１５
は露光対象とするレチクル及びウエハの各種条件が記録
されている不図示の露光用のデータファイルからレチク
ル６上のレチクルマークＲＭの位置、及び露光対象のウ
エハの各ショット領域のウエハマークの位置を読み込
み、ステップ１０２においてセンサ駆動系１４を介して
アライメントセンサ１の位置を設定する。
【００３８】次に、ステップ１０３において、アライメ
ントセンサ１に対して各種光学調整が自動で行われる。
このステップ１０３の調整工程では、ステップ１０２で
移動されたアライメントセンサ１において、アライメン
ト照明光の光軸の計測方向及び非計測方向におけるテレ
セントリック性の調整、２つの波長λ1 ，λ2 の照明光
のウエハ９上への入射角度の調整、及びアライメント照
明光のウエハ９上での照射位置の調整等が行われる。
ントセンサ１に対して各種光学調整が自動で行われる。
このステップ１０３の調整工程では、ステップ１０２で
移動されたアライメントセンサ１において、アライメン
ト照明光の光軸の計測方向及び非計測方向におけるテレ
セントリック性の調整、２つの波長λ1 ，λ2 の照明光
のウエハ９上への入射角度の調整、及びアライメント照
明光のウエハ９上での照射位置の調整等が行われる。
【００３９】また、このようにアライメントセンサ１が
移動すると、オフセットが初期値ａから変化している恐
れがある。そこで、アライメントセンサ１について以下
のようにオフセット取りを行う。先ず、ステップ１０４
でアライメントセンサ１を固定し、基準マーク部材１６
の中心を露光中心に合わせた状態で、基準部材１６の基
準マークＫＭＸ１にアライメント照明光を照射し、基準
マークＫＭＸ１に対応するウエハビート信号を取り込
み、レチクルマークＲＭに対応するレチクルビート信号
との位相差より両マークのＸ方向への位置ずれ量を求
め、中央制御系１５に記憶する。図３に示すように、基
準マーク部材１６上の基準マークＫＭＹ１の位置を検出
するアライメントセンサ１からのアライメント照明光Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 が実線で示す矩形の測定点４６Ｘ１に照射
され、位置ずれ量が測定される。ここで求められた位置
ずれ量をΔＸ1 とする。図３には、第１のアライメント
センサ１以外のアライメントセンサ、即ちＸ軸用の第２
のアライメントセンサ、及びＹ軸用の第１及び第２のア
ライメントセンサからのアライメント照明光の移動後の
測定点４６Ｘ２、及び測定点４６Ｙ１，４６Ｙ２も共に
示す。
移動すると、オフセットが初期値ａから変化している恐
れがある。そこで、アライメントセンサ１について以下
のようにオフセット取りを行う。先ず、ステップ１０４
でアライメントセンサ１を固定し、基準マーク部材１６
の中心を露光中心に合わせた状態で、基準部材１６の基
準マークＫＭＸ１にアライメント照明光を照射し、基準
マークＫＭＸ１に対応するウエハビート信号を取り込
み、レチクルマークＲＭに対応するレチクルビート信号
との位相差より両マークのＸ方向への位置ずれ量を求
め、中央制御系１５に記憶する。図３に示すように、基
準マーク部材１６上の基準マークＫＭＹ１の位置を検出
するアライメントセンサ１からのアライメント照明光Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 が実線で示す矩形の測定点４６Ｘ１に照射
され、位置ずれ量が測定される。ここで求められた位置
ずれ量をΔＸ1 とする。図３には、第１のアライメント
センサ１以外のアライメントセンサ、即ちＸ軸用の第２
のアライメントセンサ、及びＹ軸用の第１及び第２のア
ライメントセンサからのアライメント照明光の移動後の
測定点４６Ｘ２、及び測定点４６Ｙ１，４６Ｙ２も共に
示す。
【００４０】次に、ステップ１０５において、ウエハス
テージ１１を駆動して、装置の初期のオフセット取りを
行った計測点４５Ｘ１にアライメント照明光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2が照射されるように、基準マークＫＭＸ１を移動さ
せ、そのときのウエハステージ１１のＸ方向への移動量
を記憶する。言い換えると、投影光学系２１の投影倍率
をβとして、ステップ１０２でのアライメントセンサ１
の移動量のβ倍の移動量だけ逆方向にウエハステージ１
１が移動する。図３ではアライメントセンサ１のアライ
メント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 が、オフセット取りを行っ
た測定点４５Ｘ１に照射されるように位置決めされる。
このとき、測定点４６Ｘ１から測定点４５Ｘ１までのウ
エハステージ１１のＸ方向への移動量をＸ2 とし、基準
マークＫＭＸ１のマークピッチの整数倍とＸ2 との差を
ΔＸ2 とする。そして、ステップ１０６で、基準マーク
ＫＭＸ１に対応するウエハビート信号を取り込み、レチ
クルマークＲＭに対応するレチクルビート信号との位相
差より両マークの位置ずれ量を求める。ここで求められ
た位置ずれ量をΔＸ3 とする。一般にＬＩＡ方式では計
測対象マークのピッチの±１／４又は１／２の範囲内で
のみ正確に位置検出が行われるが、ここではウエハステ
ージ１１の移動量より、基準マークのピッチの例えば±
１／４倍を単位とする位置ずれ量もΔＸ3 に含まれてい
るものとする。次に、演算系１５ａにより基準マークＫ
ＭＸ１の測定点４６Ｘ１での製造誤差ｂを次式より算出
する。
テージ１１を駆動して、装置の初期のオフセット取りを
行った計測点４５Ｘ１にアライメント照明光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2が照射されるように、基準マークＫＭＸ１を移動さ
せ、そのときのウエハステージ１１のＸ方向への移動量
を記憶する。言い換えると、投影光学系２１の投影倍率
をβとして、ステップ１０２でのアライメントセンサ１
の移動量のβ倍の移動量だけ逆方向にウエハステージ１
１が移動する。図３ではアライメントセンサ１のアライ
メント照明光ＬＢ1 ，ＬＢ2 が、オフセット取りを行っ
た測定点４５Ｘ１に照射されるように位置決めされる。
このとき、測定点４６Ｘ１から測定点４５Ｘ１までのウ
エハステージ１１のＸ方向への移動量をＸ2 とし、基準
マークＫＭＸ１のマークピッチの整数倍とＸ2 との差を
ΔＸ2 とする。そして、ステップ１０６で、基準マーク
ＫＭＸ１に対応するウエハビート信号を取り込み、レチ
クルマークＲＭに対応するレチクルビート信号との位相
差より両マークの位置ずれ量を求める。ここで求められ
た位置ずれ量をΔＸ3 とする。一般にＬＩＡ方式では計
測対象マークのピッチの±１／４又は１／２の範囲内で
のみ正確に位置検出が行われるが、ここではウエハステ
ージ１１の移動量より、基準マークのピッチの例えば±
１／４倍を単位とする位置ずれ量もΔＸ3 に含まれてい
るものとする。次に、演算系１５ａにより基準マークＫ
ＭＸ１の測定点４６Ｘ１での製造誤差ｂを次式より算出
する。
【００４１】ｂ＝ΔＸ2 −（ΔＸ3 −ΔＸ1 ） そして、求められた製造誤差ｂを中央制御系１５で記憶
する。Ｘ軸用の第１のアライメントセンサ１に対して以
上のステップ１０４〜１０６が終了すると、ステップ１
０７で全て（全軸）のアライメントセンサでの計測が終
了したかどうかを確認する。全軸のアライメントセンサ
に対する計測が終了していない場合は再びステップ１０
４に戻り、次のアライメントセンサに対して順次ステッ
プ１０４〜１０６が繰り返され、全軸のアライメントセ
ンサに対する計測が終了した時点でステップ１０８に移
行する。
する。Ｘ軸用の第１のアライメントセンサ１に対して以
上のステップ１０４〜１０６が終了すると、ステップ１
０７で全て（全軸）のアライメントセンサでの計測が終
了したかどうかを確認する。全軸のアライメントセンサ
に対する計測が終了していない場合は再びステップ１０
４に戻り、次のアライメントセンサに対して順次ステッ
プ１０４〜１０６が繰り返され、全軸のアライメントセ
ンサに対する計測が終了した時点でステップ１０８に移
行する。
【００４２】以上、ステップ１０７までのステップによ
り、Ｘ軸用の第１，第２のアライメントセンサ、及びＹ
軸用の第１、第２のアライメントセンサの移動後の測定
点での基準マークの製造誤差が検出され、中央制御系１
５に記憶される。以上の作業でアライメントセンサの基
準マークを用いたオフセット取りが終了し、次のステッ
プ１０８でベースラインチェックが行われる。このベー
スラインチェックは、アライメントセンサの検出中心と
レチクル６の投影パターンの中心（露光中心）との位置
ずれ量を計測するものであり、再び基準マーク部材１６
上のアライメント基準マークＫＭＡ，ＫＭＢをレチクル
６上のアライメントマークに合わせた状態で、基準マー
ク部材１６上の基準マークと対応するレチクル６上のレ
チクルマークとの位置ずれ量を計測する。この場合も４
軸のアライメントセンサによりＸ方向に２つ、Ｙ方向に
２つ、計４つの位置ずれ量のデータが検出されるが、こ
こでもＸ軸用の第１のアライメントセンサ１に関する位
置ずれ量ｃにより代表させるものとする。ここで、求め
られた位置ずれ量ｃ、即ちベースライン量を先に求めら
れたオフセットａ及び製造誤差ｂに基づいて補正し、演
算系１５ａにより最終的なベースライン量Ｂを次式より
求める。
り、Ｘ軸用の第１，第２のアライメントセンサ、及びＹ
軸用の第１、第２のアライメントセンサの移動後の測定
点での基準マークの製造誤差が検出され、中央制御系１
５に記憶される。以上の作業でアライメントセンサの基
準マークを用いたオフセット取りが終了し、次のステッ
プ１０８でベースラインチェックが行われる。このベー
スラインチェックは、アライメントセンサの検出中心と
レチクル６の投影パターンの中心（露光中心）との位置
ずれ量を計測するものであり、再び基準マーク部材１６
上のアライメント基準マークＫＭＡ，ＫＭＢをレチクル
６上のアライメントマークに合わせた状態で、基準マー
ク部材１６上の基準マークと対応するレチクル６上のレ
チクルマークとの位置ずれ量を計測する。この場合も４
軸のアライメントセンサによりＸ方向に２つ、Ｙ方向に
２つ、計４つの位置ずれ量のデータが検出されるが、こ
こでもＸ軸用の第１のアライメントセンサ１に関する位
置ずれ量ｃにより代表させるものとする。ここで、求め
られた位置ずれ量ｃ、即ちベースライン量を先に求めら
れたオフセットａ及び製造誤差ｂに基づいて補正し、演
算系１５ａにより最終的なベースライン量Ｂを次式より
求める。
【００４３】Ｂ＝ｃ＋（ｂ＋ａ） この補正されたベースライン量Ｂは中央制御系１５に記
憶される。他のアライメントセンサに関しても同様にベ
ースライン量が求められる。以上でベースラインチェッ
クを含む一連のアライメントセンサ１に対する光学系の
セットアップが終了し、露光動作に入る。そして、以下
のＤ／Ｄ方式の露光工程において、以上で求められた相
対関係を維持するように露光が行われることになる。先
ず、ステップ１０９において、ウエハ９をウエハステー
ジ１１上にロードし、不図示のサーチアライメントセン
サにより、粗い位置決めであるサーチアライメントを行
う。サーチアライメントによってウエハ９上の大体のシ
ョットの配列座標は求まっており、次のステップ１１０
において、Ｄ／Ｄ方式によりレチクル６の回路パターン
をウエハ９上の各ショット領域に露光する。
憶される。他のアライメントセンサに関しても同様にベ
ースライン量が求められる。以上でベースラインチェッ
クを含む一連のアライメントセンサ１に対する光学系の
セットアップが終了し、露光動作に入る。そして、以下
のＤ／Ｄ方式の露光工程において、以上で求められた相
対関係を維持するように露光が行われることになる。先
ず、ステップ１０９において、ウエハ９をウエハステー
ジ１１上にロードし、不図示のサーチアライメントセン
サにより、粗い位置決めであるサーチアライメントを行
う。サーチアライメントによってウエハ９上の大体のシ
ョットの配列座標は求まっており、次のステップ１１０
において、Ｄ／Ｄ方式によりレチクル６の回路パターン
をウエハ９上の各ショット領域に露光する。
【００４４】Ｄ／Ｄ方式は、前述のように、露光対象の
ショット領域毎にアライメントセンサ１によりレチクル
マークＲＭとウエハマークＷＭとの位置合わせを行っ
て、当該ショット領域に露光するもので、Ｄ／Ｄ方式で
は、グローバルアライメントと呼ばれる複数のショット
領域の計測結果に基づいて配列座標を求める方式に対
し、ウエハ内の非線形誤差等の影響が低減される利点が
ある。更に、本例では、ウエハマークＷＭとレチクルマ
ークＲＭとを露光位置において計測するため、重ね合わ
せ精度がウエハステージの位置決め誤差に影響されな
い。但し、本発明の効果はＤ／Ｄ方式に限定されるもの
でなく、ＴＴＲ方式のアライメントセンサを使用して、
グローバルアライメント方式でアライメントを行う場合
も本発明の適用によって位置決め精度が向上する。
ショット領域毎にアライメントセンサ１によりレチクル
マークＲＭとウエハマークＷＭとの位置合わせを行っ
て、当該ショット領域に露光するもので、Ｄ／Ｄ方式で
は、グローバルアライメントと呼ばれる複数のショット
領域の計測結果に基づいて配列座標を求める方式に対
し、ウエハ内の非線形誤差等の影響が低減される利点が
ある。更に、本例では、ウエハマークＷＭとレチクルマ
ークＲＭとを露光位置において計測するため、重ね合わ
せ精度がウエハステージの位置決め誤差に影響されな
い。但し、本発明の効果はＤ／Ｄ方式に限定されるもの
でなく、ＴＴＲ方式のアライメントセンサを使用して、
グローバルアライメント方式でアライメントを行う場合
も本発明の適用によって位置決め精度が向上する。
【００４５】以上、本例によれば、基準マーク部材に形
成された基準マークの製造誤差を精密に検出するので、
ウエハマークの打ち換え等によりアライメントセンサの
位置を変える場合でも、基準マークの製造誤差に基づく
アライメントセンサの測定誤差（オフセット）が補正さ
れ、レチクル６とウエハ９とを精密に位置合わせするこ
とができる。また、予めアライメントセンサの位置に対
応して基準マークの製造誤差を求めるための多くの時間
及びデータを記憶するための膨大な量のメモリーを必要
としない利点もある。
成された基準マークの製造誤差を精密に検出するので、
ウエハマークの打ち換え等によりアライメントセンサの
位置を変える場合でも、基準マークの製造誤差に基づく
アライメントセンサの測定誤差（オフセット）が補正さ
れ、レチクル６とウエハ９とを精密に位置合わせするこ
とができる。また、予めアライメントセンサの位置に対
応して基準マークの製造誤差を求めるための多くの時間
及びデータを記憶するための膨大な量のメモリーを必要
としない利点もある。
【００４６】次に、本発明の露光方法の実施の形態の他
の例について図４を参照して説明する。前述の例は、ア
ライメントセンサ１をレチクルマーク及びウエハマーク
の位置に応じて移動する毎に基準マークの製造誤差を測
定するものであるが、本例では、予め基準マーク上の所
定の複数の点における製造誤差を計測し、アライメント
センサが移動する毎に基準マークの製造誤差を測定する
ことなく、予め計測された製造誤差に基づいてアライメ
ントセンサ１のオフセットを補正するものである。
の例について図４を参照して説明する。前述の例は、ア
ライメントセンサ１をレチクルマーク及びウエハマーク
の位置に応じて移動する毎に基準マークの製造誤差を測
定するものであるが、本例では、予め基準マーク上の所
定の複数の点における製造誤差を計測し、アライメント
センサが移動する毎に基準マークの製造誤差を測定する
ことなく、予め計測された製造誤差に基づいてアライメ
ントセンサ１のオフセットを補正するものである。
【００４７】図４は、本例の露光動作を説明するための
フローチャートを示し、この図４において、ステップ１
０６Ｂ，１０６Ｃが基準マーク上の測定点の変化に対応
して繰り返される点を除き、図１の例と同様の工程であ
り、同じ工程には同一符号を付し、その詳細説明を省略
する。また、本例の場合はステップ１０１〜１０６まで
は全軸のアライメントセンサによりほぼ同時に計測が行
われるものであり、初期設定時での露光動作を示すもの
である。
フローチャートを示し、この図４において、ステップ１
０６Ｂ，１０６Ｃが基準マーク上の測定点の変化に対応
して繰り返される点を除き、図１の例と同様の工程であ
り、同じ工程には同一符号を付し、その詳細説明を省略
する。また、本例の場合はステップ１０１〜１０６まで
は全軸のアライメントセンサによりほぼ同時に計測が行
われるものであり、初期設定時での露光動作を示すもの
である。
【００４８】図４において、ステップ１０５で基準マー
クをオフセット取りを行った位置に移動し、ステップ１
０６において、レチクル６のレチクルマークと基準マー
クとにアライメントセンサからアライメント照明光を照
射し、アライメント信号（ウエハビート信号、及びレチ
クルビート信号）からレチクルマークと基準マークとの
位置ずれ量を測定する。これにより全軸のアライメント
センサのオフセット取り時の位置ずれ量が測定される。
クをオフセット取りを行った位置に移動し、ステップ１
０６において、レチクル６のレチクルマークと基準マー
クとにアライメントセンサからアライメント照明光を照
射し、アライメント信号（ウエハビート信号、及びレチ
クルビート信号）からレチクルマークと基準マークとの
位置ずれ量を測定する。これにより全軸のアライメント
センサのオフセット取り時の位置ずれ量が測定される。
【００４９】次に、アライメントセンサ毎に対応する基
準マークを所定の間隔だけ移動させ、基準マーク上の複
数の測定点でアライメント信号を取り込みレチクルマー
クとの位置ずれ量を測定し、図１のステップ１０６と同
様に、それらの複数の測定点における基準マークの製造
誤差を計測する。即ち、ステップ１０６Ｂで最初のアラ
イメントセンサに対応する基準マークをオフセット取り
を行った位置から所定の間隔だけ移動し、ステップ１０
６Ｃにおいて、移動した位置でアライメント信号を取り
込み、対応するレチクルマークとの位置ずれ量を測定
し、このときのウエハステージ１１の移動量とマークピ
ッチの整数倍との差に基づいて図１のステップ１０６と
同様に基準マークの製造誤差を測定する。次に、再び基
準マークを所定の間隔だけ移動させ、同様に基準マーク
の製造誤差を計測する。ステップ１０６Ｄにおいて、予
め設定された所定のウエハ基準マー上の測定点に対して
測定が行われたかどうかを確認し、測定が終了していな
い場合は再びステップ１０６Ｂに戻りステップ１０６Ｄ
までのステップが繰り返され、測定が終了した時点でス
テップ１０７に移行する。
準マークを所定の間隔だけ移動させ、基準マーク上の複
数の測定点でアライメント信号を取り込みレチクルマー
クとの位置ずれ量を測定し、図１のステップ１０６と同
様に、それらの複数の測定点における基準マークの製造
誤差を計測する。即ち、ステップ１０６Ｂで最初のアラ
イメントセンサに対応する基準マークをオフセット取り
を行った位置から所定の間隔だけ移動し、ステップ１０
６Ｃにおいて、移動した位置でアライメント信号を取り
込み、対応するレチクルマークとの位置ずれ量を測定
し、このときのウエハステージ１１の移動量とマークピ
ッチの整数倍との差に基づいて図１のステップ１０６と
同様に基準マークの製造誤差を測定する。次に、再び基
準マークを所定の間隔だけ移動させ、同様に基準マーク
の製造誤差を計測する。ステップ１０６Ｄにおいて、予
め設定された所定のウエハ基準マー上の測定点に対して
測定が行われたかどうかを確認し、測定が終了していな
い場合は再びステップ１０６Ｂに戻りステップ１０６Ｄ
までのステップが繰り返され、測定が終了した時点でス
テップ１０７に移行する。
【００５０】ステップ１０７では、全てのアライメント
センサに対して以上のステップ１０６Ｂ〜１０６Ｄの動
作が終了したかどうかを確認する。測定が行われていな
いアライメントセンサが残っている場合は、ステップ１
０６Ｂに戻り、そのアライメントセンサによりステップ
１０Ｂ〜１０６Ｃが繰り返され、全てのアライメントセ
ンサによる測定が終了した時点で次のステップ１０８に
移行する工程となっている。
センサに対して以上のステップ１０６Ｂ〜１０６Ｄの動
作が終了したかどうかを確認する。測定が行われていな
いアライメントセンサが残っている場合は、ステップ１
０６Ｂに戻り、そのアライメントセンサによりステップ
１０Ｂ〜１０６Ｃが繰り返され、全てのアライメントセ
ンサによる測定が終了した時点で次のステップ１０８に
移行する工程となっている。
【００５１】以上の工程で測定された各アライメントセ
ンサに対応する基準マークの所定の複数の測定点におけ
る製造誤差は、製造誤差テーブルとして中央制御系１５
のメモリーに記憶され、以下のＤ／Ｄ露光におけるレチ
クル６とウエハ９との位置合わせを行う際のベースライ
ン量を補正するために使用される。この場合、基準マー
ク上の測定されていない位置における製造誤差は、適当
な補間法を利用して算出すればよい。
ンサに対応する基準マークの所定の複数の測定点におけ
る製造誤差は、製造誤差テーブルとして中央制御系１５
のメモリーに記憶され、以下のＤ／Ｄ露光におけるレチ
クル６とウエハ９との位置合わせを行う際のベースライ
ン量を補正するために使用される。この場合、基準マー
ク上の測定されていない位置における製造誤差は、適当
な補間法を利用して算出すればよい。
【００５２】本例では、基準マークの所定の複数の測定
点における基準マークの製造誤差を予め測定するため、
アライメントセンサの位置に応じて基準マークの製造誤
差を計測する必要がない。従って、予めデータを取る時
間が必要であるが、製造誤差テーブルを保管するための
メモリーの容量が少なくて済むという利点がある。更
に、アライメントセンサを移動した後のオフセット取り
が不要となるため、スループットが向上する利点があ
る。
点における基準マークの製造誤差を予め測定するため、
アライメントセンサの位置に応じて基準マークの製造誤
差を計測する必要がない。従って、予めデータを取る時
間が必要であるが、製造誤差テーブルを保管するための
メモリーの容量が少なくて済むという利点がある。更
に、アライメントセンサを移動した後のオフセット取り
が不要となるため、スループットが向上する利点があ
る。
【００５３】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】本発明の露光方法によれば、アライメン
ト系が移動した際には、自動的にその位置における基準
マークの例えば製造誤差等によって発生するオフセット
を算出し、補正することができる。従って、アライメン
ト系の位置を変更した後でも、テストプリントによる煩
雑なオフセット取りを行うことなく、高精度な重ね合わ
せ精度を実現することができる。また、予めアライメン
ト系の移動範囲に合わせて基準マークの全範囲での製造
誤差を測定する等による時間及び膨大なメモリーを必要
としない利点がある。
ト系が移動した際には、自動的にその位置における基準
マークの例えば製造誤差等によって発生するオフセット
を算出し、補正することができる。従って、アライメン
ト系の位置を変更した後でも、テストプリントによる煩
雑なオフセット取りを行うことなく、高精度な重ね合わ
せ精度を実現することができる。また、予めアライメン
ト系の移動範囲に合わせて基準マークの全範囲での製造
誤差を測定する等による時間及び膨大なメモリーを必要
としない利点がある。
【００５５】また、第３工程における相対位置の補正
が、アライメント系による基板上での検出中心と露光中
心との間隔を調整するためのベースライン計測時に行わ
れる場合には、ベースライン計測値が補正され、基準マ
ークの製造誤差等の残留によるマスクと基板との位置合
わせ精度の低下が抑えられる利点がある。また、本発明
の露光装置によれば、前述の本発明の露光方法を実施す
ることができる。
が、アライメント系による基板上での検出中心と露光中
心との間隔を調整するためのベースライン計測時に行わ
れる場合には、ベースライン計測値が補正され、基準マ
ークの製造誤差等の残留によるマスクと基板との位置合
わせ精度の低下が抑えられる利点がある。また、本発明
の露光装置によれば、前述の本発明の露光方法を実施す
ることができる。
【図１】本発明による露光方法の実施の形態の一例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図２】実施の形態で使用される投影露光装置の一例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図３】図２の投影露光装置に使用される基準マーク部
材上の各種基準マークを示す拡大平面図である。
材上の各種基準マークを示す拡大平面図である。
【図４】本発明による露光方法の実施の形態の他の例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
１ ＴＴＲ方式のアライメントセンサ ２ アライメント光学系 ＬＢ1 ，ＬＢ2 アライメント照明光 ＩＬ 照明光（露光用） ６ レチクル ９ ウエハ １０ レチクルステージ １１ ウエハステージ １４ センサ駆動系 １６ 基準マーク部材 ２１ 投影光学系 ＡＸ 投影光学系の光軸 ３１Ａ，３１Ｂ 光源 ４３ 調整光学系 ＲＭ レチクルマーク ＷＭ ウエハマーク ＫＭＹ１，ＫＭＹ２ Ｙ軸用の基準マーク ＫＭＸ１，ＫＭＸ２ Ｘ軸用の基準マーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５Ｘ
Claims (3)
- 【請求項１】 所定のアライメント光を用いてマスク上
の位置合わせ用マークと、基板ステージ上に載置される
感光性の基板上の位置合わせ用マークと、の相対的な位
置ずれ量を検出するアライメント系を用いて、前記マス
クと前記基板との位置合わせを行って、前記マスク上の
パターンを投影光学系を介して前記基板上に転写する露
光方法において、 前記アライメント系を前記基板上の位置合わせ用マーク
の形成位置に応じて移動自在に配置し、前記基板ステー
ジ上に前記アライメント系の調整のための基準マークが
形成された基準マーク部材を配置して、 前記基板ステージを駆動して前記基準マークを所定の基
準位置に移動して、前記アライメント系を前記基板上の
位置合わせ用マークの位置に合わせて移動し、前記アラ
イメント系によって前記マスク上の位置合わせ用マーク
と前記基準マークとの第１の位置ずれ量を計測する第１
工程と、 前記基板ステージを駆動して前記基準マークの所定部分
を前記アライメント系の検出点に移動し、前記アライメ
ント系により前記マスク上の位置合わせマークと前記基
準マークとの第２の位置ずれ量を計測する第２工程と、 前記第１及び第２の位置ずれ量の差分を算出し、該算出
結果に基づいて前記マスクと前記基板との相対位置を補
正する第３工程と、 を有することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の露光方法であって、 前記第３工程における前記相対位置の補正は、前記アラ
イメント系による前記基板上での検出中心と露光中心と
の間隔を計測するためのベースライン計測時に行われる
ことを特徴とする露光方法。 - 【請求項３】 露光用の照明光でマスク上のパターンを
感光性の基板上に転写露光する投影光学系と、前記基板
を前記投影光学系の光軸に垂直な平面内で位置決めする
基板ステージと、を有する露光装置において、 前記基板上の位置合わせ用マークの形成位置に応じて移
動自在に設けられ、前記マスクの位置合わせマークと前
記基板上の位置合わせマークとの相対的な位置ずれ量を
計測するアライメント系と、 前記基板ステージ上に配置され、該アライメント系の調
整のための基準マークが形成された基準マーク部材と、 前記基準マークを所定の距離だけ移動させたときの前記
アライメント系による前記マスク上の位置合わせ用マー
クと前記基準マークとの位置ずれ量の計測値の差分とを
算出する算出手段と、 該算出手段の算出結果に基づいて前記マスクと前記基板
との相対位置を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013624A JPH09213601A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 露光方法及び装置 |
| KR1019960082557A KR970060354A (ko) | 1996-01-30 | 1996-12-31 | 위치조정방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013624A JPH09213601A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 露光方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213601A true JPH09213601A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11838396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8013624A Withdrawn JPH09213601A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 露光方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213601A (ja) |
| KR (1) | KR970060354A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004111719A1 (ja) * | 2003-06-16 | 2004-12-23 | Olympus Corporation | 像振れ補正装置 |
-
1996
- 1996-01-30 JP JP8013624A patent/JPH09213601A/ja not_active Withdrawn
- 1996-12-31 KR KR1019960082557A patent/KR970060354A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004111719A1 (ja) * | 2003-06-16 | 2004-12-23 | Olympus Corporation | 像振れ補正装置 |
| US7330312B2 (en) | 2003-06-16 | 2008-02-12 | Olympus Corporation | Image blur compensation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970060354A (ko) | 1997-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |