JPH097921A - 位置合わせ方法 - Google Patents
位置合わせ方法Info
- Publication number
- JPH097921A JPH097921A JP7153145A JP15314595A JPH097921A JP H097921 A JPH097921 A JP H097921A JP 7153145 A JP7153145 A JP 7153145A JP 15314595 A JP15314595 A JP 15314595A JP H097921 A JPH097921 A JP H097921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- substrate
- shot
- shot area
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
-
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウエハ上のショット配列の非線形成分を検出
して正確な位置合わせを行う。 【構成】 各ショット領域のウエハマークをアライメン
トセンサで計測し、この計測結果及び設計データからＥ
ＧＡ法により各ショット領域の基準点の線形座標値を求
める（ステップ１０１〜１０９）。その線形座標値に基
づき近似式を用いてショット配列の非線形成分を考慮し
た曲線配列座標を求め（ステップ１１０）、その曲線配
列座標から補間法により各ショット領域の輪郭を表す輪
郭曲線を求める（ステップ１１１）。その輪郭曲線で示
される各ショット領域の歪みに対応してレチクルステー
ジの走査方向、回転方向、及びウエハステージの高さを
変化させながら露光を行う（ステップ１１４）。
して正確な位置合わせを行う。 【構成】 各ショット領域のウエハマークをアライメン
トセンサで計測し、この計測結果及び設計データからＥ
ＧＡ法により各ショット領域の基準点の線形座標値を求
める（ステップ１０１〜１０９）。その線形座標値に基
づき近似式を用いてショット配列の非線形成分を考慮し
た曲線配列座標を求め（ステップ１１０）、その曲線配
列座標から補間法により各ショット領域の輪郭を表す輪
郭曲線を求める（ステップ１１１）。その輪郭曲線で示
される各ショット領域の歪みに対応してレチクルステー
ジの走査方向、回転方向、及びウエハステージの高さを
変化させながら露光を行う（ステップ１１４）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば統計的手法を用
いて予測した配列座標に基づいてウエハ上の各ショット
領域とマスクのパターンとの位置合わせを行う位置合わ
せ（アライメント）方法に関し、ステッパー型の露光装
置で位置合わせを行う場合にも適用できるが、特にステ
ップ・アンド・スキャン方式の露光装置において、マス
クとウエハ上の各ショット領域との位置合わせを行う場
合に好適なものである。
いて予測した配列座標に基づいてウエハ上の各ショット
領域とマスクのパターンとの位置合わせを行う位置合わ
せ（アライメント）方法に関し、ステッパー型の露光装
置で位置合わせを行う場合にも適用できるが、特にステ
ップ・アンド・スキャン方式の露光装置において、マス
クとウエハ上の各ショット領域との位置合わせを行う場
合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子又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、マスクとしてのレチ
クルのパターンを投影光学系を介してフォトレジストが
塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショ
ット領域に転写する投影露光装置（ステッパー等）が使
用されている。投影露光装置としては、ステッパー型の
他に最近は、投影光学系に対する負担を重くすることな
く露光面積を拡大するために、投影光学系に対してレチ
クルとウエハとを同期して走査するステップ・アンド・
スキャン方式も使用されつつある。
リソグラフィ工程で製造する際に、マスクとしてのレチ
クルのパターンを投影光学系を介してフォトレジストが
塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショ
ット領域に転写する投影露光装置（ステッパー等）が使
用されている。投影露光装置としては、ステッパー型の
他に最近は、投影光学系に対する負担を重くすることな
く露光面積を拡大するために、投影光学系に対してレチ
クルとウエハとを同期して走査するステップ・アンド・
スキャン方式も使用されつつある。
【０００３】例えば半導体素子は、ウエハ上に多数層の
回路パターンを重ねて形成されるので、２層目以降の回
路パターンをウエハ上に投影露光する際には、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これ
から露光するレチクルのパターンとの位置合わせ、即ち
ウエハの位置合わせ（ウエハアライメント）を高精度に
行う必要がある。従来の投影露光装置におけるウエハの
高精度な位置合わせ方法として、例えば特開昭６１−４
４４２９号公報で開示されているように、ウエハ上から
選択された所定個数のショット領域（サンプルショッ
ト）に付設されたアライメントマーク（ウエハマーク）
の座標位置を計測し、この計測結果を統計処理してウエ
ハ上の各ショット領域の配列座標を算出するエンハンス
ト・グローバル・アライメント（以下、「ＥＧＡ」と略
称する）方式のアライメント方法が知られている。
回路パターンを重ねて形成されるので、２層目以降の回
路パターンをウエハ上に投影露光する際には、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これ
から露光するレチクルのパターンとの位置合わせ、即ち
ウエハの位置合わせ（ウエハアライメント）を高精度に
行う必要がある。従来の投影露光装置におけるウエハの
高精度な位置合わせ方法として、例えば特開昭６１−４
４４２９号公報で開示されているように、ウエハ上から
選択された所定個数のショット領域（サンプルショッ
ト）に付設されたアライメントマーク（ウエハマーク）
の座標位置を計測し、この計測結果を統計処理してウエ
ハ上の各ショット領域の配列座標を算出するエンハンス
ト・グローバル・アライメント（以下、「ＥＧＡ」と略
称する）方式のアライメント方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＥ
ＧＡ方式によるアライメント方法では、ウエハ上のショ
ット領域の配列座標を線形的に求め、それに基づき位置
合わせをしているため、ウエハがさまざまなプロセスを
受けることにより生じるショット領域内の非線形な歪み
やウエハそのものの非線形な歪みはアライメント誤差
（重ね合わせ誤差）として残留していた。そのため、特
に非線形な歪みが大きい場合には、高精度な位置合わせ
が困難であるという不都合があった。
ＧＡ方式によるアライメント方法では、ウエハ上のショ
ット領域の配列座標を線形的に求め、それに基づき位置
合わせをしているため、ウエハがさまざまなプロセスを
受けることにより生じるショット領域内の非線形な歪み
やウエハそのものの非線形な歪みはアライメント誤差
（重ね合わせ誤差）として残留していた。そのため、特
に非線形な歪みが大きい場合には、高精度な位置合わせ
が困難であるという不都合があった。
【０００５】本発明は斯かる点に鑑み、ウエハ上の各シ
ョット領域内、又はウエハ自体に非線形な歪みがある場
合でもそれら各ショット領域とレチクルの露光パターン
とを高精度に位置合わせできる位置合わせ方法を提供す
ることを目的とする。
ョット領域内、又はウエハ自体に非線形な歪みがある場
合でもそれら各ショット領域とレチクルの露光パターン
とを高精度に位置合わせできる位置合わせ方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による位置合わせ
方法は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを基板
（Ｗ）上の各ショット領域に転写する露光装置で、その
基板（Ｗ）の各ショット領域とそのマスク（Ｒ）のパタ
ーンとの位置合わせを行うための位置合わせ方法におい
て、その基板（Ｗ）上の全部のショット領域のうち所定
の複数のショット領域（２１ａ〜２１ｈ）に属する所定
の基準点（２２ａ〜２２ｈ）の配列座標をそれぞれ計測
する第１工程（ステップ１０１〜１０７）と、この第１
工程で計測された実測配列座標、及びその基板（Ｗ）上
の所定の複数個のショット領域（２１ａ〜２１ｈ）に属
するその所定の基準点（２２ａ〜２２ｈ）の設計上の配
列座標を統計処理して、その所定の基準点の実測配列座
標の線形成分を算出する第２工程（ステップ１０８，１
０９）と、その実測配列座標からその線形成分を差し引
いて非線形成分を求める第３工程（ステップ１１０）
と、この第３工程で求められた非線形成分に基づきその
基板上の各ショット領域（２１ａ〜２１ｈ）の歪みを求
める第４工程（ステップ１１１）と、を有するものであ
る。
方法は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを基板
（Ｗ）上の各ショット領域に転写する露光装置で、その
基板（Ｗ）の各ショット領域とそのマスク（Ｒ）のパタ
ーンとの位置合わせを行うための位置合わせ方法におい
て、その基板（Ｗ）上の全部のショット領域のうち所定
の複数のショット領域（２１ａ〜２１ｈ）に属する所定
の基準点（２２ａ〜２２ｈ）の配列座標をそれぞれ計測
する第１工程（ステップ１０１〜１０７）と、この第１
工程で計測された実測配列座標、及びその基板（Ｗ）上
の所定の複数個のショット領域（２１ａ〜２１ｈ）に属
するその所定の基準点（２２ａ〜２２ｈ）の設計上の配
列座標を統計処理して、その所定の基準点の実測配列座
標の線形成分を算出する第２工程（ステップ１０８，１
０９）と、その実測配列座標からその線形成分を差し引
いて非線形成分を求める第３工程（ステップ１１０）
と、この第３工程で求められた非線形成分に基づきその
基板上の各ショット領域（２１ａ〜２１ｈ）の歪みを求
める第４工程（ステップ１１１）と、を有するものであ
る。
【０００７】この場合、その第４工程で検出された各シ
ョット領域（２１ａ〜２１ｈ）の歪みに合わせてその基
板（Ｗ）上におけるそのマスクパターンの投影像を歪ま
せることが好ましい。また、その第４工程において、そ
の第１工程で計測された実測配列座標に基づきその所定
の基準点（２２ａ〜２２ｈ）を通る複数の曲線を近似
し、この近似により得られる複数の曲線に基づいてその
基板（Ｗ）上の各ショット領域（２１ａ〜２１ｈ）の輪
郭を求めることが好ましい。
ョット領域（２１ａ〜２１ｈ）の歪みに合わせてその基
板（Ｗ）上におけるそのマスクパターンの投影像を歪ま
せることが好ましい。また、その第４工程において、そ
の第１工程で計測された実測配列座標に基づきその所定
の基準点（２２ａ〜２２ｈ）を通る複数の曲線を近似
し、この近似により得られる複数の曲線に基づいてその
基板（Ｗ）上の各ショット領域（２１ａ〜２１ｈ）の輪
郭を求めることが好ましい。
【０００８】また、その露光装置の一例は、そのマスク
（Ｒ）とその基板（Ｗ）とを相対的に走査してそのマス
ク（Ｒ）のパターンを逐次その基板（Ｗ）の各ショット
領域（２１ｄ）に転写する走査露光型の露光装置であ
り、この場合、その基板（Ｗ）上におけるそのマスク
（Ｒ）のパターンの投影像を歪ませるために、そのマス
ク（Ｒ）とその基板（Ｗ）との相対走査中に、相対走査
方向、走査方向での位置ずれ、及びその基板（Ｗ）の高
さの少なくとも１つを変化させることが好ましい。
（Ｒ）とその基板（Ｗ）とを相対的に走査してそのマス
ク（Ｒ）のパターンを逐次その基板（Ｗ）の各ショット
領域（２１ｄ）に転写する走査露光型の露光装置であ
り、この場合、その基板（Ｗ）上におけるそのマスク
（Ｒ）のパターンの投影像を歪ませるために、そのマス
ク（Ｒ）とその基板（Ｗ）との相対走査中に、相対走査
方向、走査方向での位置ずれ、及びその基板（Ｗ）の高
さの少なくとも１つを変化させることが好ましい。
【０００９】
【作用】斯かる本発明の位置合わせ方法によれば、所定
のショット領域の所定の基準点の配列座標の非線形成分
を求めることにより、従来の技術では検出できなかった
基板（Ｗ）の持つ非線形な歪みを検出することができ
る。また、第４工程で検出された各ショット領域（２１
ａ〜２１ｈ）の歪みに合わせて基板（Ｗ）上におけるマ
スクパターンの投影像を歪ませる場合には、非線形な誤
差も補正可能になり、より高精度な位置合わせを行うこ
とができる。
のショット領域の所定の基準点の配列座標の非線形成分
を求めることにより、従来の技術では検出できなかった
基板（Ｗ）の持つ非線形な歪みを検出することができ
る。また、第４工程で検出された各ショット領域（２１
ａ〜２１ｈ）の歪みに合わせて基板（Ｗ）上におけるマ
スクパターンの投影像を歪ませる場合には、非線形な誤
差も補正可能になり、より高精度な位置合わせを行うこ
とができる。
【００１０】また、第４工程において、第１工程で計測
された実測配列座標に基づき所定の基準点（２２ａ〜２
２ｈ）を通る複数の曲線を近似し、この近似により得ら
れる複数の曲線に基づいて基板（Ｗ）上の各ショット領
域（２１ａ〜２１ｈ）の輪郭を求める場合には、各ショ
ット領域（２１ａ〜２１ｈ）が非線形に歪んでいてもそ
れらの実際の輪郭に近い形の輪郭を求めることができ
る。
された実測配列座標に基づき所定の基準点（２２ａ〜２
２ｈ）を通る複数の曲線を近似し、この近似により得ら
れる複数の曲線に基づいて基板（Ｗ）上の各ショット領
域（２１ａ〜２１ｈ）の輪郭を求める場合には、各ショ
ット領域（２１ａ〜２１ｈ）が非線形に歪んでいてもそ
れらの実際の輪郭に近い形の輪郭を求めることができ
る。
【００１１】また、露光装置が、マスク（Ｒ）と基板
（Ｗ）とを相対的に走査してマスク（Ｒ）のパターンを
逐次基板（Ｗ）の各ショット領域に転写する走査露光型
の露光装置であり、基板（Ｗ）上におけるマスク（Ｒ）
のパターンの投影像を歪ませるために、マスク（Ｒ）と
基板（Ｗ）との相対走査中に、相対走査方向、走査方向
での位置ずれ、及び基板（Ｗ）の高さの少なくとも１つ
を変化させる場合には、ショット領域を走査しながらそ
のショット領域の歪みに合わせて相対走査方向、走査方
向の位置ずれ、又は基板（Ｗ）の高さを変化させること
により基板上でのパターンの投影像と歪んだショット領
域とが重なるようにすることができる。
（Ｗ）とを相対的に走査してマスク（Ｒ）のパターンを
逐次基板（Ｗ）の各ショット領域に転写する走査露光型
の露光装置であり、基板（Ｗ）上におけるマスク（Ｒ）
のパターンの投影像を歪ませるために、マスク（Ｒ）と
基板（Ｗ）との相対走査中に、相対走査方向、走査方向
での位置ずれ、及び基板（Ｗ）の高さの少なくとも１つ
を変化させる場合には、ショット領域を走査しながらそ
のショット領域の歪みに合わせて相対走査方向、走査方
向の位置ずれ、又は基板（Ｗ）の高さを変化させること
により基板上でのパターンの投影像と歪んだショット領
域とが重なるようにすることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明による投影露光装置の一実施例
について図面を参照して説明する。本例は、走査露光型
（ステップ・アンド・スキャン方式等）の投影露光装置
に本発明を適用したものである。図２は、本例の投影露
光装置の概略構成の斜視図を示し、この図２において、
超高圧水銀ランプ等からなる露光光源から射出された照
明光ＩＬは、フライアイインテグレータ、コリメータレ
ンズ、リレーレンズ、及び視野絞り等からなる光学系Ａ
Ｌを経て照度分布が均一化される。そして、照度分布が
均一化された照明光ＩＬは、ダイクロイックミラー１に
より反射され、コンデンサーレンズ２を経て回路パター
ン等が描かれたレチクルＲの下面（パターン形成面）の
スリット状の照明領域ＩＡＲを照明し、その照明領域Ｉ
ＡＲ内のパターンを投影光学系５を介して縮小倍率β
（例えば１／５あるいは１／４）で縮小した投影像が、
その表面にフォトレジスト（感光材）が塗布されたウエ
ハＷ上のスリット状の露光領域ＩＡに投影される。ここ
で図２において、投影光学系ＰＬの光軸ＩＸに平行にＺ
軸を取り、その光軸ＩＸに垂直な平面内の直交座標系を
Ｘ軸、Ｙ軸とする。なお、露光光源としては、超高圧水
銀ランプ等の輝線ランプの他、例えばＫｒＦエキシマレ
ーザやＡｒＦエキシマレーザ等のエキシマレーザ光源、
銅蒸気レーザやＹＡＧレーザの高波波発生装置等が使用
される。
について図面を参照して説明する。本例は、走査露光型
（ステップ・アンド・スキャン方式等）の投影露光装置
に本発明を適用したものである。図２は、本例の投影露
光装置の概略構成の斜視図を示し、この図２において、
超高圧水銀ランプ等からなる露光光源から射出された照
明光ＩＬは、フライアイインテグレータ、コリメータレ
ンズ、リレーレンズ、及び視野絞り等からなる光学系Ａ
Ｌを経て照度分布が均一化される。そして、照度分布が
均一化された照明光ＩＬは、ダイクロイックミラー１に
より反射され、コンデンサーレンズ２を経て回路パター
ン等が描かれたレチクルＲの下面（パターン形成面）の
スリット状の照明領域ＩＡＲを照明し、その照明領域Ｉ
ＡＲ内のパターンを投影光学系５を介して縮小倍率β
（例えば１／５あるいは１／４）で縮小した投影像が、
その表面にフォトレジスト（感光材）が塗布されたウエ
ハＷ上のスリット状の露光領域ＩＡに投影される。ここ
で図２において、投影光学系ＰＬの光軸ＩＸに平行にＺ
軸を取り、その光軸ＩＸに垂直な平面内の直交座標系を
Ｘ軸、Ｙ軸とする。なお、露光光源としては、超高圧水
銀ランプ等の輝線ランプの他、例えばＫｒＦエキシマレ
ーザやＡｒＦエキシマレーザ等のエキシマレーザ光源、
銅蒸気レーザやＹＡＧレーザの高波波発生装置等が使用
される。
【００１３】レチクルＲはレチクル微動ステージ３ａ上
に真空吸着され、このレチクル微動ステージ３ａは光軸
ＩＸに垂直な平面（ＸＹ平面）内で２次元的（回転も含
む）に微動してレチクルＲを位置決めする。また、レチ
クル微動ステージ３ａはリニアモータ等で構成されたレ
チクル駆動部（不図示）により走査方向に駆動されるレ
チクル走査用ステージ３ｂ上に載置されており、Ｙ方向
（走査方向）に所定の走査速度で移動可能となってい
る。レチクルステージ３はレチクル微動ステージ３ａ及
びレチクル走査用ステージ３ｂから構成され、レチクル
ベース３ｃ上でＹ方向に対してレチクルＲの全面が少な
くとも照明光学系の光軸ＩＸを横切ることができるだけ
の移動ストロークを有している。レチクル微動ステージ
３ａの端部には外部のＸ方向のレーザ干渉計９からのレ
ーザビームを反射するＸ方向の移動鏡４Ｘ及びＹ方向の
２個のレーザ干渉計（不図示）からのレーザビームを反
射するＹ方向の移動鏡４Ｙが固定されており、レチクル
ステージ３の走査方向（Ｙ方向）及びＸ方向の位置は２
個のレーザ干渉計の計測値の平均値及びＸ方向のレーザ
干渉計の計測値として、例えば０．０１μｍ程度の分解
能で常時検出されている。また、Ｙ軸用の２個のレーザ
干渉計の計測値の差分よりレチクルステージ３の回転角
も検出されている。
に真空吸着され、このレチクル微動ステージ３ａは光軸
ＩＸに垂直な平面（ＸＹ平面）内で２次元的（回転も含
む）に微動してレチクルＲを位置決めする。また、レチ
クル微動ステージ３ａはリニアモータ等で構成されたレ
チクル駆動部（不図示）により走査方向に駆動されるレ
チクル走査用ステージ３ｂ上に載置されており、Ｙ方向
（走査方向）に所定の走査速度で移動可能となってい
る。レチクルステージ３はレチクル微動ステージ３ａ及
びレチクル走査用ステージ３ｂから構成され、レチクル
ベース３ｃ上でＹ方向に対してレチクルＲの全面が少な
くとも照明光学系の光軸ＩＸを横切ることができるだけ
の移動ストロークを有している。レチクル微動ステージ
３ａの端部には外部のＸ方向のレーザ干渉計９からのレ
ーザビームを反射するＸ方向の移動鏡４Ｘ及びＹ方向の
２個のレーザ干渉計（不図示）からのレーザビームを反
射するＹ方向の移動鏡４Ｙが固定されており、レチクル
ステージ３の走査方向（Ｙ方向）及びＸ方向の位置は２
個のレーザ干渉計の計測値の平均値及びＸ方向のレーザ
干渉計の計測値として、例えば０．０１μｍ程度の分解
能で常時検出されている。また、Ｙ軸用の２個のレーザ
干渉計の計測値の差分よりレチクルステージ３の回転角
も検出されている。
【００１４】それらのレーザ干渉計からのレチクルステ
ージ３の位置及び回転情報はステージ制御系１２に送ら
れ、ステージ制御系１２はレチクルステージ３の位置及
び回転情報に基づき、レチクル駆動部（不図示）を介し
て、レチクルステージ３を駆動する。不図示のレチクル
アライメント系により所定の基準位置にレチクルＲが精
度良く位置決めされるように、レチクルステージ３の初
期位置が決定されるため、移動鏡４Ｘ，４Ｙの位置をレ
ーザ干渉計で測定するだけで、レチクルＲの位置が十分
高精度に測定される。また、それらのレーザ干渉計の測
定値はステージ制御系１２を介してアライメント制御系
１４及び中央制御系１３に供給されており、中央制御系
はこのレーザ干渉計の測定値に基づいてステージ制御系
１２を制御する。
ージ３の位置及び回転情報はステージ制御系１２に送ら
れ、ステージ制御系１２はレチクルステージ３の位置及
び回転情報に基づき、レチクル駆動部（不図示）を介し
て、レチクルステージ３を駆動する。不図示のレチクル
アライメント系により所定の基準位置にレチクルＲが精
度良く位置決めされるように、レチクルステージ３の初
期位置が決定されるため、移動鏡４Ｘ，４Ｙの位置をレ
ーザ干渉計で測定するだけで、レチクルＲの位置が十分
高精度に測定される。また、それらのレーザ干渉計の測
定値はステージ制御系１２を介してアライメント制御系
１４及び中央制御系１３に供給されており、中央制御系
はこのレーザ干渉計の測定値に基づいてステージ制御系
１２を制御する。
【００１５】本実施例の投影露光装置においては、図２
に示すようにレチクルＲの走査方向（Ｙ方向）に対して
垂直な方向（Ｘ方向）に長手方向を有する長方形（スリ
ット状）の照明領域ＩＡＲでレチクルＲが照明され、レ
チクルＲは露光時に−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度Ｖ
R でスキャンされる。照明領域ＩＡＲ（中心は光軸ＩＸ
とほぼ一致）内のパターンは、投影光学系５を介してウ
エハＷ上に投影され、スリット状の露光領域ＩＡが形成
される。
に示すようにレチクルＲの走査方向（Ｙ方向）に対して
垂直な方向（Ｘ方向）に長手方向を有する長方形（スリ
ット状）の照明領域ＩＡＲでレチクルＲが照明され、レ
チクルＲは露光時に−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度Ｖ
R でスキャンされる。照明領域ＩＡＲ（中心は光軸ＩＸ
とほぼ一致）内のパターンは、投影光学系５を介してウ
エハＷ上に投影され、スリット状の露光領域ＩＡが形成
される。
【００１６】ウエハＷはレチクルＲとは倒立結像関係に
あるため、ウエハＷは＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に、レ
チクルＲに同期して、速度ＶW でスキャンされ、ウエハ
Ｗ上のショット領域の全面にレチクルＲのパターンが逐
次露光される。走査速度の比（ＶW ／ＶR ）は投影光学
系ＰＬの縮小倍率βに一致したものになっており、レチ
クルＲのパターンがウエハＷ上のショット領域上に正確
に縮小転写される。
あるため、ウエハＷは＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に、レ
チクルＲに同期して、速度ＶW でスキャンされ、ウエハ
Ｗ上のショット領域の全面にレチクルＲのパターンが逐
次露光される。走査速度の比（ＶW ／ＶR ）は投影光学
系ＰＬの縮小倍率βに一致したものになっており、レチ
クルＲのパターンがウエハＷ上のショット領域上に正確
に縮小転写される。
【００１７】ウエハＷはウエハホルダ６上に真空吸着さ
れ、ウエハホルダ６はウエハステージ７上に保持されて
いる。ウエハステージ７は、不図示の駆動部により、投
影光学系ＰＬの最良結像面に対し、任意方向に傾斜可能
で、且つ光軸ＩＸ方向（Ｚ方向）に微動可能で、また光
軸ＩＸの回りの回転動作も可能なＺステージ７Ｚ、Ｚス
テージ７Ｚを載置し且つＸ方向に移動自在なＸステージ
７Ｘ、及びＸステージを載置しＹ方向に移動自在なＹス
テージ７Ｙから構成されている。ウエハステージ７はモ
ータ等のウエハステージ駆動部（不図示）によりウエハ
Ｗ上の各ショット領域へスキャン露光する動作と、次の
ショット領域の露光開始位置まで移動する動作とを繰り
返すステップ・アンド・スキャン動作を行う。
れ、ウエハホルダ６はウエハステージ７上に保持されて
いる。ウエハステージ７は、不図示の駆動部により、投
影光学系ＰＬの最良結像面に対し、任意方向に傾斜可能
で、且つ光軸ＩＸ方向（Ｚ方向）に微動可能で、また光
軸ＩＸの回りの回転動作も可能なＺステージ７Ｚ、Ｚス
テージ７Ｚを載置し且つＸ方向に移動自在なＸステージ
７Ｘ、及びＸステージを載置しＹ方向に移動自在なＹス
テージ７Ｙから構成されている。ウエハステージ７はモ
ータ等のウエハステージ駆動部（不図示）によりウエハ
Ｗ上の各ショット領域へスキャン露光する動作と、次の
ショット領域の露光開始位置まで移動する動作とを繰り
返すステップ・アンド・スキャン動作を行う。
【００１８】ウエハステージ７のＺステージ７Ｚの端部
には外部のＸ方向のレーザ干渉計１５からのレーザビー
ムを反射するＸ方向の移動鏡１０Ｘ及び不図示のＹ方向
の２個のレーザ干渉計からのレーザビームを反射するＹ
方向の移動鏡１０Ｙが固定され、ウエハステージ７のＸ
Ｙ平面内での位置はレーザ干渉計１５及びＹ方向のレー
ザ干渉計（以下、「レーザ干渉計１５」で代表させる）
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で計測されるウエハステ
ージ７のＸ座標及びＹ座標によって定まる座標系をステ
ージ座標系（Ｘ，Ｙ）という。また、ウエハステージ７
の回転角も常時検出され、ウエハステージ７の位置情報
（又は速度情報）及び回転情報はステージ制御系１２に
送られ、ステージ制御系１２はこの位置情報（又は速度
情報）に基づいてウエハステージ駆動部を制御する。ま
た、レーザ干渉計１５の測定値はステージ制御系１２を
介してアライメント制御系１４及び中央制御系１３に供
給されており、中央制御系１３はこのレーザ干渉計１５
の測定値に基づいてステージ制御系１２を制御する構成
となっている。
には外部のＸ方向のレーザ干渉計１５からのレーザビー
ムを反射するＸ方向の移動鏡１０Ｘ及び不図示のＹ方向
の２個のレーザ干渉計からのレーザビームを反射するＹ
方向の移動鏡１０Ｙが固定され、ウエハステージ７のＸ
Ｙ平面内での位置はレーザ干渉計１５及びＹ方向のレー
ザ干渉計（以下、「レーザ干渉計１５」で代表させる）
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で計測されるウエハステ
ージ７のＸ座標及びＹ座標によって定まる座標系をステ
ージ座標系（Ｘ，Ｙ）という。また、ウエハステージ７
の回転角も常時検出され、ウエハステージ７の位置情報
（又は速度情報）及び回転情報はステージ制御系１２に
送られ、ステージ制御系１２はこの位置情報（又は速度
情報）に基づいてウエハステージ駆動部を制御する。ま
た、レーザ干渉計１５の測定値はステージ制御系１２を
介してアライメント制御系１４及び中央制御系１３に供
給されており、中央制御系１３はこのレーザ干渉計１５
の測定値に基づいてステージ制御系１２を制御する構成
となっている。
【００１９】また、図２の装置にはウエハＷの露光面に
向けてピンホール像、あるいはスリット像を形成するた
めの結像光束を光軸ＩＸに対して斜め方向に照射する照
射光学系と、その結像光束のウエハＷの露光表面での反
射光束をスリットを介して受光する受光光学系とからな
る斜入射方式のウエハ位置検出系（焦点位置検出系）
が、投影光学系５を支える支持部（不図示）に固定され
ている。このウエハ位置検出系のより詳細な構成につい
ては、例えば特開昭６０−１６８１１２号公報に開示さ
れている。ウエハ位置検出系はウエハの露光面の投影光
学系５の最良結像面に対するＺ方向の位置偏差を検出
し、ウエハＷと投影光学系５とが所定の間隔を保つよう
にウエハホルダ６をＺ方向に駆動するために用いられ
る。ウエハ位置検出系からのウエハ位置情報は、ステー
ジ制御系１２を介して中央制御系１３に送られる。中央
制御系１３はこのウエハ位置情報に基づいてウエハホル
ダ６をＺ方向に駆動する。
向けてピンホール像、あるいはスリット像を形成するた
めの結像光束を光軸ＩＸに対して斜め方向に照射する照
射光学系と、その結像光束のウエハＷの露光表面での反
射光束をスリットを介して受光する受光光学系とからな
る斜入射方式のウエハ位置検出系（焦点位置検出系）
が、投影光学系５を支える支持部（不図示）に固定され
ている。このウエハ位置検出系のより詳細な構成につい
ては、例えば特開昭６０−１６８１１２号公報に開示さ
れている。ウエハ位置検出系はウエハの露光面の投影光
学系５の最良結像面に対するＺ方向の位置偏差を検出
し、ウエハＷと投影光学系５とが所定の間隔を保つよう
にウエハホルダ６をＺ方向に駆動するために用いられ
る。ウエハ位置検出系からのウエハ位置情報は、ステー
ジ制御系１２を介して中央制御系１３に送られる。中央
制御系１３はこのウエハ位置情報に基づいてウエハホル
ダ６をＺ方向に駆動する。
【００２０】また、本例の投影露光装置にはレチクルＲ
とウエハＷとの位置合わせを行うためのオフ・アクシス
方式でＦＩＡ（Field Image Alignment)方式（撮像方
式）のアライメントセンサ１１が投影光学系５の近傍に
備えられている。このＦＩＡ方式のアライメントセンサ
１１からウエハＷ上の後述するウエハマークに計測光が
照射され、ウエハマークからの反射光がアライメントセ
ンサ１１内に設けた指標板上にウエハマーク像を結像
し、この像をリレーした像が２次元ＣＣＤ等の撮像素子
で撮像される構成となっている。そして、アライメント
制御系１４でその撮像信号を画像処理することによりそ
の指標板上の指標マークを基準としたウエハマークの位
置が検出され、更にそのときのウエハステージ７の座標
を加算することでウエハマークのステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）での座標が検出される。
とウエハＷとの位置合わせを行うためのオフ・アクシス
方式でＦＩＡ（Field Image Alignment)方式（撮像方
式）のアライメントセンサ１１が投影光学系５の近傍に
備えられている。このＦＩＡ方式のアライメントセンサ
１１からウエハＷ上の後述するウエハマークに計測光が
照射され、ウエハマークからの反射光がアライメントセ
ンサ１１内に設けた指標板上にウエハマーク像を結像
し、この像をリレーした像が２次元ＣＣＤ等の撮像素子
で撮像される構成となっている。そして、アライメント
制御系１４でその撮像信号を画像処理することによりそ
の指標板上の指標マークを基準としたウエハマークの位
置が検出され、更にそのときのウエハステージ７の座標
を加算することでウエハマークのステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）での座標が検出される。
【００２１】また、不図示であるが本例の投影露光装置
にはその他、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式及び
ＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）方式のア
ライメントセンサが備えられており、ウエハＷの表面状
態により、アライメントセンサの種類を選択して使用す
る。これらのアライメントセンサからの検出信号はアラ
イメント制御系１４によって処理され、アライメント制
御系１４は中央制御系１３により統括的に制御される構
成となっている。なお、それぞれのアライメントセンサ
は後述するウエハマークに合わせてそれぞれＸ方向の位
置ずれを検出するアライメントセンサが１軸及びＹ方向
の位置ずれを検出するアライメントセンサが１軸、計２
軸備えられている。
にはその他、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式及び
ＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）方式のア
ライメントセンサが備えられており、ウエハＷの表面状
態により、アライメントセンサの種類を選択して使用す
る。これらのアライメントセンサからの検出信号はアラ
イメント制御系１４によって処理され、アライメント制
御系１４は中央制御系１３により統括的に制御される構
成となっている。なお、それぞれのアライメントセンサ
は後述するウエハマークに合わせてそれぞれＸ方向の位
置ずれを検出するアライメントセンサが１軸及びＹ方向
の位置ずれを検出するアライメントセンサが１軸、計２
軸備えられている。
【００２２】次に、本例の位置合わせ方法につき図１の
フローチャートを参照して説明する。先ず、ステップ１
０１でウエハＷをローディング・ポイントで粗く位置決
めする。即ち、ウエハＷを不図示のプリアライメント装
置により、ウエハＷ上のフラット部又はノッチ部が一定
の方向を向くように粗く位置決めする。そして、ステッ
プ１０２においてウエハＷをステージ上のウエハホルダ
６上に搬送し、先に位置決めされた方向を保つように設
置してウエハＷをウエハホルダ６上に真空吸着する。
フローチャートを参照して説明する。先ず、ステップ１
０１でウエハＷをローディング・ポイントで粗く位置決
めする。即ち、ウエハＷを不図示のプリアライメント装
置により、ウエハＷ上のフラット部又はノッチ部が一定
の方向を向くように粗く位置決めする。そして、ステッ
プ１０２においてウエハＷをステージ上のウエハホルダ
６上に搬送し、先に位置決めされた方向を保つように設
置してウエハＷをウエハホルダ６上に真空吸着する。
【００２３】次に、ステップ１０３に移行して図２に示
すアライメントセンサ１１を用いて、ウエハＷの各ショ
ット領域に形成されたウエハマークの位置を計測するこ
とにより精密な位置合わせを行う。なお、この位置合わ
せはウエハＷの第２層目以降について行われるものであ
り、ウエハＷ上の各ショット領域毎にそれぞれウエハマ
ークがすでに形成されている。
すアライメントセンサ１１を用いて、ウエハＷの各ショ
ット領域に形成されたウエハマークの位置を計測するこ
とにより精密な位置合わせを行う。なお、この位置合わ
せはウエハＷの第２層目以降について行われるものであ
り、ウエハＷ上の各ショット領域毎にそれぞれウエハマ
ークがすでに形成されている。
【００２４】図３は、ウエハＷ上のショット配列を示
し、図３ではそのショット配列のうちウエハＷの中央部
を通る一列だけを取り出している。ウエハＷ上の全部の
ショット領域から選択された所定個数のショット領域
（以下「サンプルショット」と呼ぶ）のウエハマークの
ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での座標位置を計測する。こ
の図５において、各ショット領域２１ａ〜２１ｈをサン
プルショットとする。各ショット領域間のストリートラ
イン中には例えばショット領域２１ａ，２１ｂで示すよ
うに、Ｘ方向の位置検出用のウエハマーク４８Ａ，４８
Ｂ、及びＹ方向の位置検出用のウエハマーク４９Ａ，４
９Ｂが形成されている。以下では、Ｘ方向及びＹ方向の
ウエハマークがそれぞれ各ショット領域の中心の配列座
標を示すものとして、その中心の配列座標を各ショット
領域の配列座標とみなす。ウエハＷ上の各ショット領域
のウエハＷ上の座標系（試料座標系）（ｘ，ｙ）上での
設計上の配列座標は予め記憶されている。
し、図３ではそのショット配列のうちウエハＷの中央部
を通る一列だけを取り出している。ウエハＷ上の全部の
ショット領域から選択された所定個数のショット領域
（以下「サンプルショット」と呼ぶ）のウエハマークの
ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での座標位置を計測する。こ
の図５において、各ショット領域２１ａ〜２１ｈをサン
プルショットとする。各ショット領域間のストリートラ
イン中には例えばショット領域２１ａ，２１ｂで示すよ
うに、Ｘ方向の位置検出用のウエハマーク４８Ａ，４８
Ｂ、及びＹ方向の位置検出用のウエハマーク４９Ａ，４
９Ｂが形成されている。以下では、Ｘ方向及びＹ方向の
ウエハマークがそれぞれ各ショット領域の中心の配列座
標を示すものとして、その中心の配列座標を各ショット
領域の配列座標とみなす。ウエハＷ上の各ショット領域
のウエハＷ上の座標系（試料座標系）（ｘ，ｙ）上での
設計上の配列座標は予め記憶されている。
【００２５】図５に示すように、各ショット領域は設計
時の矩形の形から変形し、各ショット領域２１ａ〜２１
ｈの中心点２２ａ〜２２ｈは試料座標系（ｘ，ｙ）に対
して平行に配列せず、曲線的に配列している。本例はこ
のようなショット配列を有するウエハＷのショット配列
をまずＥＧＡ法により線形近似し、それに基づいて更に
実測値に近い曲線近似することにより実際のショット配
列に近い配列座標を算出するものである。
時の矩形の形から変形し、各ショット領域２１ａ〜２１
ｈの中心点２２ａ〜２２ｈは試料座標系（ｘ，ｙ）に対
して平行に配列せず、曲線的に配列している。本例はこ
のようなショット配列を有するウエハＷのショット配列
をまずＥＧＡ法により線形近似し、それに基づいて更に
実測値に近い曲線近似することにより実際のショット配
列に近い配列座標を算出するものである。
【００２６】この場合、ショット領域２１ａを計測対象
のサンプルショットとすると、Ｘ軸用のウエハマーク４
８Ａのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）でのＸ座標が図２のア
ライメントセンサ１１により検出され、Ｙ軸用のウエハ
マーク４９ＡのＹ座標が不図示のＹ軸用のアライメント
センサにより検出され、それらのアライメントセンサの
検出結果が図２のアライメント制御系１４及び中央制御
系１３に供給される。
のサンプルショットとすると、Ｘ軸用のウエハマーク４
８Ａのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）でのＸ座標が図２のア
ライメントセンサ１１により検出され、Ｙ軸用のウエハ
マーク４９ＡのＹ座標が不図示のＹ軸用のアライメント
センサにより検出され、それらのアライメントセンサの
検出結果が図２のアライメント制御系１４及び中央制御
系１３に供給される。
【００２７】より詳しく説明すると、ウエハＷ上の全部
のショット領域からＫ個（Ｋは３以上の整数）のショッ
ト領域をサンプルショットとして選択する。この際に、
ウエハＷ上の全部のショット領域の中心、即ち各ウエハ
マークの試料座標系（ｘ，ｙ）での設計上の配列座標
は、中央制御系１３内の記憶部に記憶されている。以下
ではｎ番目（ｎ＝１〜Ｋ）のサンプルショットの中心の
設計上の配列座標を（Ｘ n ，Ｙn ) とする。
のショット領域からＫ個（Ｋは３以上の整数）のショッ
ト領域をサンプルショットとして選択する。この際に、
ウエハＷ上の全部のショット領域の中心、即ち各ウエハ
マークの試料座標系（ｘ，ｙ）での設計上の配列座標
は、中央制御系１３内の記憶部に記憶されている。以下
ではｎ番目（ｎ＝１〜Ｋ）のサンプルショットの中心の
設計上の配列座標を（Ｘ n ，Ｙn ) とする。
【００２８】そして、中央制御系１３はステップ１０３
において、サンプルショットの順序を示す整数ｎを１に
初期化した後、ステップ１０４に移行して、ｎ番目のサ
ンプルショットの中心の設計上の配列座標（Ｘn ，
Ｙn ) に基づきステージ制御系１２を介してウエハステ
ージ７をステッピング駆動することにより、ｎ番目のサ
ンプルショットのウエハマークがアライメントセンサ１
１の計測位置にくるように設定する。但し、実際にはウ
エハＷの伸縮、回転誤差等によってそのサンプルショッ
トの中心は露光位置から外れている。この位置ずれ量が
アライメント誤差であり、このアライメント誤差を含ん
だ実際の配列座標が計測される。
において、サンプルショットの順序を示す整数ｎを１に
初期化した後、ステップ１０４に移行して、ｎ番目のサ
ンプルショットの中心の設計上の配列座標（Ｘn ，
Ｙn ) に基づきステージ制御系１２を介してウエハステ
ージ７をステッピング駆動することにより、ｎ番目のサ
ンプルショットのウエハマークがアライメントセンサ１
１の計測位置にくるように設定する。但し、実際にはウ
エハＷの伸縮、回転誤差等によってそのサンプルショッ
トの中心は露光位置から外れている。この位置ずれ量が
アライメント誤差であり、このアライメント誤差を含ん
だ実際の配列座標が計測される。
【００２９】そのため、ステップ１０５において、中央
制御系１３はＦＩＡ方式の２個のアライメントセンサ及
びアライメント制御系１４を作動させて、ウエハＷ上の
ｎ番目のサンプルショットの２個のウエハマークのステ
ージ座標系（Ｘ，Ｙ）での位置を検出させる。その位置
情報は中央制御系１３に供給される。続くステップ１０
６で、整数ｎの値を１だけ増加させた後、ステップ１０
７に移行してＫ個のサンプルショットについて計測が終
わったかどうかを判定する。従って、ステップ１０４〜
１０６がＫ回繰り返されて、Ｋ個のサンプルショットの
それぞれについて２つのウエハマークの座標値、即ち中
心の配列座標（ＸＭn，ＹＭn ）が求めて記憶される。
このようにしてＫ個のサンプルショットについて計測が
行われると、動作はステップ１０７からステップ１０８
に移行する。
制御系１３はＦＩＡ方式の２個のアライメントセンサ及
びアライメント制御系１４を作動させて、ウエハＷ上の
ｎ番目のサンプルショットの２個のウエハマークのステ
ージ座標系（Ｘ，Ｙ）での位置を検出させる。その位置
情報は中央制御系１３に供給される。続くステップ１０
６で、整数ｎの値を１だけ増加させた後、ステップ１０
７に移行してＫ個のサンプルショットについて計測が終
わったかどうかを判定する。従って、ステップ１０４〜
１０６がＫ回繰り返されて、Ｋ個のサンプルショットの
それぞれについて２つのウエハマークの座標値、即ち中
心の配列座標（ＸＭn，ＹＭn ）が求めて記憶される。
このようにしてＫ個のサンプルショットについて計測が
行われると、動作はステップ１０７からステップ１０８
に移行する。
【００３０】そして、中央制御系１３は、各サンプルシ
ョットの中心の設計上の配列座標（Ｘn ，Ｙn ）、及び
実際に計測された配列座標（ＸＭn ，ＹＭn ）を用い
て、試料座標系（ｘ，ｙ）からステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）への座標変換パラメータ（以下、「ＥＧＡパラメー
タ」と呼ぶ）を算出する。なお、別置きのコンピュータ
でそのＥＧＡパラメータを算出してもよい。この計算
は、特開昭６１−４４４２９号公報で開示されているよ
うに、例えば最小自乗法を用いて行われる。また、その
ＥＧＡパラメータは線形伸縮（スケーリング）Ｒｘ，Ｒ
ｙ，ローテーションθ，直交度Ｗ，及びオフセットＯ
ｘ，Ｏｙよりなる線形パラメータである。
ョットの中心の設計上の配列座標（Ｘn ，Ｙn ）、及び
実際に計測された配列座標（ＸＭn ，ＹＭn ）を用い
て、試料座標系（ｘ，ｙ）からステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）への座標変換パラメータ（以下、「ＥＧＡパラメー
タ」と呼ぶ）を算出する。なお、別置きのコンピュータ
でそのＥＧＡパラメータを算出してもよい。この計算
は、特開昭６１−４４４２９号公報で開示されているよ
うに、例えば最小自乗法を用いて行われる。また、その
ＥＧＡパラメータは線形伸縮（スケーリング）Ｒｘ，Ｒ
ｙ，ローテーションθ，直交度Ｗ，及びオフセットＯ
ｘ，Ｏｙよりなる線形パラメータである。
【００３１】次に、ステップ１０９に移行して、中央制
御系１３はステップ１０８で求めたＥＧＡパラメータ及
びウエハＷ上の全部のショット領域の中心点の設計上の
配列座標値（ＣXn，ＣYn）を用いて、それら各中心点の
ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上での計算上の線形な配列座
標値（ＧXn，ＧYn）を求める。図４は、図３に示すショ
ット領域２１ａ〜２１ｈのそれぞれの中心点２２ａ〜２
２ｈのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）における状態を示し、
この図６において、α軸が中心点２２ａ〜２２ｈに関し
て以上のＥＧＡ計算により求められた配列座標値
（ＧXn，ＧYn）を結んだ直線を示し、β軸は各ショット
領域の中心を縦方向に連ねた直線を示している。このα
軸とステージ座標系（Ｘ，Ｙ）のＸ軸との角度がローテ
ーションθである。この図４に示すようにＥＧＡ計算に
よりウエハＷ上の線形近似によるショット配列は得られ
るが、α軸に対する各中心点２２ａ〜２２ｈの非線形な
誤差が残留している。例えば中心点２２ｃ，２２ｂ等は
α軸からの誤差が大きい。
御系１３はステップ１０８で求めたＥＧＡパラメータ及
びウエハＷ上の全部のショット領域の中心点の設計上の
配列座標値（ＣXn，ＣYn）を用いて、それら各中心点の
ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上での計算上の線形な配列座
標値（ＧXn，ＧYn）を求める。図４は、図３に示すショ
ット領域２１ａ〜２１ｈのそれぞれの中心点２２ａ〜２
２ｈのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）における状態を示し、
この図６において、α軸が中心点２２ａ〜２２ｈに関し
て以上のＥＧＡ計算により求められた配列座標値
（ＧXn，ＧYn）を結んだ直線を示し、β軸は各ショット
領域の中心を縦方向に連ねた直線を示している。このα
軸とステージ座標系（Ｘ，Ｙ）のＸ軸との角度がローテ
ーションθである。この図４に示すようにＥＧＡ計算に
よりウエハＷ上の線形近似によるショット配列は得られ
るが、α軸に対する各中心点２２ａ〜２２ｈの非線形な
誤差が残留している。例えば中心点２２ｃ，２２ｂ等は
α軸からの誤差が大きい。
【００３２】そこで、ステップ１１０において、ステッ
プ１０９で算出された線形な配列座標（ＧXn，ＧYn）と
実測値（ＸＭn ，ＹＭn ）との配列誤差（ΔＧXN，ΔＧ
YN）を算出し、その配列誤差（ΔＧXn，ΔＧYn）に基づ
いて、ウエハＷ上のショット配列を一例としてラグラン
ジュの補間多項式により曲線補間し、非線形な曲線配列
座標値を算出する。ここでウエハＷの各ショット領域が
Ｘ方向にｐ列、Ｙ方向にｑ行形成されているものとする
と、この曲線配列座標値をｐ列、ｑ行に亘って算出し、
ウエハＷの全部のショット領域の配列座標値を求める。
これによりｐ列に関して（ＰXms ，ＰYms ）、ｑ行に関
して（ＱXms ，ＱYms ）の曲線配列座標値が得られる。
但し、ｍは１からｐまでの整数であり、ｓは１からｑま
での整数である。なお、本例では各ショット領域の曲線
配列を求めるのにラグランジュの補間多項式を用いた
が、他の補間式や近似式を用いてもよい。例えば座標に
関して２次関数や３次関数等で近似してもよい。
プ１０９で算出された線形な配列座標（ＧXn，ＧYn）と
実測値（ＸＭn ，ＹＭn ）との配列誤差（ΔＧXN，ΔＧ
YN）を算出し、その配列誤差（ΔＧXn，ΔＧYn）に基づ
いて、ウエハＷ上のショット配列を一例としてラグラン
ジュの補間多項式により曲線補間し、非線形な曲線配列
座標値を算出する。ここでウエハＷの各ショット領域が
Ｘ方向にｐ列、Ｙ方向にｑ行形成されているものとする
と、この曲線配列座標値をｐ列、ｑ行に亘って算出し、
ウエハＷの全部のショット領域の配列座標値を求める。
これによりｐ列に関して（ＰXms ，ＰYms ）、ｑ行に関
して（ＱXms ，ＱYms ）の曲線配列座標値が得られる。
但し、ｍは１からｐまでの整数であり、ｓは１からｑま
での整数である。なお、本例では各ショット領域の曲線
配列を求めるのにラグランジュの補間多項式を用いた
が、他の補間式や近似式を用いてもよい。例えば座標に
関して２次関数や３次関数等で近似してもよい。
【００３３】図５は、曲線近似により得られた曲線配列
座標値の一部を示し、この図５において、配列曲線２３
はショット領域２１ａ〜２１ｈの中心点２２ａ〜２２ｈ
に関する近似曲線を示し、この配列曲線２３に示すよう
に以上の方法により得られた曲線配列座標値は実測値に
近い配列を示している。次に、ステップ１１１で、ステ
ップ１１０で求めた曲線配列座標値より各ショット領域
の輪郭曲線を補間式により求める。例えばショット領域
２１ａ〜２１ｈの輪郭曲線を求める場合、ショット領域
２１ａ〜２１ｈがいまｓ行にあるとすると、ショット領
域２１ａ〜２１ｈの＋β方向の端部の輪郭を示す補間座
標値（ＴＨXms ，ＴＨYms ）はショット領域２１ａ〜２
１ｈの属するｐ個の列を表す補間式に（ＰYm(s-1) ＋Ｐ
Yms ）／２を代入することで算出される。また、同様に
−β方向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＢＨXms ，Ｂ
ＨYms ）は（ＰYm(s+1) ＋ＰYms ）／２を代入すること
で算出される。同様な方法によりショット領域２１ａ〜
２１ｈのα軸方向の左右の輪郭を示す輪郭座標値（ＲＨ
Xms ，ＲＨYms ），（ＬＨXms ，ＬＨYms ）を算出す
る。そしてウエハＷ上の全部のショット領域の輪郭を表
す輪郭座標値を算出し、中央制御系１３で記憶する。な
お、ここで求めた輪郭座標値は各ショット領域の辺の位
置を示す座標値ではなく、隣り合うショット領域の中間
の位置、即ちストリートラインの中央部の位置を示して
いる。従って、各ショット領域の辺の位置座標が必要で
あれば、例えばストリートラインの幅をｄとした場合、
上記の補間座標値に±ｄ／２だけ加えれば算出すること
ができる。同様に各ショット領域のβ軸方向の輪郭曲線
も算出される。
座標値の一部を示し、この図５において、配列曲線２３
はショット領域２１ａ〜２１ｈの中心点２２ａ〜２２ｈ
に関する近似曲線を示し、この配列曲線２３に示すよう
に以上の方法により得られた曲線配列座標値は実測値に
近い配列を示している。次に、ステップ１１１で、ステ
ップ１１０で求めた曲線配列座標値より各ショット領域
の輪郭曲線を補間式により求める。例えばショット領域
２１ａ〜２１ｈの輪郭曲線を求める場合、ショット領域
２１ａ〜２１ｈがいまｓ行にあるとすると、ショット領
域２１ａ〜２１ｈの＋β方向の端部の輪郭を示す補間座
標値（ＴＨXms ，ＴＨYms ）はショット領域２１ａ〜２
１ｈの属するｐ個の列を表す補間式に（ＰYm(s-1) ＋Ｐ
Yms ）／２を代入することで算出される。また、同様に
−β方向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＢＨXms ，Ｂ
ＨYms ）は（ＰYm(s+1) ＋ＰYms ）／２を代入すること
で算出される。同様な方法によりショット領域２１ａ〜
２１ｈのα軸方向の左右の輪郭を示す輪郭座標値（ＲＨ
Xms ，ＲＨYms ），（ＬＨXms ，ＬＨYms ）を算出す
る。そしてウエハＷ上の全部のショット領域の輪郭を表
す輪郭座標値を算出し、中央制御系１３で記憶する。な
お、ここで求めた輪郭座標値は各ショット領域の辺の位
置を示す座標値ではなく、隣り合うショット領域の中間
の位置、即ちストリートラインの中央部の位置を示して
いる。従って、各ショット領域の辺の位置座標が必要で
あれば、例えばストリートラインの幅をｄとした場合、
上記の補間座標値に±ｄ／２だけ加えれば算出すること
ができる。同様に各ショット領域のβ軸方向の輪郭曲線
も算出される。
【００３４】図６は、以上の方法により求められた補間
座標値を示す曲線マップを示し、この図６において、例
えば破線で示す補間曲線２４Ｔはショット領域２１ａ〜
２１ｈの＋β方向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＴＨ
Xms ，ＴＨYms ）を表す曲線を示し、同様に破線で示す
補間曲線２４Ｂはショット領域２１ａ〜２１ｈの−β方
向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＢＨXms ，Ｂ
ＨYms ）を表す曲線を示している。また、同じく破線で
示す補間曲線２４Ｒはショット領域２１ｇの−α方向の
端部の輪郭を示す補間座標値（ＲＨXms ，ＲＨYms ）を
表す曲線を示し、補間曲線２４Ｌはショット領域２１ｇ
の＋α方向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＬＨXms ，
ＬＨYms ）を表す曲線を示している。
座標値を示す曲線マップを示し、この図６において、例
えば破線で示す補間曲線２４Ｔはショット領域２１ａ〜
２１ｈの＋β方向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＴＨ
Xms ，ＴＨYms ）を表す曲線を示し、同様に破線で示す
補間曲線２４Ｂはショット領域２１ａ〜２１ｈの−β方
向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＢＨXms ，Ｂ
ＨYms ）を表す曲線を示している。また、同じく破線で
示す補間曲線２４Ｒはショット領域２１ｇの−α方向の
端部の輪郭を示す補間座標値（ＲＨXms ，ＲＨYms ）を
表す曲線を示し、補間曲線２４Ｌはショット領域２１ｇ
の＋α方向の端部の輪郭を示す補間座標値（ＬＨXms ，
ＬＨYms ）を表す曲線を示している。
【００３５】次に、ステップ１１２において、ｎを１に
初期化して各ショット領域の露光を開始する。先ず、ス
テップ１１３において、ステップ１１０で求めた各ショ
ット領域の中心点の位置を示す曲線配列座標値に従って
ウエハステージ７を位置決めする。そして、ステップ１
１４において、ステップ１１３で決定されたステージ位
置から、ステップ１１１で求めたショット領域間の補間
曲線に沿うようにウエハステージ７又はレチクルステー
ジ３を走査しながら露光を行う。この場合、ウエハＷの
走査方向はβ方向であるため、例えば図２のＺステージ
７Ｚを回転して、そのβ方向がステージ座標系のＹ軸と
一致するようにウエハＷを回転しておく。
初期化して各ショット領域の露光を開始する。先ず、ス
テップ１１３において、ステップ１１０で求めた各ショ
ット領域の中心点の位置を示す曲線配列座標値に従って
ウエハステージ７を位置決めする。そして、ステップ１
１４において、ステップ１１３で決定されたステージ位
置から、ステップ１１１で求めたショット領域間の補間
曲線に沿うようにウエハステージ７又はレチクルステー
ジ３を走査しながら露光を行う。この場合、ウエハＷの
走査方向はβ方向であるため、例えば図２のＺステージ
７Ｚを回転して、そのβ方向がステージ座標系のＹ軸と
一致するようにウエハＷを回転しておく。
【００３６】図７は、ショット領域の輪郭に対応するレ
チクルステージ３及びウエハステージ７の走査方向を説
明するためのもので、図７（ａ）及び図７（ｄ）はそれ
ぞれ歪み方の異なる２つのショット領域を示している。
また、図７（ｂ），（ｅ）はその場合のレチクルステー
ジ３の走査方向を示し、図７（ｃ），（ｆ）はウエハス
テージ７の走査方向を示している。この図７（ａ）に示
すようにショット領域２５の上辺２５Ｔに向けて下辺２
５Ｂから左右の両辺２５Ｒ，２５Ｌが＋Ｘ方向（β軸に
直角な方向）に一様に曲がっている場合には、図７
（ｃ），（ｂ）に示すようにウエハステージ７を＋Ｙ方
向（β軸方向）に直線的に走査すると共に、レチクルス
テージ３の走査線２７のウエハＷ上での投影像がショッ
ト領域２５の左右の辺２５Ｒ，２５Ｌとのほぼ同形にな
るようにレチクルステージ３を−Ｙ方向に走査する。こ
の場合、図７（ａ）のショット領域２５の上辺２５Ｔと
右辺２５Ｌの交点Ｐ1 から右辺２５Ｌのある地点Ｐ2 ま
でのＹ方向の距離をｕとし、交点Ｐ1 から地点Ｐ2 まで
のＸ方向の距離をｔ（ｕ）とすれば、図７（ｂ）のレチ
クルステージ３の走査開始地点Ｐ3 と図７（ａ）の地点
Ｐ2 に対応する地点Ｐ4との間のＸ方向及びＹ方向の距
離ｗ及びＲ（ｗ）との間に、ｔ（ｕ）＝βｒ（ｗ）がほ
ぼ成立するようにレチクルステージ３の走査方向を制御
する。なお、βは投影光学系５の投影倍率を示し、ショ
ット領域の距離ｕとレチクルステージ３の走査距離ｗと
の間には、ｕ＝βｗの関係が成立している。
チクルステージ３及びウエハステージ７の走査方向を説
明するためのもので、図７（ａ）及び図７（ｄ）はそれ
ぞれ歪み方の異なる２つのショット領域を示している。
また、図７（ｂ），（ｅ）はその場合のレチクルステー
ジ３の走査方向を示し、図７（ｃ），（ｆ）はウエハス
テージ７の走査方向を示している。この図７（ａ）に示
すようにショット領域２５の上辺２５Ｔに向けて下辺２
５Ｂから左右の両辺２５Ｒ，２５Ｌが＋Ｘ方向（β軸に
直角な方向）に一様に曲がっている場合には、図７
（ｃ），（ｂ）に示すようにウエハステージ７を＋Ｙ方
向（β軸方向）に直線的に走査すると共に、レチクルス
テージ３の走査線２７のウエハＷ上での投影像がショッ
ト領域２５の左右の辺２５Ｒ，２５Ｌとのほぼ同形にな
るようにレチクルステージ３を−Ｙ方向に走査する。こ
の場合、図７（ａ）のショット領域２５の上辺２５Ｔと
右辺２５Ｌの交点Ｐ1 から右辺２５Ｌのある地点Ｐ2 ま
でのＹ方向の距離をｕとし、交点Ｐ1 から地点Ｐ2 まで
のＸ方向の距離をｔ（ｕ）とすれば、図７（ｂ）のレチ
クルステージ３の走査開始地点Ｐ3 と図７（ａ）の地点
Ｐ2 に対応する地点Ｐ4との間のＸ方向及びＹ方向の距
離ｗ及びＲ（ｗ）との間に、ｔ（ｕ）＝βｒ（ｗ）がほ
ぼ成立するようにレチクルステージ３の走査方向を制御
する。なお、βは投影光学系５の投影倍率を示し、ショ
ット領域の距離ｕとレチクルステージ３の走査距離ｗと
の間には、ｕ＝βｗの関係が成立している。
【００３７】また、図７（ｄ）のようにショット領域２
６の上辺２６Ｔと下辺２６Ｂとが平行な状態になく、左
辺２６Ｒの幅が右辺２６Ｌの幅より大きく、且つ左右の
両辺が＋Ｘ方向に膨らむように曲がっている場合には、
図７（ｅ）に示すように、レチクルステージ３の中央部
が図７（ｄ）のショット領域２６の中心点２６ａを通る
曲線配列座標を示す配列曲線３０に対応する走査曲線２
９ｂに沿うように走査しながらレチクルステージ３の左
右の走査方向を図７（ｄ）のショット領域の両辺２６
Ｒ，２６Ｌに対応する走査曲線２９ａ，２９ｃに沿うよ
うに走査する。具体的にはレチクルステージ３を反時計
回りに回転させることによりレチクルステージ３の左右
の移動距離を調節する。
６の上辺２６Ｔと下辺２６Ｂとが平行な状態になく、左
辺２６Ｒの幅が右辺２６Ｌの幅より大きく、且つ左右の
両辺が＋Ｘ方向に膨らむように曲がっている場合には、
図７（ｅ）に示すように、レチクルステージ３の中央部
が図７（ｄ）のショット領域２６の中心点２６ａを通る
曲線配列座標を示す配列曲線３０に対応する走査曲線２
９ｂに沿うように走査しながらレチクルステージ３の左
右の走査方向を図７（ｄ）のショット領域の両辺２６
Ｒ，２６Ｌに対応する走査曲線２９ａ，２９ｃに沿うよ
うに走査する。具体的にはレチクルステージ３を反時計
回りに回転させることによりレチクルステージ３の左右
の移動距離を調節する。
【００３８】また、図８（ａ）に示すショット領域３
１，３２のように全体的な大きさが異なっている場合や
図８（ｂ）に示すショット領域３３の例えば上部と下部
の非走査方向の幅が極端に異なる場合は、例えばテレセ
ントリック性を崩した状態で図７の方法に加えて更にレ
チクルステージ３及びウエハステージ７をＸＹ平面に垂
直なＺ方向に移動して、投影倍率βを変化させることに
より対応する。例えば図８（ａ）の例では、ショット領
域３２を露光する場合にはショット領域３１の場合より
投影倍率βを小さくするようにレチクルステージ３及び
ウエハステージ７をＺ方向に移動する。また、図８
（ｂ）の例では、ショット領域３３を露光する場合は走
査中にレチクルステージ３及びウエハステージ７をＺ方
向に移動させながら投影倍率βを徐々に小さくして露光
を行う。
１，３２のように全体的な大きさが異なっている場合や
図８（ｂ）に示すショット領域３３の例えば上部と下部
の非走査方向の幅が極端に異なる場合は、例えばテレセ
ントリック性を崩した状態で図７の方法に加えて更にレ
チクルステージ３及びウエハステージ７をＸＹ平面に垂
直なＺ方向に移動して、投影倍率βを変化させることに
より対応する。例えば図８（ａ）の例では、ショット領
域３２を露光する場合にはショット領域３１の場合より
投影倍率βを小さくするようにレチクルステージ３及び
ウエハステージ７をＺ方向に移動する。また、図８
（ｂ）の例では、ショット領域３３を露光する場合は走
査中にレチクルステージ３及びウエハステージ７をＺ方
向に移動させながら投影倍率βを徐々に小さくして露光
を行う。
【００３９】次に、ステップ１１５で、整数ｎの値を１
だけ増加させた後、ステップ１１６に移行して、全部の
ショット領域の露光が終了したかどうかを確認する。終
了していなければ再びステップ１１３に戻り、次のショ
ット領域を露光する。終了した場合は、ステップ１１７
で露光が終了したウエハＷをウエハホルダ６から取り出
す（アンロード）ことによりウエハＷに関する露光動作
を終了する。
だけ増加させた後、ステップ１１６に移行して、全部の
ショット領域の露光が終了したかどうかを確認する。終
了していなければ再びステップ１１３に戻り、次のショ
ット領域を露光する。終了した場合は、ステップ１１７
で露光が終了したウエハＷをウエハホルダ６から取り出
す（アンロード）ことによりウエハＷに関する露光動作
を終了する。
【００４０】以上、本例の位置合わせ方法によれば、従
来の技術では補正できなかった被処理基板の持つ非線形
な歪みによる誤差も補正可能になり、より高精度な位置
合わせを行うことができる。また、ショット領域各々の
歪み成分も考慮して露光時にウエハステージ又はレチク
ルステージを曲線状に走査することにより、ショット領
域の中心部だけでなく外周部での重ね合わせの精度向上
の効果があり、ウエハ１枚当たりから取れるチップの歩
留りも上がるという利点がある。更に本例によれば、ウ
エハ上のショット領域の輪郭曲線を求めることにより、
各ショット領域の倍率変動も知ることができ、走査露光
時にショット領域毎の倍率補正を行うことが可能になる
という利点もある。
来の技術では補正できなかった被処理基板の持つ非線形
な歪みによる誤差も補正可能になり、より高精度な位置
合わせを行うことができる。また、ショット領域各々の
歪み成分も考慮して露光時にウエハステージ又はレチク
ルステージを曲線状に走査することにより、ショット領
域の中心部だけでなく外周部での重ね合わせの精度向上
の効果があり、ウエハ１枚当たりから取れるチップの歩
留りも上がるという利点がある。更に本例によれば、ウ
エハ上のショット領域の輪郭曲線を求めることにより、
各ショット領域の倍率変動も知ることができ、走査露光
時にショット領域毎の倍率補正を行うことが可能になる
という利点もある。
【００４１】また、本発明の方法は走査型の投影露光装
置に限らず、レチクル上のパターンをウエハ上のショッ
ト領域に一括露光するステッパ型の露光装置にも適用す
ることができる。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。
置に限らず、レチクル上のパターンをウエハ上のショッ
ト領域に一括露光するステッパ型の露光装置にも適用す
ることができる。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。
【００４２】
【発明の効果】本発明の位置合わせ方法によれば、所定
の複数のショット領域の配列座標の非線形成分を求めて
いるため、従来検出されなかった基板（ウエハ）の非線
形な歪みを検出することができる利点がある。また、第
４工程で検出された各ショット領域の歪みに合わせて基
板上におけるマスクパターンの投影像を歪ませる場合に
は、基板の非線形な歪みまで考慮して位置合わせを行う
ため、より高精度な重ね合わせが可能になるという効果
がある。
の複数のショット領域の配列座標の非線形成分を求めて
いるため、従来検出されなかった基板（ウエハ）の非線
形な歪みを検出することができる利点がある。また、第
４工程で検出された各ショット領域の歪みに合わせて基
板上におけるマスクパターンの投影像を歪ませる場合に
は、基板の非線形な歪みまで考慮して位置合わせを行う
ため、より高精度な重ね合わせが可能になるという効果
がある。
【００４３】また、第４工程において、第１工程で計測
された実測配列座標に基づき所定の中心点を通る複数の
曲線を近似し、この近似により得られる複数の曲線に基
づいて基板上の各ショット領域の輪郭を求める場合に
は、各ショット領域のほぼ実際の形に近い輪郭を求める
ことができる。更に、基板上の各ショット領域の正確な
輪郭が求められることにより各ショット領域の倍率変動
も知ることができる。従って、例えば露光時にショット
領域毎の倍率補正を行うことができる利点もある。
された実測配列座標に基づき所定の中心点を通る複数の
曲線を近似し、この近似により得られる複数の曲線に基
づいて基板上の各ショット領域の輪郭を求める場合に
は、各ショット領域のほぼ実際の形に近い輪郭を求める
ことができる。更に、基板上の各ショット領域の正確な
輪郭が求められることにより各ショット領域の倍率変動
も知ることができる。従って、例えば露光時にショット
領域毎の倍率補正を行うことができる利点もある。
【００４４】また、露光装置が、マスクと基板とを相対
的に走査してマスクのパターンを逐次基板の各ショット
領域に転写する走査露光型の露光装置であり、基板上に
おけるマスクのパターンの投影像を歪ませるために、マ
スクと基板との相対走査中に、相対走査方向、走査方向
での位置ずれ、及び基板の高さの少なくとも１つを変化
させる場合には、ショット領域を走査しながらそのショ
ット領域の歪みに合わせて相対走査方向、走査方向の位
置ずれ、又は基板の高さを変化させることにより基板上
でのパターンの投影像とショット領域の歪みとが重なる
ようにすることができる。従って、各ショット領域の中
心部だけでなく外周部での重ね合わせの精度向上の効果
があり、基板１枚当たりから取れるチップの歩留りも上
がるという利点がある。
的に走査してマスクのパターンを逐次基板の各ショット
領域に転写する走査露光型の露光装置であり、基板上に
おけるマスクのパターンの投影像を歪ませるために、マ
スクと基板との相対走査中に、相対走査方向、走査方向
での位置ずれ、及び基板の高さの少なくとも１つを変化
させる場合には、ショット領域を走査しながらそのショ
ット領域の歪みに合わせて相対走査方向、走査方向の位
置ずれ、又は基板の高さを変化させることにより基板上
でのパターンの投影像とショット領域の歪みとが重なる
ようにすることができる。従って、各ショット領域の中
心部だけでなく外周部での重ね合わせの精度向上の効果
があり、基板１枚当たりから取れるチップの歩留りも上
がるという利点がある。
【図１】本発明による位置合わせ方法の一実施例を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図２】本発明の実施例で使用される投影露光装置の全
体の概略構成を示す斜視図である。
体の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２中のウエハＷのショット配列の一部を試料
座標系で示す平面図である。
座標系で示す平面図である。
【図４】図３のショット配列の線形成分からのずれを示
す平面図である。
す平面図である。
【図５】図３のショット配列の非線形成分を考慮した配
列曲線を示す平面図である。
列曲線を示す平面図である。
【図６】図５の配列曲線に基づいて求めた各ショット領
域の輪郭曲線を示す平面図である。
域の輪郭曲線を示す平面図である。
【図７】図６に示す各ショット領域の歪みとレチクルス
テージ及びウエハステージの走査方向との対応関係の例
を示す図である。
テージ及びウエハステージの走査方向との対応関係の例
を示す図である。
【図８】図６に示す各ショット領域の歪みをウエハステ
ージの高さを変化させることにより補正する例を説明す
るための図である。
ージの高さを変化させることにより補正する例を説明す
るための図である。
Ｒ レチクル Ｗ ウエハ ３ レチクルステージ ５ 投影光学系 ７ ウエハステージ ７Ｘ Ｘステージ ７Ｙ Ｙステージ ７Ｚ Ｚステージ ９ レーザ干渉計（レチクル用） １５ レーザ干渉計（ウエハ用） １１ ＦＩＡ方式のアライメントセンサ １２ ステージ制御系 １３ 中央制御系 １４ アライメント制御系 ２１ａ〜２１ｈ ショット領域 ２２ａ〜２２ｈ 中心点 ４８Ａ，４８Ｂ，４９Ａ，４９Ｂ ウエハマーク ２３ 配列曲線 ２４Ｔ，２４Ｂ，２４Ｒ，２４Ｌ 輪郭曲線
Claims (4)
- 【請求項１】 マスクに形成されたパターンを基板上の
各ショット領域に転写する露光装置で、前記基板の各シ
ョット領域と前記マスクのパターンとの位置合わせを行
うための位置合わせ方法において、 前記基板上の全部のショット領域のうち所定の複数のシ
ョット領域に属する所定の基準点の配列座標をそれぞれ
計測する第１工程と、 該第１工程で計測された実測配列座標、及び前記基板上
の所定の複数個のショット領域に属する前記所定の基準
点の設計上の配列座標を統計処理して、前記所定の基準
点の実測配列座標の線形成分を算出する第２工程と、 前記実測配列座標から前記線形成分を差し引いて非線形
成分を求める第３工程と、 該第３工程で求められた非線形成分に基づき前記基板上
の各ショット領域の歪みを求める第４工程と、 を有することを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の位置合わせ方法であっ
て、 前記第４工程で検出された各ショット領域の歪みに合わ
せて前記基板上における前記マスクパターンの投影像を
歪ませることを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項３】 請求項１、又は２記載の位置合わせ方法
であって、 前記第４工程において、前記第１工程で計測された実測
配列座標に基づき前記所定の基準点を通る複数の曲線を
近似し、該近似により得られる複数の曲線に基づいて前
記基板上の各ショット領域の輪郭を求めることを特徴と
する位置合わせ方法。 - 【請求項４】 請求項２記載の位置合わせ方法であっ
て、 前記露光装置は、前記マスクと前記基板とを相対的に走
査して前記マスクのパターンを逐次前記基板の各ショッ
ト領域に転写する走査露光型の露光装置であり、 前記基板上における前記マスクのパターンの投影像を歪
ませるために、前記マスクと前記基板との相対走査中
に、相対走査方向、走査方向での位置ずれ、及び前記基
板の高さの少なくとも１つを変化させることを特徴とす
る位置合わせ方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15314595A JP3991165B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 位置合わせ方法及び露光方法 |
| US08/776,593 US6002487A (en) | 1995-06-20 | 1996-06-20 | Alignment method for performing alignment between shot areas on a wafer |
| PCT/JP1996/001715 WO1997001184A1 (fr) | 1995-06-20 | 1996-06-20 | Procede de positionnement |
| KR1019970701087A KR970705830A (ko) | 1995-06-20 | 1996-06-20 | 위치 조정 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15314595A JP3991165B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 位置合わせ方法及び露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097921A true JPH097921A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3991165B2 JP3991165B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=15556005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15314595A Expired - Lifetime JP3991165B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 位置合わせ方法及び露光方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6002487A (ja) |
| JP (1) | JP3991165B2 (ja) |
| KR (1) | KR970705830A (ja) |
| WO (1) | WO1997001184A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002319533A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Nikon Corp | 転写露光方法、転写露光装置及びデバイス製造方法 |
| WO2005053007A1 (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Nikon Corporation | 露光方法及びデバイス製造方法、露光装置、並びにプログラム |
| JP2007012673A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Nikon Corp | 推定方法、露光方法、デバイス製造方法及びデバイス、検査方法、デバイス製造装置、並びにプログラム |
| KR100809955B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2008-03-06 | 삼성전자주식회사 | 포토리소그래피 공정의 얼라인 계측방법 |
| JP2013258284A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Canon Inc | 走査露光装置、物品の製造方法、アライメント方法および走査露光方法 |
| JPWO2012081234A1 (ja) * | 2010-12-14 | 2014-05-22 | 株式会社ニコン | 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11260697A (ja) * | 1998-03-12 | 1999-09-24 | Fujitsu Ltd | スキャン式縮小投影露光方法および装置 |
| AU4165599A (en) * | 1998-06-15 | 2000-01-05 | Nikon Corporation | Position sensing method, position sensor, exposure method, exposure apparatus, and production process thereof, and device and device manufacturing method |
| JP2000021738A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-21 | Nikon Corp | 位置検出装置及び該装置を用いた位置検出方法 |
| JP3335126B2 (ja) * | 1998-07-06 | 2002-10-15 | キヤノン株式会社 | 面位置検出装置及びそれを用いた走査型投影露光装置 |
| CN1532765A (zh) | 1999-07-02 | 2004-09-29 | 3M创新有限公司 | 智能卡读卡器 |
| JP2001085321A (ja) | 1999-07-13 | 2001-03-30 | Nikon Corp | 露光装置及び露光方法並びにマイクロデバイスの製造方法 |
| US6580491B2 (en) | 2000-12-26 | 2003-06-17 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for compensating for distortion of a printed circuit workpiece substrate |
| US6842247B1 (en) * | 2003-09-25 | 2005-01-11 | Asml Netherlands B.V. | Reticle independent reticle stage calibration |
| DE102004025840A1 (de) | 2004-05-24 | 2005-12-29 | Uhlmann Pac-Systeme Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Übergabe von festen Produkten in die Näpfe einer bewegten Warenbahn |
| DE102005043833A1 (de) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Ersa Gmbh | Vorrichtung zur Ermittlung der Relativposition zwischen zwei im Wesentlichen flächigen Elementen |
| US7894038B2 (en) * | 2007-03-14 | 2011-02-22 | Asml Netherlands B.V. | Device manufacturing method, lithographic apparatus, and a computer program |
| KR100859533B1 (ko) * | 2007-07-30 | 2008-09-22 | 단국대학교 산학협력단 | 디스플레이 패널의 위치 보정 방법 |
| US8482732B2 (en) * | 2007-10-01 | 2013-07-09 | Maskless Lithography, Inc. | Alignment system for various materials and material flows |
| CN101614963B (zh) * | 2009-08-05 | 2011-08-10 | 上海微电子装备有限公司 | 光刻机硅片对准信号的处理方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596530A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 荷電ビ−ム露光装置における偏向歪補正方法 |
| US4650983A (en) * | 1983-11-07 | 1987-03-17 | Nippon Kogaku K. K. | Focusing apparatus for projection optical system |
| JPH0677096B2 (ja) * | 1984-02-13 | 1994-09-28 | 株式会社ニコン | 投影装置の焦点合せ装置 |
| US4780617A (en) * | 1984-08-09 | 1988-10-25 | Nippon Kogaku K.K. | Method for successive alignment of chip patterns on a substrate |
| JPS6144429A (ja) * | 1984-08-09 | 1986-03-04 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 位置合わせ方法、及び位置合せ装置 |
| JPS6292315A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 荷電ビ−ム照射位置補正方法および補正回路 |
| US5543921A (en) * | 1989-05-08 | 1996-08-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Aligning method utilizing reliability weighting coefficients |
| US5117255A (en) * | 1990-09-19 | 1992-05-26 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus |
| JPH0547648A (ja) * | 1991-08-19 | 1993-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電子ビーム露光装置における照射位置の高さ設定方法 |
| US5561606A (en) * | 1991-08-30 | 1996-10-01 | Nikon Corporation | Method for aligning shot areas on a substrate |
| US5525808A (en) * | 1992-01-23 | 1996-06-11 | Nikon Corporaton | Alignment method and alignment apparatus with a statistic calculation using a plurality of weighted coordinate positions |
| US5596204A (en) * | 1993-04-06 | 1997-01-21 | Nikon Corporation | Method for aligning processing areas on a substrate with a predetermined position in a static coordinate system |
| JPH06302496A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-10-28 | Nikon Corp | 位置合わせ方法 |
| JP3448614B2 (ja) * | 1993-08-12 | 2003-09-22 | 株式会社ニコン | 投影露光方法、走査型投影露光装置、及び素子製造方法 |
| JPH07191416A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 複写カメラ |
| US5448444A (en) * | 1994-01-28 | 1995-09-05 | United Technologies Corporation | Capacitive pressure sensor having a reduced area dielectric spacer |
-
1995
- 1995-06-20 JP JP15314595A patent/JP3991165B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-20 US US08/776,593 patent/US6002487A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-20 WO PCT/JP1996/001715 patent/WO1997001184A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1996-06-20 KR KR1019970701087A patent/KR970705830A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002319533A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Nikon Corp | 転写露光方法、転写露光装置及びデバイス製造方法 |
| KR100809955B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2008-03-06 | 삼성전자주식회사 | 포토리소그래피 공정의 얼라인 계측방법 |
| WO2005053007A1 (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Nikon Corporation | 露光方法及びデバイス製造方法、露光装置、並びにプログラム |
| US7817242B2 (en) | 2003-11-28 | 2010-10-19 | Nikon Corporation | Exposure method and device manufacturing method, exposure apparatus, and program |
| JP2007012673A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Nikon Corp | 推定方法、露光方法、デバイス製造方法及びデバイス、検査方法、デバイス製造装置、並びにプログラム |
| JPWO2012081234A1 (ja) * | 2010-12-14 | 2014-05-22 | 株式会社ニコン | 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 |
| US9575417B2 (en) | 2010-12-14 | 2017-02-21 | Nikon Corporation | Exposure apparatus including a mask holding device which holds a periphery area of a pattern area of the mask from above |
| JP2013258284A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Canon Inc | 走査露光装置、物品の製造方法、アライメント方法および走査露光方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970705830A (ko) | 1997-10-09 |
| WO1997001184A1 (fr) | 1997-01-09 |
| JP3991165B2 (ja) | 2007-10-17 |
| US6002487A (en) | 1999-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3991165B2 (ja) | 位置合わせ方法及び露光方法 | |
| JP5002440B2 (ja) | 投影システムの焦点面に対して基板のターゲット部分を位置合わせする方法 | |
| US5464715A (en) | Method of driving mask stage and method of mask alignment | |
| JPH07183212A (ja) | 走査型露光装置及び露光方法 | |
| JP3309871B2 (ja) | 投影露光方法及び装置、並びに素子製造方法 | |
| JPH1154407A (ja) | 位置合わせ方法 | |
| JP3884098B2 (ja) | 露光装置および露光方法 | |
| JP4198877B2 (ja) | 半導体デバイスの製造方法 | |
| JPH10223528A (ja) | 投影露光装置及び位置合わせ方法 | |
| JPH113856A (ja) | 投影露光方法及び投影露光装置 | |
| JP3451607B2 (ja) | 位置合わせ方法及び装置、並びに露光方法及び装置 | |
| JP3375076B2 (ja) | 投影露光方法及び装置、並びに素子製造方法 | |
| JPH10284396A (ja) | アライメント方法及び重ね合わせ精度計測方法 | |
| JPH0982610A (ja) | 露光方法及び装置 | |
| JP3569962B2 (ja) | 位置合わせ装置及び位置合わせ方法、それを用いた露光装置及び露光方法 | |
| US6708131B1 (en) | Wafer alignment system | |
| JP3809680B2 (ja) | 露光方法 | |
| JP3344426B2 (ja) | 計測方法及びデバイス製造方法 | |
| JP3350400B2 (ja) | 投影露光装置 | |
| JPH0684753A (ja) | 露光方法 | |
| JPH05160000A (ja) | 露光装置 | |
| JP3702486B2 (ja) | 露光方法及びそれに用いるレチクル | |
| JPH0992591A (ja) | 位置合わせ方法 | |
| JPH1187228A (ja) | 露光装置及び露光方法 | |
| JP3530716B2 (ja) | 走査投影露光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050406 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061220 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070215 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070627 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070710 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |