JPH1041219A - 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法Info
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- JPH1041219A JPH1041219A JP8207855A JP20785596A JPH1041219A JP H1041219 A JPH1041219 A JP H1041219A JP 8207855 A JP8207855 A JP 8207855A JP 20785596 A JP20785596 A JP 20785596A JP H1041219 A JPH1041219 A JP H1041219A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レチクル面のパターンをウエハ面に投影レン
ズ系で投影露光する際、レチクルとウエハとの位置合わ
せを高精度に行なった投影露光装置及びそれを用いたデ
バイスの製造方法を得ること。 【解決手段】 第１物体面上のパターンを投影光学系に
より、該投影光学系の光軸方向及び該光軸と直交する平
面内に駆動可能な駆動手段上に載置した第２物体面上に
投影露光する投影露光装置において、該第１物体面上と
第２物体面上に設けた位置合わせマークそして該駆動手
段上に設けたステージ基準マークの位置情報を検出手段
で検出し、検出手段からの信号を用いて該第１物体と第
２物体との位置合わせを行う際、該ステージ基準マーク
は１種類以上でかつ段差で形成されたマークより成って
いること。
ズ系で投影露光する際、レチクルとウエハとの位置合わ
せを高精度に行なった投影露光装置及びそれを用いたデ
バイスの製造方法を得ること。 【解決手段】 第１物体面上のパターンを投影光学系に
より、該投影光学系の光軸方向及び該光軸と直交する平
面内に駆動可能な駆動手段上に載置した第２物体面上に
投影露光する投影露光装置において、該第１物体面上と
第２物体面上に設けた位置合わせマークそして該駆動手
段上に設けたステージ基準マークの位置情報を検出手段
で検出し、検出手段からの信号を用いて該第１物体と第
２物体との位置合わせを行う際、該ステージ基準マーク
は１種類以上でかつ段差で形成されたマークより成って
いること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法に関し、特にレチクル
（マスク）面上に形成されているＩＣ，ＬＳＩ等の微細
な電子回路パターンを投影レンズ系（投影光学系）によ
りウエハ面上に投影し露光するときに、レチクル面上や
ウエハ面上の状態（アライメントマーク）を観察し、こ
れによりレチクルとウエハとの位置合わせを行い高集積
度の半導体デバイスを製造する際に好適なものである。
れを用いたデバイスの製造方法に関し、特にレチクル
（マスク）面上に形成されているＩＣ，ＬＳＩ等の微細
な電子回路パターンを投影レンズ系（投影光学系）によ
りウエハ面上に投影し露光するときに、レチクル面上や
ウエハ面上の状態（アライメントマーク）を観察し、こ
れによりレチクルとウエハとの位置合わせを行い高集積
度の半導体デバイスを製造する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体素子製造用の縮小投影型
の露光装置では、第１物体としてのレチクルの回路パタ
ーンを投影レンズ系により第２物体としてのウエハ上に
投影し露光する。このとき投影露光に先立って観察装置
（検出手段）を用いてレチクル面やウエハ面を観察する
ことによりレチクル上とウエハ上のアライメントマーク
を検出し、この検出結果に基づいてレチクルとウエハと
の位置整合、所謂アライメントを行っている。
の露光装置では、第１物体としてのレチクルの回路パタ
ーンを投影レンズ系により第２物体としてのウエハ上に
投影し露光する。このとき投影露光に先立って観察装置
（検出手段）を用いてレチクル面やウエハ面を観察する
ことによりレチクル上とウエハ上のアライメントマーク
を検出し、この検出結果に基づいてレチクルとウエハと
の位置整合、所謂アライメントを行っている。
【０００３】このときのアライメント精度は観察装置の
光学性能に大きく依存している。この為、観察装置の性
能は露光装置において重要な要素となっている。特に最
近は位相シフトマスクや変形照明等により高集積度の半
導体デバイスを製造する露光装置が種々と提案されてお
り、このような露光装置においては、より高いアライメ
ント精度が要望されている。
光学性能に大きく依存している。この為、観察装置の性
能は露光装置において重要な要素となっている。特に最
近は位相シフトマスクや変形照明等により高集積度の半
導体デバイスを製造する露光装置が種々と提案されてお
り、このような露光装置においては、より高いアライメ
ント精度が要望されている。
【０００４】従来より露光装置では、ウエハ面上の位置
情報を得る為のウエハアライメントマーク（ウエハマー
ク）の観察方式として、主に次の３通りの方式が用いら
れている。
情報を得る為のウエハアライメントマーク（ウエハマー
ク）の観察方式として、主に次の３通りの方式が用いら
れている。
【０００５】（イ）．非露光光を用い、且つ投影レンズ
系を通さない方式（ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式） （ロ）．露光光を用い、且つ投影レンズ系を通す方式
（露光光，ＴＴＬ方式） （ハ）．非露光光を用い、且つ投影レンズ系を通す方式
（非露光光，ＴＴＬ方式）。
系を通さない方式（ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式） （ロ）．露光光を用い、且つ投影レンズ系を通す方式
（露光光，ＴＴＬ方式） （ハ）．非露光光を用い、且つ投影レンズ系を通す方式
（非露光光，ＴＴＬ方式）。
【０００６】これらの各方式のうち、例えば本出願人は
特開平３−６１８０２号公報で、非露光光ＴＴＬ方式の
観察装置を利用してアライメント系を提案している。同
公報ではウエハ面上のアライメントマーク（ウエハマー
ク）の光学像をＣＣＤカメラ等の撮像素子上に結像し、
該撮像素子から得られる画像情報を処理してウエハマー
クの位置を検出している。
特開平３−６１８０２号公報で、非露光光ＴＴＬ方式の
観察装置を利用してアライメント系を提案している。同
公報ではウエハ面上のアライメントマーク（ウエハマー
ク）の光学像をＣＣＤカメラ等の撮像素子上に結像し、
該撮像素子から得られる画像情報を処理してウエハマー
クの位置を検出している。
【０００７】又、本出願人は特開昭６２−２３２５０４
号公報において、ウエハマークの光学像をＣＣＤカメラ
で結像し、該ＣＣＤカメラで得た画像情報を２値化し、
その２値化画像中の特定画像パターンの位置座標をテン
プレートを用いたテンプレートマッチング処理を行うこ
とによりウエハマークの位置を検出する位置検出装置を
提案している。
号公報において、ウエハマークの光学像をＣＣＤカメラ
で結像し、該ＣＣＤカメラで得た画像情報を２値化し、
その２値化画像中の特定画像パターンの位置座標をテン
プレートを用いたテンプレートマッチング処理を行うこ
とによりウエハマークの位置を検出する位置検出装置を
提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体デバイス
の微細化が進み、これに対してレチクルとウエハとのよ
り高精度の相対的位置合わせ（アライメント）が要望さ
れている。アライメント方法として前述の非露光光ＴＴ
Ｌ方式ではウエハ上に構成されるアライメントマーク
（以下ウエハマーク）の光学像を投影光学系を通して
（ＴＴＬ）、ＣＣＤカメラ等の撮像素子上に結像し、そ
の電気信号を画像処理しウエハマークの位置を検出して
いる。
の微細化が進み、これに対してレチクルとウエハとのよ
り高精度の相対的位置合わせ（アライメント）が要望さ
れている。アライメント方法として前述の非露光光ＴＴ
Ｌ方式ではウエハ上に構成されるアライメントマーク
（以下ウエハマーク）の光学像を投影光学系を通して
（ＴＴＬ）、ＣＣＤカメラ等の撮像素子上に結像し、そ
の電気信号を画像処理しウエハマークの位置を検出して
いる。
【０００９】これに対してアライメント方法がオフアク
シス方法のときにはアライメントに際してベースライン
補正が必要となる。ここで、ベースラインとはウエハを
位置合わせするときのショット中心と露光するときのシ
ョット中心（投影光学系の光軸）間距離のことである。
そのベースラインの計測を行う際、基準となるマーク
（ステージ基準マーク）が必要となってくる。ステージ
基準マークとしてはウエハを使用してもよいが、その場
合、ウエハの運用において非常に厳しい管理が必要とな
る。一般的には、ベースライン計測用のステージ基準マ
ークが露光装置内に設けられ、使用されている。
シス方法のときにはアライメントに際してベースライン
補正が必要となる。ここで、ベースラインとはウエハを
位置合わせするときのショット中心と露光するときのシ
ョット中心（投影光学系の光軸）間距離のことである。
そのベースラインの計測を行う際、基準となるマーク
（ステージ基準マーク）が必要となってくる。ステージ
基準マークとしてはウエハを使用してもよいが、その場
合、ウエハの運用において非常に厳しい管理が必要とな
る。一般的には、ベースライン計測用のステージ基準マ
ークが露光装置内に設けられ、使用されている。
【００１０】図１１は従来より一般に使用されているＸ
ＹＺ−θステージ等の駆動手段に設けたステージ基準マ
ーク１６３の概略図である。同図において、１６０は硝
子基板、１６１はクロム等でできている反射部材、１６
２はマーク部である。一般にステージ基準マーク１６３
はウエハ表面と同じ高さの平面になるように配置、使用
される。その為、ステージ基準マーク１６３のマーク１
６２のパターンは微細なものとなる。又、ステージ基準
マークの作成には電子線描画を用い、その製造は複雑な
ものとなってくる。
ＹＺ−θステージ等の駆動手段に設けたステージ基準マ
ーク１６３の概略図である。同図において、１６０は硝
子基板、１６１はクロム等でできている反射部材、１６
２はマーク部である。一般にステージ基準マーク１６３
はウエハ表面と同じ高さの平面になるように配置、使用
される。その為、ステージ基準マーク１６３のマーク１
６２のパターンは微細なものとなる。又、ステージ基準
マークの作成には電子線描画を用い、その製造は複雑な
ものとなってくる。
【００１１】又、ベースライン計測用のステージ基準マ
ーク表面とマーク部表面との反射率差は大きく、この
為、それらより得られる波形信号は図１１（Ｂ）の如く
となる。この波形信号はアライメント光学系のコマ収差
に対する敏感度が低く、顕微鏡における観察としては観
察しずらいという問題点があった。
ーク表面とマーク部表面との反射率差は大きく、この
為、それらより得られる波形信号は図１１（Ｂ）の如く
となる。この波形信号はアライメント光学系のコマ収差
に対する敏感度が低く、顕微鏡における観察としては観
察しずらいという問題点があった。
【００１２】本発明はベースライン計測用のステージ基
準マークを顕微鏡で観察する際にステージ基準マークの
構造を適切に設定することによってステージ基準マーク
の観察を良好に行い、レチクルとウエハとの相対的な位
置合わせを高精度に行い高集積度の半導体デバイスが容
易に製造することができる投影露光装置及びそれを用い
たデバイスの製造方法の提供を目的とする。
準マークを顕微鏡で観察する際にステージ基準マークの
構造を適切に設定することによってステージ基準マーク
の観察を良好に行い、レチクルとウエハとの相対的な位
置合わせを高精度に行い高集積度の半導体デバイスが容
易に製造することができる投影露光装置及びそれを用い
たデバイスの製造方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の投影露光装置
は、 （１−１）第１物体面上のパターンを投影光学系によ
り、該投影光学系の光軸方向及び該光軸と直交する平面
内に駆動可能な駆動手段上に載置した第２物体面上に投
影露光する投影露光装置において、該第１物体面上と第
２物体面上に設けた位置合わせマークそして該駆動手段
上に設けたステージ基準マークの位置情報を検出手段で
検出し、検出手段からの信号を用いて該第１物体と第２
物体との位置合わせを行う際、該ステージ基準マークは
１種類以上でかつ段差で形成されたマークより成ってい
ることを特徴としている。
は、 （１−１）第１物体面上のパターンを投影光学系によ
り、該投影光学系の光軸方向及び該光軸と直交する平面
内に駆動可能な駆動手段上に載置した第２物体面上に投
影露光する投影露光装置において、該第１物体面上と第
２物体面上に設けた位置合わせマークそして該駆動手段
上に設けたステージ基準マークの位置情報を検出手段で
検出し、検出手段からの信号を用いて該第１物体と第２
物体との位置合わせを行う際、該ステージ基準マークは
１種類以上でかつ段差で形成されたマークより成ってい
ることを特徴としている。
【００１４】特に、(1-1-1) 前記ステージ基準マークを
用いてベースラインの測定を行っていること、(1-1-2)
前記検出手段は前記第１物体面上のマークと前記駆動手
段面上のステージ基準マークを検出する第１顕微鏡、前
記第２物体面上のマークと該駆動手段面上のステージ基
準マークを検出する第２顕微鏡を有しており、該ステー
ジ基準マークを用いて該第１顕微鏡と第２顕微鏡の調整
と検査を行っていること、(1-1-3) 前記ステージ基準マ
ークは半導体素子材料で作成されていること、(1-1-4)
前記ステージ基準マークの前記検出手段からの光束に対
する分光反射特性が平坦であること、(1-1-5) 前記ステ
ージ基準マークの段差量が可変であること等を特徴とし
ている。
用いてベースラインの測定を行っていること、(1-1-2)
前記検出手段は前記第１物体面上のマークと前記駆動手
段面上のステージ基準マークを検出する第１顕微鏡、前
記第２物体面上のマークと該駆動手段面上のステージ基
準マークを検出する第２顕微鏡を有しており、該ステー
ジ基準マークを用いて該第１顕微鏡と第２顕微鏡の調整
と検査を行っていること、(1-1-3) 前記ステージ基準マ
ークは半導体素子材料で作成されていること、(1-1-4)
前記ステージ基準マークの前記検出手段からの光束に対
する分光反射特性が平坦であること、(1-1-5) 前記ステ
ージ基準マークの段差量が可変であること等を特徴とし
ている。
【００１５】本発明のデバイスの製造方法は、構成（１
−１）の投影露光装置を用いてレチクル面上のパターン
をウエハ面上に投影露光する工程を含んでいることを特
徴としている。
−１）の投影露光装置を用いてレチクル面上のパターン
をウエハ面上に投影露光する工程を含んでいることを特
徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の投影露光装置の実
施形態１の要部概略図であり、半導体デバイス製造用の
露光装置に適用した場合を示している。同図において１
は第１物体としてのレチクルであり、レチクルステージ
２８に載置されている。レチクル１は照明手段３１から
の露光光で照明されている。１ａ，１ｂは各々レチクル
１面上に設けたレチクルアライメントマークとベースラ
イン計測時に使用するアライメントマークである。２は
第２物体としてのウエハであり、その面上にはウエハア
ライメントマーク１４が設けられている。３は投影光学
系で投影レンズ系より成りレチクル１面上の回路パター
ン等をウエハ２面上に投影している。
施形態１の要部概略図であり、半導体デバイス製造用の
露光装置に適用した場合を示している。同図において１
は第１物体としてのレチクルであり、レチクルステージ
２８に載置されている。レチクル１は照明手段３１から
の露光光で照明されている。１ａ，１ｂは各々レチクル
１面上に設けたレチクルアライメントマークとベースラ
イン計測時に使用するアライメントマークである。２は
第２物体としてのウエハであり、その面上にはウエハア
ライメントマーク１４が設けられている。３は投影光学
系で投影レンズ系より成りレチクル１面上の回路パター
ン等をウエハ２面上に投影している。
【００１７】２１はθ，Ｚステージでウエハ２を載置し
ており、ウエハ２のθ回転及びフォーカス調整即ちＺ方
向の調整を行っている。θ，Ｚステージ２１上には所定
の形状に加工されたＳｉ基板で作成したステージ基準マ
ーク１００が設けられている。θ，Ｚステージ２１はス
テップ動作を高精度に行う為のＸＹステージ２２上に載
置されている。ＸＹステージ２２にはステージ位置計測
の基準となる光学スクウェアー２３が置かれており、こ
の光学スクウェアー２３をレーザー干渉計２４でモニタ
ーしている。尚、θ，Ｚステージ２１とＸＹステージ２
２は駆動手段の一要素を構成している。
ており、ウエハ２のθ回転及びフォーカス調整即ちＺ方
向の調整を行っている。θ，Ｚステージ２１上には所定
の形状に加工されたＳｉ基板で作成したステージ基準マ
ーク１００が設けられている。θ，Ｚステージ２１はス
テップ動作を高精度に行う為のＸＹステージ２２上に載
置されている。ＸＹステージ２２にはステージ位置計測
の基準となる光学スクウェアー２３が置かれており、こ
の光学スクウェアー２３をレーザー干渉計２４でモニタ
ーしている。尚、θ，Ｚステージ２１とＸＹステージ２
２は駆動手段の一要素を構成している。
【００１８】本実施形態におけるレチクル１とウエハ２
との位置合わせ（アライメント）は予め位置関係が求め
られている後述するＴＴＬ顕微鏡８０に設けたマークＳ
１を用いて位置合わせを行なうことにより間接的に行な
っている。
との位置合わせ（アライメント）は予め位置関係が求め
られている後述するＴＴＬ顕微鏡８０に設けたマークＳ
１を用いて位置合わせを行なうことにより間接的に行な
っている。
【００１９】まずレチクル１に設けたマーク（レチクル
アライメントマーク）１ａと本体の一部であるレチクル
ステージ２８に設けた基準マーク（レチクル基準マー
ク）６４との位置合わせ方法について説明する。
アライメントマーク）１ａと本体の一部であるレチクル
ステージ２８に設けた基準マーク（レチクル基準マー
ク）６４との位置合わせ方法について説明する。
【００２０】本実施形態では基準マーク６４とレチクル
アライメントマーク１ａをＴＴＲ（スルー・ザ・レチク
ル）顕微鏡６０により相対位置ずれ量を検出、その後位
置合わせをしている。尚、ＴＴＲ顕微鏡６０は、図１で
は１つしか描かれていないが、投影光学系３の光軸３ａ
の左方に１つ、その他にもある。複数個用いればレチク
ル１のローテーションが検出でき、アライメント精度が
向上する。レチクル１と基準マーク６４との位置合わせ
は、以下のように行っている。
アライメントマーク１ａをＴＴＲ（スルー・ザ・レチク
ル）顕微鏡６０により相対位置ずれ量を検出、その後位
置合わせをしている。尚、ＴＴＲ顕微鏡６０は、図１で
は１つしか描かれていないが、投影光学系３の光軸３ａ
の左方に１つ、その他にもある。複数個用いればレチク
ル１のローテーションが検出でき、アライメント精度が
向上する。レチクル１と基準マーク６４との位置合わせ
は、以下のように行っている。
【００２１】ＴＴＲ顕微鏡６０はミラー１７と対物レン
ズ１８ａがセットでレチクル１と平行な平面上を駆動で
きる機構（不図示）を備えている。その為、対物レンズ
１８ａとリレーレンズ６９ａの間はアフォーカルとなっ
ている。基準マーク６４の検出に先立ち、上記ミラー１
７と対物レンズ１８ａを、レチクル１を位置合わせする
為のポジションに駆動しておく。
ズ１８ａがセットでレチクル１と平行な平面上を駆動で
きる機構（不図示）を備えている。その為、対物レンズ
１８ａとリレーレンズ６９ａの間はアフォーカルとなっ
ている。基準マーク６４の検出に先立ち、上記ミラー１
７と対物レンズ１８ａを、レチクル１を位置合わせする
為のポジションに駆動しておく。
【００２２】露光光源３１からの光束はライトガイド７
０を通りＴＴＲ顕微鏡６０に導光され、波長選択フィル
ター６８により、特定の波長、この場合、露光光と同じ
波長が選択されＴＴＲ顕微鏡６０内に導光される。
０を通りＴＴＲ顕微鏡６０に導光され、波長選択フィル
ター６８により、特定の波長、この場合、露光光と同じ
波長が選択されＴＴＲ顕微鏡６０内に導光される。
【００２３】波長選択フィルター６８で、所定の波長幅
の光束を通過させコンデンサーレンズ６２ａで集光し、
ビームスプリッター６１で反射させている。そしてビー
ムスプリッター６１で反射し、対物レンズ１８ａとミラ
ー１７を介した光束でレチクルアライメントマーク１ａ
と基準マーク６４とを照明している。レチクル１上のレ
チクルアライメントマーク１ａと基準マーク６４は、対
物レンズ１８ａの焦点深度以下の間隔になるように設定
されている。レチクルアライメントマーク１ａと基準マ
ーク６４からの反射光は順にミラー１７、対物レンズ１
８ａと元の光路を戻り、ビームスプリッター６１を通過
してＣＣＤ１９ａ面上に入射し、その面上に双方のマー
ク像を形成している。これにより、レチクルアライメン
トマーク１ａと基準マーク６４の両者を対物レンズ１８
ａの観察領域に置いたとき、同時に両者を観察すること
ができるようにしている。
の光束を通過させコンデンサーレンズ６２ａで集光し、
ビームスプリッター６１で反射させている。そしてビー
ムスプリッター６１で反射し、対物レンズ１８ａとミラ
ー１７を介した光束でレチクルアライメントマーク１ａ
と基準マーク６４とを照明している。レチクル１上のレ
チクルアライメントマーク１ａと基準マーク６４は、対
物レンズ１８ａの焦点深度以下の間隔になるように設定
されている。レチクルアライメントマーク１ａと基準マ
ーク６４からの反射光は順にミラー１７、対物レンズ１
８ａと元の光路を戻り、ビームスプリッター６１を通過
してＣＣＤ１９ａ面上に入射し、その面上に双方のマー
ク像を形成している。これにより、レチクルアライメン
トマーク１ａと基準マーク６４の両者を対物レンズ１８
ａの観察領域に置いたとき、同時に両者を観察すること
ができるようにしている。
【００２４】ＣＣＤカメラ１９ａにより光電変換された
画像信号は、不図示の画像処理装置に送られ、レチクル
アライメントマーク１ａと基準マーク６４との相対ずれ
量を算出する。その情報に基づき、レチクルステージ２
８を駆動し、レチクル１と露光装置本体の位置合わせを
行っている。
画像信号は、不図示の画像処理装置に送られ、レチクル
アライメントマーク１ａと基準マーク６４との相対ずれ
量を算出する。その情報に基づき、レチクルステージ２
８を駆動し、レチクル１と露光装置本体の位置合わせを
行っている。
【００２５】次にウエハ２の位置合わせはウエハ２上に
設けたウエハアライメントマーク（マーク）１４をＴＴ
Ｌ（スルー・ザ・レンズ）顕微鏡８０を用いて検出して
行っている。
設けたウエハアライメントマーク（マーク）１４をＴＴ
Ｌ（スルー・ザ・レンズ）顕微鏡８０を用いて検出して
行っている。
【００２６】次にウエハ２面のウエハアライメントマー
ク１４の位置検出を行なう方法について説明する。６３
は光源（光源手段）であり、ハロゲンランプ等の白色光
源より成っている。光源６３からの光束のうち波長選択
フィルター６６で露光光とは波長の異なった所定の波長
幅（例えば波長６３３±２０ｎｍ、半値幅４０ｎｍ）の
光束を通過させ、コンデンサーレンズ（照明光学系）６
２を介して偏光ビームスプリッター６７で所定方向に偏
光面を有する直線偏光の光束を反射させている。
ク１４の位置検出を行なう方法について説明する。６３
は光源（光源手段）であり、ハロゲンランプ等の白色光
源より成っている。光源６３からの光束のうち波長選択
フィルター６６で露光光とは波長の異なった所定の波長
幅（例えば波長６３３±２０ｎｍ、半値幅４０ｎｍ）の
光束を通過させ、コンデンサーレンズ（照明光学系）６
２を介して偏光ビームスプリッター６７で所定方向に偏
光面を有する直線偏光の光束を反射させている。
【００２７】偏光ビームスプリッター６７で反射した光
束をλ／４板６５で円偏光とし球面収差や色収差の補正
用の補正レンズ１８を通過させミラーＭ１で反射させた
後、投影レンズ系３に入射させている。投影レンズ系３
に入射した光束は射出後、ウエハ２面のウエハアライメ
ントマーク１４を照明している。
束をλ／４板６５で円偏光とし球面収差や色収差の補正
用の補正レンズ１８を通過させミラーＭ１で反射させた
後、投影レンズ系３に入射させている。投影レンズ系３
に入射した光束は射出後、ウエハ２面のウエハアライメ
ントマーク１４を照明している。
【００２８】ウエハ２面のマーク１４からの反射光は順
に投影レンズ系３，ミラーＭ１，そして補正光学系１８
と元の光路を戻り、λ／４板６５に入射する。λ／４板
６５を通過した光束は前とは偏光面が９０度回転した直
線偏光となり、今度は偏光ビームスプリッター６７を通
過しリレーレンズ６９を介してＣＣＤ（撮像素子）１９
に入射し、その面上にウエハアライメントマーク１４の
像（マーク像）を形成する。
に投影レンズ系３，ミラーＭ１，そして補正光学系１８
と元の光路を戻り、λ／４板６５に入射する。λ／４板
６５を通過した光束は前とは偏光面が９０度回転した直
線偏光となり、今度は偏光ビームスプリッター６７を通
過しリレーレンズ６９を介してＣＣＤ（撮像素子）１９
に入射し、その面上にウエハアライメントマーク１４の
像（マーク像）を形成する。
【００２９】このときＣＣＤ１９面上に形成したマーク
像の位置を画像処理手段（不図示）で観察（計測）する
ことによりウエハ２の位置関係を求めている。例えばマ
ーク像のＣＣＤ１９面上の基準位置（基準マーク）から
のずれを求めている。具体的には、ウエハアライメント
（ウエハ位置合わせ）をＴＴＬ顕微鏡８０を用いて次の
ように行っている。
像の位置を画像処理手段（不図示）で観察（計測）する
ことによりウエハ２の位置関係を求めている。例えばマ
ーク像のＣＣＤ１９面上の基準位置（基準マーク）から
のずれを求めている。具体的には、ウエハアライメント
（ウエハ位置合わせ）をＴＴＬ顕微鏡８０を用いて次の
ように行っている。
【００３０】プリアライメント終了後、１番目のアライ
メントを行うショットのマーク１４がＴＴＬ顕微鏡８０
の下に来るようにＸＹステージ２２を駆動する。このと
きＸＹステージ２２の駆動座標は、デフォルトで設定し
てある座標、或いは以前にアライメント計測し算出した
座標である。ＴＴＬ顕微鏡８０により観察しているマー
ク１４の位置を計測する。１つのショットでＸ方向、Ｙ
方向の２つを計測した後、２番目のアライメント計測シ
ョットに行くようＸＹステージ２２を駆動する。
メントを行うショットのマーク１４がＴＴＬ顕微鏡８０
の下に来るようにＸＹステージ２２を駆動する。このと
きＸＹステージ２２の駆動座標は、デフォルトで設定し
てある座標、或いは以前にアライメント計測し算出した
座標である。ＴＴＬ顕微鏡８０により観察しているマー
ク１４の位置を計測する。１つのショットでＸ方向、Ｙ
方向の２つを計測した後、２番目のアライメント計測シ
ョットに行くようＸＹステージ２２を駆動する。
【００３１】このようにして予め設定されたショット数
だけアライメント計測を実行し、露光時におけるＸＹス
テージ２２の駆動格子を算出する。その格子に従ってＸ
Ｙステージ２２を駆動し、ウエハ２を露光していく。
尚、ウエハ２内のアライメントショットのサンプリング
はウエハ中心に対し、ほぼ同心円上になるようにするの
が望ましい。尚、本実施形態ではグローバルアライメン
トの手法に関して説明したが、その他のアライメント方
式でも良い。
だけアライメント計測を実行し、露光時におけるＸＹス
テージ２２の駆動格子を算出する。その格子に従ってＸ
Ｙステージ２２を駆動し、ウエハ２を露光していく。
尚、ウエハ２内のアライメントショットのサンプリング
はウエハ中心に対し、ほぼ同心円上になるようにするの
が望ましい。尚、本実施形態ではグローバルアライメン
トの手法に関して説明したが、その他のアライメント方
式でも良い。
【００３２】以上、アライメント方式について説明した
が、上記アライメント方式は、オフ・アクシス・アライ
メント方式のためベースライン補正が必要となる。その
為にベースラインの計測を行うが、その計測にＸＹステ
ージ２２上に設けたステージ基準マーク１００を使用し
ている。
が、上記アライメント方式は、オフ・アクシス・アライ
メント方式のためベースライン補正が必要となる。その
為にベースラインの計測を行うが、その計測にＸＹステ
ージ２２上に設けたステージ基準マーク１００を使用し
ている。
【００３３】図２は本実施形態において用いているθ，
Ｚステージ２１上のステージ基準マーク１００の断面の
拡大説明図である。図２に示すように、ステージ基準マ
ーク１００は断面形状が段差構造になっており、Ｓｉ基
板で製造されている。段差量は顕微鏡の照明系のσが大
きい場合はアライメント波長の１／８、σが小さい場合
は波長の１／４程度である。このような段差により収差
に敏感な波形として顕微鏡６０の調整をステージ基準マ
ーク１００を使用しても高い達成度で位置合わせが行な
えるようにしている。又、Ｓｉ基板は可視光において割
り合いフラットな分光反射特性を示す為、アライメント
波長が多波長、又は連続スペクトル光である場合、コマ
収差だけでなく色収差、特に投影光学系で発生する倍率
色収差の補正に最適となっている。
Ｚステージ２１上のステージ基準マーク１００の断面の
拡大説明図である。図２に示すように、ステージ基準マ
ーク１００は断面形状が段差構造になっており、Ｓｉ基
板で製造されている。段差量は顕微鏡の照明系のσが大
きい場合はアライメント波長の１／８、σが小さい場合
は波長の１／４程度である。このような段差により収差
に敏感な波形として顕微鏡６０の調整をステージ基準マ
ーク１００を使用しても高い達成度で位置合わせが行な
えるようにしている。又、Ｓｉ基板は可視光において割
り合いフラットな分光反射特性を示す為、アライメント
波長が多波長、又は連続スペクトル光である場合、コマ
収差だけでなく色収差、特に投影光学系で発生する倍率
色収差の補正に最適となっている。
【００３４】図３はステージ基準マーク１００を使用し
てベースライン計測を行うためステージ基準マーク１０
０内のマーク配置を示した説明図である。図３におい
て、１０１ＬはＴＴＲ顕微鏡６０用のショットの左側の
マーク、１０１ＲはＴＴＲ顕微鏡（不図示）用のショッ
トの右側のマーク、１０１ＸはＴＴＬ顕微鏡８０用のＸ
方向計測用マーク、１０１ＹはＴＴＬ顕微鏡（不図示）
のＸ方向計測用マークである。また１０２Ｌはショット
左側のマークを観察するＴＴＲ顕微鏡６０の観察領域、
１０２Ｒはショット右側のマークを観察するＴＴＲ顕微
鏡（不図示）の観察領域、１０２ＸはＸ方向計測をする
ＴＴＬ顕微鏡８０の観察領域、１０２ＹはＹ方向計測を
するＴＴＬ顕微鏡（不図示）の観察領域である。ベース
ライン計測はこれらのマークを使用して行っている。
てベースライン計測を行うためステージ基準マーク１０
０内のマーク配置を示した説明図である。図３におい
て、１０１ＬはＴＴＲ顕微鏡６０用のショットの左側の
マーク、１０１ＲはＴＴＲ顕微鏡（不図示）用のショッ
トの右側のマーク、１０１ＸはＴＴＬ顕微鏡８０用のＸ
方向計測用マーク、１０１ＹはＴＴＬ顕微鏡（不図示）
のＸ方向計測用マークである。また１０２Ｌはショット
左側のマークを観察するＴＴＲ顕微鏡６０の観察領域、
１０２Ｒはショット右側のマークを観察するＴＴＲ顕微
鏡（不図示）の観察領域、１０２ＸはＸ方向計測をする
ＴＴＬ顕微鏡８０の観察領域、１０２ＹはＹ方向計測を
するＴＴＬ顕微鏡（不図示）の観察領域である。ベース
ライン計測はこれらのマークを使用して行っている。
【００３５】次に図１のＴＴＲ顕微鏡６０とＴＴＬ顕微
鏡８０を用いてベースラインを計測してレチクル（第１
物体）とウエハ（第２物体）との位置合わせ（アライメ
ント）について説明する。
鏡８０を用いてベースラインを計測してレチクル（第１
物体）とウエハ（第２物体）との位置合わせ（アライメ
ント）について説明する。
【００３６】（Ａ−１）レチクルアライメントマーク１
ａとレチクルステージ（本体）２８上のレチクル基準マ
ーク６４とをＴＴＲ顕微鏡６０を用いて合わせる。これ
によってレチクル１と本体（投影光学系を含む）との位
置合わせが完了する。ここでレチクル基準マーク６４と
投影光学系３の光軸との位置関係は予め求められてい
る。
ａとレチクルステージ（本体）２８上のレチクル基準マ
ーク６４とをＴＴＲ顕微鏡６０を用いて合わせる。これ
によってレチクル１と本体（投影光学系を含む）との位
置合わせが完了する。ここでレチクル基準マーク６４と
投影光学系３の光軸との位置関係は予め求められてい
る。
【００３７】（Ａ−２）ＴＴＲ顕微鏡６０をレチクル１
面上のアライメントマーク１ｂが観察されるところまで
移動させる。ここでレチクルアライメントマーク１ａと
１ｂとの位置関係は予め求められている。このとき駆動
手段（２１，２２）面上のステージ基準マーク１００の
うちの１つのマーク１０１Ｌが観察されるように予め設
定されている（例えば工場出荷時に設定している。）。
面上のアライメントマーク１ｂが観察されるところまで
移動させる。ここでレチクルアライメントマーク１ａと
１ｂとの位置関係は予め求められている。このとき駆動
手段（２１，２２）面上のステージ基準マーク１００の
うちの１つのマーク１０１Ｌが観察されるように予め設
定されている（例えば工場出荷時に設定している。）。
【００３８】（Ａ−３）レチクルアライメントマーク１
ｂとステージ基準マーク１００のマーク１０１Ｌとより
レチクル１とステージ基準マーク１００との位置関係を
検出する。
ｂとステージ基準マーク１００のマーク１０１Ｌとより
レチクル１とステージ基準マーク１００との位置関係を
検出する。
【００３９】（Ａ−４）このときステージ基準マーク１
００のマーク１０１ＹがＴＴＬ顕微鏡８０で観察される
ように予め設定されている。ＴＴＬ顕微鏡８０の持つマ
ークＳ１とマーク１０１Ｙとの位置関係が求まる。これ
よりステージ基準マーク１００とＴＴＬ顕微鏡８０の位
置関係が求まる。
００のマーク１０１ＹがＴＴＬ顕微鏡８０で観察される
ように予め設定されている。ＴＴＬ顕微鏡８０の持つマ
ークＳ１とマーク１０１Ｙとの位置関係が求まる。これ
よりステージ基準マーク１００とＴＴＬ顕微鏡８０の位
置関係が求まる。
【００４０】（Ａ−５）（Ａ−３）で求めたレチクル１
（マーク１ｂ）とステージ基準マーク１００（マーク１
０１Ｌ）との位置関係と（Ａ−４）で求めたステージ基
準マーク１００とＴＴＬ顕微鏡８０との位置関係よりレ
チクル１とＴＴＬ顕微鏡（マークＳ１）８０との位置関
係をレチクル基準マーク１００を介して求める。
（マーク１ｂ）とステージ基準マーク１００（マーク１
０１Ｌ）との位置関係と（Ａ−４）で求めたステージ基
準マーク１００とＴＴＬ顕微鏡８０との位置関係よりレ
チクル１とＴＴＬ顕微鏡（マークＳ１）８０との位置関
係をレチクル基準マーク１００を介して求める。
【００４１】（Ａ−５）ウエハ２面上のウエハアライメ
ントマーク１４とＴＴＬ顕微鏡（マークＳ１）８０との
位置関係を求める。このときＴＴＬ顕微鏡８０のマーク
Ｓ１とウエハアライメントマーク１４との関係を求め、
これよりレチクル１とウエハ２の位置関係を求めてい
る。レチクル１と投影光学系３の光軸との位置関係が検
出されているので、これより投影光学系３の光軸とウエ
ハ２のウエハアライメントマーク１４との間隔ベースラ
インを求めている。
ントマーク１４とＴＴＬ顕微鏡（マークＳ１）８０との
位置関係を求める。このときＴＴＬ顕微鏡８０のマーク
Ｓ１とウエハアライメントマーク１４との関係を求め、
これよりレチクル１とウエハ２の位置関係を求めてい
る。レチクル１と投影光学系３の光軸との位置関係が検
出されているので、これより投影光学系３の光軸とウエ
ハ２のウエハアライメントマーク１４との間隔ベースラ
インを求めている。
【００４２】本実施形態では、このように段差がついて
いるステージ基準マーク１００を顕微鏡の調整だけでな
く、ベースライン計測に使用することによりステージ基
準マーク１００が装置に１個で済むためＸＹステージ周
りの省スペース化を図ることができる。またステージ基
準マーク１００のマーク線幅がステッパーの限界解像以
上であるため、ステージ基準マーク１００自体を現在の
半導体プロセスを用いてＳｉ基板で作成することが可能
となる。これにより現行の電子線描画装置でステージ基
準マークを容易に作成することができる。
いるステージ基準マーク１００を顕微鏡の調整だけでな
く、ベースライン計測に使用することによりステージ基
準マーク１００が装置に１個で済むためＸＹステージ周
りの省スペース化を図ることができる。またステージ基
準マーク１００のマーク線幅がステッパーの限界解像以
上であるため、ステージ基準マーク１００自体を現在の
半導体プロセスを用いてＳｉ基板で作成することが可能
となる。これにより現行の電子線描画装置でステージ基
準マークを容易に作成することができる。
【００４３】図４は本発明の実施形態２の要部概略図で
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べてＴＴＬ顕
微鏡９０の一部に開口径可変の開口絞り９１を設けた点
が異なっているだけで、その他の構成は基本的に同じで
ある。
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べてＴＴＬ顕
微鏡９０の一部に開口径可変の開口絞り９１を設けた点
が異なっているだけで、その他の構成は基本的に同じで
ある。
【００４４】図４において、光源６３（レーザでもハロ
ゲンランプのように連続スペクトルを持つ光源でも可）
から出た光は、波長フィルター６６を通り所定の波長が
選択される。波長フィルター６６を透過した光は照明光
学系６２を通過し、その後、開口絞り９１を通過し、偏
光ビームスプリッター６７へ向かう。
ゲンランプのように連続スペクトルを持つ光源でも可）
から出た光は、波長フィルター６６を通り所定の波長が
選択される。波長フィルター６６を透過した光は照明光
学系６２を通過し、その後、開口絞り９１を通過し、偏
光ビームスプリッター６７へ向かう。
【００４５】この開口絞り９１は開口絞りの径が可変に
なっている。図４では大きい開口と小さい開口の２種類
を備えており、不図示の駆動系により切換えができるよ
うにしている。
なっている。図４では大きい開口と小さい開口の２種類
を備えており、不図示の駆動系により切換えができるよ
うにしている。
【００４６】開口絞り９１を通過した光は、偏光ビーム
スプリッター６７にてλ／４板６５側へ反射される。λ
／４板６５を透過した光は対物レンズ１８を経て、ミラ
ーＭ１に反射され、投影光学系３を通り、ウエハ２上の
アライメントマーク１４を照明する。
スプリッター６７にてλ／４板６５側へ反射される。λ
／４板６５を透過した光は対物レンズ１８を経て、ミラ
ーＭ１に反射され、投影光学系３を通り、ウエハ２上の
アライメントマーク１４を照明する。
【００４７】ウエハ２で反射された光は投影光学系３を
通り、ミラーＭ１に反射し、対物レンズ１８ａに再び入
射する。その後、ビームスプリッター６１を透過し、リ
レーレンズ６９を経てＣＣＤカメラ１９上にウエハ２上
のアライメントマーク１４の像を結ぶ。ＣＣＤカメラ１
９により光電変換された画像信号は不図示の画像処理装
置に送られ、ウエハ２上のアライメントマーク１４がＣ
ＣＤ管面上でどの位置にあるかを検出する。
通り、ミラーＭ１に反射し、対物レンズ１８ａに再び入
射する。その後、ビームスプリッター６１を透過し、リ
レーレンズ６９を経てＣＣＤカメラ１９上にウエハ２上
のアライメントマーク１４の像を結ぶ。ＣＣＤカメラ１
９により光電変換された画像信号は不図示の画像処理装
置に送られ、ウエハ２上のアライメントマーク１４がＣ
ＣＤ管面上でどの位置にあるかを検出する。
【００４８】本実施形態の場合、ステージ基準マーク１
００は図６のようなマークの配置をしている。図５は図
６のマーク部の詳細図である。本実施形態のステージ基
準マーク１００は図５に示すような複数（図５では２種
類）の段差構造になっており、Ｓｉ基板で製造されてい
る。段差量はアライメント波長の１／８（λ／８：図５
（Ａ）の１１０、図６の１１０Ｌ，１１０Ｒ，１１０
Ｘ，１１０Ｙ）とか、１／４（λ／４：図５（Ａ）の１
１１、図６の１１１Ｌ，１１１Ｒ，１１１Ｘ，１１１
Ｙ）である。
００は図６のようなマークの配置をしている。図５は図
６のマーク部の詳細図である。本実施形態のステージ基
準マーク１００は図５に示すような複数（図５では２種
類）の段差構造になっており、Ｓｉ基板で製造されてい
る。段差量はアライメント波長の１／８（λ／８：図５
（Ａ）の１１０、図６の１１０Ｌ，１１０Ｒ，１１０
Ｘ，１１０Ｙ）とか、１／４（λ／４：図５（Ａ）の１
１１、図６の１１１Ｌ，１１１Ｒ，１１１Ｘ，１１１
Ｙ）である。
【００４９】アライメント時におけるＴＴＬ顕微鏡９０
内の照明系の開口絞り９１の径が大きい場合、即ち照明
σ＝１近辺では、λ／８の段差が収差に敏感な波形とな
り、開口絞り９１の径が小さい場合、即ち照明σが０．
５ぐらいになってくるとλ／４の段差が収差に敏感な波
形となる。その為、この２種類の段差をステージ基準マ
ーク１００に入れることにより、顕微鏡９０の調整をス
テージ基準マークを使用してできる。一方、照明σが大
きい場合、段差量がλ／４は最も収差に鈍感である。逆
に、図５（Ｂ）に示すように、波形コントラストは最も
高い。その為ベースライン計測は収差に鈍感でコントラ
ストの良いλ／４の段差のマークを使用すれば良い。ま
たＳｉ基板は可視光において割り合いフラットな反射特
性を示すため、アライメント波長が多波長、又は連続ス
ペクトル光である場合、コマ収差だけでなく色収差、特
に投影光学系で発生する倍率色収差の補正に最適であ
る。
内の照明系の開口絞り９１の径が大きい場合、即ち照明
σ＝１近辺では、λ／８の段差が収差に敏感な波形とな
り、開口絞り９１の径が小さい場合、即ち照明σが０．
５ぐらいになってくるとλ／４の段差が収差に敏感な波
形となる。その為、この２種類の段差をステージ基準マ
ーク１００に入れることにより、顕微鏡９０の調整をス
テージ基準マークを使用してできる。一方、照明σが大
きい場合、段差量がλ／４は最も収差に鈍感である。逆
に、図５（Ｂ）に示すように、波形コントラストは最も
高い。その為ベースライン計測は収差に鈍感でコントラ
ストの良いλ／４の段差のマークを使用すれば良い。ま
たＳｉ基板は可視光において割り合いフラットな反射特
性を示すため、アライメント波長が多波長、又は連続ス
ペクトル光である場合、コマ収差だけでなく色収差、特
に投影光学系で発生する倍率色収差の補正に最適であ
る。
【００５０】このように複数の段差を持つステージ基準
マーク１００を使用することにより、実施形態１の利点
の他、開口絞り９１ごとに調整する場合には、その開口
絞り９１でのアライメント波形が最も敏感な段差で調整
を行い、ベースライン計測では収差に鈍感な段差を使用
すれば良い。これにより顕微鏡の調整達成度は高く、装
置間ばらつきが少なくなり、またベースライン計測精度
も高くなる。更に段差が複数でもステージ基準マークが
１つで済むため、ＸＹステージ周辺の配置がすっきりと
なる。更にＳｉ基板でステージ基準マークを作成するこ
とにより安価に入手できる。
マーク１００を使用することにより、実施形態１の利点
の他、開口絞り９１ごとに調整する場合には、その開口
絞り９１でのアライメント波形が最も敏感な段差で調整
を行い、ベースライン計測では収差に鈍感な段差を使用
すれば良い。これにより顕微鏡の調整達成度は高く、装
置間ばらつきが少なくなり、またベースライン計測精度
も高くなる。更に段差が複数でもステージ基準マークが
１つで済むため、ＸＹステージ周辺の配置がすっきりと
なる。更にＳｉ基板でステージ基準マークを作成するこ
とにより安価に入手できる。
【００５１】次に本発明の実施形態３について説明す
る。本実施形態は先の実施形態２と同様に、露光装置に
複数の段差を持つステージ基準マークを備えるが、実施
形態２では一つのステージ基準マークに複数の段差を配
置することに対し、本実施形態では図７，図８に示すよ
うに段差の数だけステージ基準マークを露光装置内、即
ちθ，Ｚステージ２１上に配置することを特徴としてい
る。
る。本実施形態は先の実施形態２と同様に、露光装置に
複数の段差を持つステージ基準マークを備えるが、実施
形態２では一つのステージ基準マークに複数の段差を配
置することに対し、本実施形態では図７，図８に示すよ
うに段差の数だけステージ基準マークを露光装置内、即
ちθ，Ｚステージ２１上に配置することを特徴としてい
る。
【００５２】これは一つの基板に２種類の段差を作成し
ようとすると、製造工程が繁雑になるということと、工
程が増える分、歩留りも落ちる。それを回避するため、
図８に示すように段差の数だけステージ基準マーク１２
０，１２１を露光装置内、即ちθ，Ｚステージ２１上に
配置している。
ようとすると、製造工程が繁雑になるということと、工
程が増える分、歩留りも落ちる。それを回避するため、
図８に示すように段差の数だけステージ基準マーク１２
０，１２１を露光装置内、即ちθ，Ｚステージ２１上に
配置している。
【００５３】図８において、ステージ基準マーク１２０
はλ／８の段差量、ステージ基準マーク１２１はλ／４
の段差量である。これらを使用して、顕微鏡調整及びベ
ースライン計測を行う。２種類の使い分けに関し、以下
に述べる。
はλ／８の段差量、ステージ基準マーク１２１はλ／４
の段差量である。これらを使用して、顕微鏡調整及びベ
ースライン計測を行う。２種類の使い分けに関し、以下
に述べる。
【００５４】アライメント時におけるＴＴＬ顕微鏡９０
内の照明系の開口絞り９１の径が大きい場合、即ち照明
σ＝１近辺ではλ／８の段差が収差に敏感な波形とな
り、開口絞り９１の径が小さい場合、即ち照明σが０．
５ぐらいになってくるとλ／４の段差が収差に敏感な波
形となる。その為、この２種類の段差をステージ基準マ
ークに入れることにより、顕微鏡の調整をステージ基準
マークを使用してできる。一方、照明σが大きい場合、
段差量がλ／４は最も収差に鈍感な段差である。逆に図
５（Ｂ）に示すように、波形コントラストは最も高い。
その為ベースライン計測は収差に鈍感でコントラストの
良いλ／４の段差のマークを使用すれば良い。
内の照明系の開口絞り９１の径が大きい場合、即ち照明
σ＝１近辺ではλ／８の段差が収差に敏感な波形とな
り、開口絞り９１の径が小さい場合、即ち照明σが０．
５ぐらいになってくるとλ／４の段差が収差に敏感な波
形となる。その為、この２種類の段差をステージ基準マ
ークに入れることにより、顕微鏡の調整をステージ基準
マークを使用してできる。一方、照明σが大きい場合、
段差量がλ／４は最も収差に鈍感な段差である。逆に図
５（Ｂ）に示すように、波形コントラストは最も高い。
その為ベースライン計測は収差に鈍感でコントラストの
良いλ／４の段差のマークを使用すれば良い。
【００５５】本実施形態の場合、歩留りが高い分、ステ
ージ基準マークは安価でかつ工程数が減るため確実に物
ができる。
ージ基準マークは安価でかつ工程数が減るため確実に物
ができる。
【００５６】次に本発明の実施形態４について説明す
る。本実施形態ではステージ基準マークの段差部が可変
であることを特徴としている。顕微鏡を調整するとき最
も収差に敏感になる段差になるようにする。図９は一例
として、照明σの大きい場合の顕微鏡の調整時における
状態を示した図である。
る。本実施形態ではステージ基準マークの段差部が可変
であることを特徴としている。顕微鏡を調整するとき最
も収差に敏感になる段差になるようにする。図９は一例
として、照明σの大きい場合の顕微鏡の調整時における
状態を示した図である。
【００５７】図９において、ステージ基準マーク１３０
の下に段差１３３を形成する為の駆動部１３１と、駆動
量を制御するコントローラ１３２が配置されている。不
図示のコンピュータからλ／８の段差になるように指令
を受けたコントローラ１３２により駆動部１３１は上下
する。それにより段差１３３は所定の段差量に設定され
る。本実施形態では、駆動部表面とステージ基準マーク
１３０の表面の反射率差が小さくなるような部材で作成
されている。このようにしておかないと調整に鈍感な波
形になってしまうためである。
の下に段差１３３を形成する為の駆動部１３１と、駆動
量を制御するコントローラ１３２が配置されている。不
図示のコンピュータからλ／８の段差になるように指令
を受けたコントローラ１３２により駆動部１３１は上下
する。それにより段差１３３は所定の段差量に設定され
る。本実施形態では、駆動部表面とステージ基準マーク
１３０の表面の反射率差が小さくなるような部材で作成
されている。このようにしておかないと調整に鈍感な波
形になってしまうためである。
【００５８】図１０はベースライン測定時における状態
を示した図である。この場合、最も波形のコントラスト
が高くなるような段差になるように駆動部１３１を駆動
する。これにより一つのステージ基準マークで顕微鏡の
調整に最適な段差を複数備えることができ、かつベース
ライン計測に最適な段差を実現できるため、ＸＹステー
ジ２２周辺の省スペース化を図ることが可能となる。
を示した図である。この場合、最も波形のコントラスト
が高くなるような段差になるように駆動部１３１を駆動
する。これにより一つのステージ基準マークで顕微鏡の
調整に最適な段差を複数備えることができ、かつベース
ライン計測に最適な段差を実現できるため、ＸＹステー
ジ２２周辺の省スペース化を図ることが可能となる。
【００５９】次に上記説明した投影露光装置を利用した
デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
【００６０】図１２は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００６１】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００６２】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６３】図１３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
【００６４】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングがすんで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによってウエハ上に多
重に回路パターンが形成される。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングがすんで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによってウエハ上に多
重に回路パターンが形成される。
【００６５】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。
【００６６】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、ベースラ
イン計測用のステージ基準マークを顕微鏡で観察する際
にステージ基準マークの構造を適切に設定することによ
ってステージ基準マークの観察を良好に行い、レチクル
とウエハとの相対的な位置合わせを高精度に行い高集積
度の半導体デバイスが容易に製造することができる投影
露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を達成す
ることができる。
イン計測用のステージ基準マークを顕微鏡で観察する際
にステージ基準マークの構造を適切に設定することによ
ってステージ基準マークの観察を良好に行い、レチクル
とウエハとの相対的な位置合わせを高精度に行い高集積
度の半導体デバイスが容易に製造することができる投影
露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を達成す
ることができる。
【図１】本発明の投影露光装置の実施形態１の要部概略
図
図
【図２】図１のステージ基準マークのマーク部詳細図
【図３】図１のステージ基準マークのマーク配置図
【図４】本発明の投影露光装置の実施形態２の要部概略
図
図
【図５】図４のステージ基準マークのマーク部詳細図
【図６】図４のステージ基準マークのマーク配置図
【図７】本発明の実施形態３に係るステージ基準マーク
のマーク部詳細図
のマーク部詳細図
【図８】本発明の実施形態３に係るＸＹステージにおけ
るステージ基準マーク配置図
るステージ基準マーク配置図
【図９】本発明の実施形態４に係るステージ基準マーク
のマーク部詳細図
のマーク部詳細図
【図１０】本発明の実施形態４に係るステージ基準マー
クのマーク部詳細図
クのマーク部詳細図
【図１１】従来のステージ基準マークのマーク部詳細図
【図１２】本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート
チャート
【図１３】本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート
チャート
１ レチクル（第１物体） １ａ レチクルアライメントマーク １ｂ レチクルアライメントマーク ２ ウエハ（第２物体） ３ 投影光学系 １４ ウエハアライメントマーク １８ 対物レンズ １９ ＣＣＤカメラ ２１ θ，Ｚステージ ２２ ＸＹステージ ２３ レーザ干渉計 ２８ レチクルステージ ３１ 露光照明系 ６０ ＴＴＲ顕微鏡 ６１ ビームスプリッター ６２ 照明光学系 ６３ 光源 ６４ レチクル基準マーク ６５ λ／４板 ６６ 波長フィルター ６７ 偏光ビームスプリッター ６８ 波長フィルター ６９ リレーレンズ ７０ ライトガイド ８０ ＴＴＬ顕微鏡 ９０ ＴＴＬ顕微鏡 ９１ 開口絞り １００ ステージ基準マーク
Claims (7)
- 【請求項１】 第１物体面上のパターンを投影光学系に
より、該投影光学系の光軸方向及び該光軸と直交する平
面内に駆動可能な駆動手段上に載置した第２物体面上に
投影露光する投影露光装置において、該第１物体面上と
第２物体面上に設けた位置合わせマークそして該駆動手
段上に設けたステージ基準マークの位置情報を検出手段
で検出し、検出手段からの信号を用いて該第１物体と第
２物体との位置合わせを行う際、該ステージ基準マーク
は１種類以上でかつ段差で形成されたマークより成って
いることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】 前記ステージ基準マークを用いてベース
ラインの測定を行っていることを特徴とする請求項１の
投影露光装置。 - 【請求項３】 前記検出手段は前記第１物体面上のマー
クと前記駆動手段面上のステージ基準マークを検出する
第１顕微鏡、前記第２物体面上のマークと該駆動手段面
上のステージ基準マークを検出する第２顕微鏡を有して
おり、該ステージ基準マークを用いて該第１顕微鏡と第
２顕微鏡の調整と検査を行っていることを特徴とする請
求項１又は２の投影露光装置。 - 【請求項４】 前記ステージ基準マークは半導体素子材
料で作成されていることを特徴とする請求項１，２又は
３の投影露光装置。 - 【請求項５】 前記ステージ基準マークの前記検出手段
からの光束に対する分光反射特性が平坦であることを特
徴とする請求項１，２，３又は４の投影露光装置。 - 【請求項６】 前記ステージ基準マークの段差量が可変
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記
載の投影露光装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項記載の投影
露光装置を用いてレチクル面上のパターンをウエハ面上
に投影露光する工程を介してデバイスを製造しているこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8207855A JPH1041219A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8207855A JPH1041219A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041219A true JPH1041219A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16546656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8207855A Pending JPH1041219A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1041219A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0964308A2 (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus and device manufacturing method using the same |
| US6318971B1 (en) | 1999-03-18 | 2001-11-20 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Variable displacement compressor |
| JP2013115317A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 転写装置、アライメント方法および転写方法 |
| US9327488B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-05-03 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Alignment method, transfer method and transfer apparatus |
| JP2022554082A (ja) * | 2019-10-29 | 2022-12-28 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 可変回折格子 |
| US12032283B2 (en) | 2020-05-13 | 2024-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Imprint apparatus and method of manufacturing article |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP8207855A patent/JPH1041219A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0964308A2 (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus and device manufacturing method using the same |
| EP0964308A3 (en) * | 1998-06-12 | 2001-03-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus and device manufacturing method using the same |
| US6714691B2 (en) | 1998-06-12 | 2004-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus, and device manufacturing method using the same |
| US6318971B1 (en) | 1999-03-18 | 2001-11-20 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Variable displacement compressor |
| JP2013115317A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 転写装置、アライメント方法および転写方法 |
| US9327488B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-05-03 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Alignment method, transfer method and transfer apparatus |
| JP2022554082A (ja) * | 2019-10-29 | 2022-12-28 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 可変回折格子 |
| US11703771B2 (en) | 2019-10-29 | 2023-07-18 | Asml Holding N.V. | Variable diffraction grating |
| US12032283B2 (en) | 2020-05-13 | 2024-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Imprint apparatus and method of manufacturing article |
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