JPH1050589A - Alignment method - Google Patents

Alignment method

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JPH1050589A
JPH1050589A JP8219468A JP21946896A JPH1050589A JP H1050589 A JPH1050589 A JP H1050589A JP 8219468 A JP8219468 A JP 8219468A JP 21946896 A JP21946896 A JP 21946896A JP H1050589 A JPH1050589 A JP H1050589A
Authority
JP
Japan
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mark
alignment
reference plate
wavelength
reticle
Prior art date
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Pending
Application number
JP8219468A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Yasuda
雅彦 安田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH1050589A publication Critical patent/JPH1050589A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-accuracy alignment method not only taking the positional deviation of a projection optical system from alignment light having a wavelength which is different from that of exposure light caused by a chromatic aberration, but also the plotting error of marks on a reference plate, etc., into considerations. SOLUTION: A base line amount is found by means of a TTR alignment system 14 for exposed light wavelength and another TTR alignment system 12 for different wavelength. In addition, a reference mark (for example, Fu) for different wavelength is divided into a plurality of divisions, and the correcting value of the base line amount is computed by using the manufacturing error of the mark Fu at every division, in according to the irradiating position of an alignment beam having a different wavelength on a reference plate FP. After computing the correcting value, the positional deviation between a mark Au on a mask R and a mark on a photosensitive substrate W corresponding to the mark Au is detected, by using the alignment system 12 and the mask R is aligned with the substrate W by using the base line amount and correcting value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアライメント方法に
係り、更に詳しくは露光波長TTRアライメント系と別
波長TTRアライメント系とを備えた露光装置に用いら
れるマスクと感光基板とのアライメント方法に関する。
本発明に係るアライメント方法は、半導体素子(IC)
や液晶用基板、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用される投
影露光装置に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment method, and more particularly to an alignment method of a mask and a photosensitive substrate used in an exposure apparatus having an exposure wavelength TTR alignment system and another wavelength TTR alignment system.
The alignment method according to the present invention provides a semiconductor device (IC)
And a projection exposure apparatus used for manufacturing a liquid crystal substrate, a thin film magnetic head, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の大容量化やパターンの微細
化に伴い、投影露光装置に対する高解像度化の要求は年
を追うごとに厳しくなっている。こうした要求に対して
投影光学系の広フィールド化及び高解像度化が行われて
いる。さらに、こうした要求に応えるためには高精度な
アライメント装置の開発が不可欠である。
2. Description of the Related Art With the increase in the capacity of semiconductor devices and the miniaturization of patterns, the demand for higher resolution of projection exposure apparatuses has become more stringent each year. To meet such demands, the field of projection optical systems has been widened and the resolution has been increased. Furthermore, development of a high-precision alignment device is indispensable to meet such demands.

【0003】高精度なアライメント方式の1つとして、
レチクル上のマークとウエハ又はガラスプレート等の感
光基板(以下「ウエハ」と呼ぶ)上の各ショット領域の
マークとを逐次検出してアライメントを行う方式、所謂
ダイ・バイ・ダイアライメント方式が提案されている。
例えば露光光と異なる波長の照明光を使ってレチクルマ
ークとウエハマークとを同時に検出する方式、所謂別波
長TTRアライメント方式が提案されている。
As one of the highly accurate alignment methods,
A so-called die-by-die alignment method has been proposed in which a mark on a reticle and a mark in each shot area on a photosensitive substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter, referred to as a “wafer”) are sequentially detected to perform alignment. ing.
For example, a method of simultaneously detecting a reticle mark and a wafer mark using illumination light having a wavelength different from that of exposure light, that is, a so-called another wavelength TTR alignment method has been proposed.

【0004】従来のこの種の投影露光装置は、レチクル
上の回路パターン領域の外側で投影光学系の視野内の所
定位置に設けられたマークの位置を露光光で検出する露
光波長TTRアライメント系と、レチクル上の回路パタ
ーン領域の周辺に設けられたマークの位置を露光光とは
異なる波長の光で検出する別波長TTRアライメント系
とを有する。
A conventional projection exposure apparatus of this type includes an exposure wavelength TTR alignment system for detecting the position of a mark provided at a predetermined position in a field of view of a projection optical system outside a circuit pattern area on a reticle by exposure light. A different wavelength TTR alignment system for detecting the position of a mark provided around the circuit pattern area on the reticle with light having a wavelength different from the exposure light.

【0005】そして、ウエハステージ上に固定された基
準板を投影光学系の下に位置決めした時、露光波長TT
Rアライメント系によって、レチクル上のマークと基準
板上のマーク(レチクル上のマークに対応する)との位
置ずれを検出する。また、別波長TTRアライメント系
によってレチクル上のマークと基準板上のマークとの位
置ずれを検出する。このとき、露光波長TTRアライメ
ント系で検出された位置ずれ量と、別波長TTRアライ
メント系で検出された位置ずれ量との差は、別波長TT
Rアライメント系で検出されるレチクル上のマークの位
置での色収差に起因した位置ずれ量である。
When the reference plate fixed on the wafer stage is positioned below the projection optical system, the exposure wavelength TT
An R alignment system detects a displacement between a mark on the reticle and a mark on the reference plate (corresponding to a mark on the reticle). Further, the misalignment between the mark on the reticle and the mark on the reference plate is detected by another wavelength TTR alignment system. At this time, the difference between the displacement amount detected by the exposure wavelength TTR alignment system and the displacement amount detected by the other wavelength TTR alignment system is the difference TT
This is the amount of positional deviation due to chromatic aberration at the position of the mark on the reticle detected by the R alignment system.

【0006】従って、別波長TTRアライメント系を用
いてレチクルとウエハをアライメントする際、検出され
た位置ずれ量に基づいてアライメント位置を補正すれ
ば、アライメント波長(別波長)での色収差に起因する
アライメント誤差は生じることなく、正確なアライメン
トを行うことができる。このように露光波長TTRアラ
イメント系と別波長TTRアライメント系とを有し、色
収差に起因したレチクルとウエハとの位置ずれ量を補正
してアライメントを実行する露光装置は例えば特開平4
−45512号公報に開示されている。
Therefore, when aligning a reticle and a wafer using a different wavelength TTR alignment system, if the alignment position is corrected based on the detected positional deviation amount, alignment caused by chromatic aberration at the alignment wavelength (different wavelength) can be achieved. Accurate alignment can be performed without any error. An exposure apparatus that has an exposure wavelength TTR alignment system and another wavelength TTR alignment system and that performs alignment by correcting the amount of misalignment between a reticle and a wafer due to chromatic aberration is disclosed in
-45512.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術では、例えば基準板上のマークの描画誤差、もしく
は露光波長TTRアライメント系の検出誤差により、露
光波長TTRアライメント系用のレチクル上のマークと
基準板上のマークとの位置関係の検出値に誤差が生じて
いる場合には、レチクルとウエハとの間にオフセットや
回転等の誤差が生じ、特にレチクル上のアライメントマ
ークの位置変更(マークの打ち替え)に応じて別波長T
TRアライメント系の位置を変えた時にアライメント系
の位置によってオフセットや回転などが変化するという
不都合があった。
However, according to the above-mentioned technique, the mark on the reticle for the exposure wavelength TTR alignment system and the mark on the reticle for the exposure wavelength TTR alignment system are caused by, for example, a drawing error of the mark on the reference plate or a detection error of the exposure wavelength TTR alignment system. If an error occurs in the detected value of the positional relationship with the mark on the plate, an error such as offset or rotation occurs between the reticle and the wafer. Replacement) according to different wavelength T
When the position of the TR alignment system is changed, there is an inconvenience that the offset, rotation, and the like change depending on the position of the alignment system.

【0008】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その目的は、特に露光光とは
異なる波長の光(アライメント光)に対する投影光学系
の色収差に起因する位置ずれのみならず、基準板上のマ
ークの描画誤差等をも考慮した高精度なアライメント方
法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the inconveniences of the prior art, and has as its object to provide only a position shift caused by chromatic aberration of a projection optical system with respect to light (alignment light) having a wavelength different from that of exposure light. Another object of the present invention is to provide a high-precision alignment method that also takes into account drawing errors of marks on a reference plate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】基準板は通常、電子線描
画装置やフォト・リピータなどでマスクを作成した後、
そのマスクを基板上に縮小投影して作られる。ところ
で、ここで問題にしている基準板上のマークは、別波長
TTRアライメント系のセンサ(アライメント顕微鏡)
の可動範囲全域を網羅しているため、非常に広い範囲に
わたって形成される。マスクを作成する際、電子線描画
装置ではマスク内を幾つかの区画に分け、一区画ずつ順
に描写していくが、前記マークは一つの区画に収まりき
らず、幾つかの区画に分けて描写される。また、フォト
・リピータでは、マスク上のパターン毎に親となるマス
クを数種類作り、この親マスクをそれぞれ必要な部分に
縮小投影してマスクを作成するが、前記マークは親マス
クに収まりきらないため、親マスクを縮小投影してマス
クを作成する際に、幾つかのショットを継ぎ足して一つ
の前記マークが形成される。このように、いずれの方法
でも前記マークは一括して描写することができないた
め、マークは幾つかの区画に分かれ(図7参照)、区画
と区画との境にはマークの不連続が生じる。このため、
基準板の製造誤差を測定すると、一つの区画の中では誤
差は緩やかに変化し、区画間の継ぎ目の不連続の部分で
は急激に変化するものとなる。
Means for Solving the Problems Normally, a reference plate is prepared by forming a mask with an electron beam lithography apparatus, a photo repeater, or the like.
The mask is made by reducing and projecting the mask on a substrate. By the way, the mark on the reference plate in question here is a sensor of another wavelength TTR alignment system (alignment microscope)
Is formed over a very wide range because the entire movable range of the above is covered. When creating a mask, the electron beam lithography system divides the inside of the mask into several sections and draws them one by one in order, but the mark does not fit in one section and is drawn in several sections. You. Also, in the photo repeater, several types of parent masks are created for each pattern on the mask, and the parent masks are reduced and projected onto necessary portions, respectively, to create masks. However, since the marks do not fit in the parent masks, When the mask is created by reducing and projecting the parent mask, several shots are added to form one mark. As described above, since the mark cannot be collectively described by any of the methods, the mark is divided into several sections (see FIG. 7), and discontinuity of the mark occurs at the boundary between the sections. For this reason,
When the manufacturing error of the reference plate is measured, the error gradually changes in one section, and changes abruptly in the discontinuous portion of the seam between the sections.

【0010】本発明は、かかるマークの形成過程及びそ
のマークの特徴に着目してなされたもので、以下のよう
な手法を採用する。
The present invention has been made by paying attention to the process of forming such marks and the characteristics of the marks, and employs the following method.

【0011】請求項1に記載の発明は、マスク上の第1
マークが形成された第1マーク領域と当該第1マーク領
域及び投影光学系を介して第1マークに対応する感光基
板又は基準板上の第2マークが形成された第2マーク領
域に露光光と同一波長の露光波長アライメントビームを
照射し、前記第1マーク領域及び第2マーク領域から生
ずる反射光を光電検出することにより前記第1マークと
第2マークとの位置ずれを検出する第1の検出系と、前
記マスク上の第3マークが形成された第3マーク領域と
当該第3マーク領域及び投影光学系を介して第3マーク
に対応する感光基板又は基準板上の第4マークが形成さ
れた第4マーク領域に露光光と異なる波長の別波長アラ
イメントビームを照射し、前記第3マーク領域及び第4
マーク領域から生ずる反射光を光電検出することにより
前記第3マークと第4マークとの位置ずれを検出する第
2の検出系とを備えた露光装置に用いられる、前記マス
クと前記感光基板とのアライメント方法であって;前記
基準板を前記投影光学系の下に位置決め後、前記第1の
検出系によって、マスク上の第1マークとこれに対応す
る前記基準板上の第2マークとの位置ずれ量を検出する
第1工程と;前記第2の検出系によって、前記マスク上
の第3マークとこれに対応する前記基準板上の第4マー
クとの位置ずれ量を検出する第2工程と;前記第1、第
2工程でそれぞれ得られた位置ずれ量の差を色収差によ
る位置ずれ量として演算する第3工程と;前記基準板上
の前記第4マークを複数の区画に分割し、前記第2工程
における前記基準板上の前記第4マーク上の前記別波長
アライメントビームの照射位置に応じて前記区画毎の前
記第4マークの製造誤差を用いて前記第3工程で演算さ
れた色収差による位置ずれ量の補正値を演算する第4工
程と;しかる後、前記第2の検出系を用いて前記マスク
上の第3マークとこれに対応する前記感光基板上の第4
マークとの位置ずれを検出し、この検出結果と前記第
3、第4工程でそれぞれ得られた値とを用いて前記マス
クと前記感光基板との位置合わせを行なう第5工程とを
含む。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
Exposure light is applied to the first mark area where the mark is formed and the second mark area where the second mark is formed on the photosensitive substrate or reference plate corresponding to the first mark via the first mark area and the projection optical system. A first detection method of irradiating an exposure wavelength alignment beam having the same wavelength and photoelectrically detecting reflected light generated from the first mark area and the second mark area to detect a positional shift between the first mark and the second mark. A third mark area on the mask on which the third mark is formed, and a fourth mark on the photosensitive substrate or reference plate corresponding to the third mark via the third mark area and the projection optical system. The fourth mark area is irradiated with another wavelength alignment beam having a different wavelength from the exposure light, and the third mark area and the fourth
The mask and the photosensitive substrate are used in an exposure apparatus having a second detection system that detects a displacement between the third mark and the fourth mark by photoelectrically detecting reflected light generated from a mark area. An alignment method, wherein after positioning the reference plate below the projection optical system, the first detection system positions the first mark on the mask and the corresponding second mark on the reference plate. A first step of detecting a shift amount; a second step of detecting, by the second detection system, a position shift amount between a third mark on the mask and a corresponding fourth mark on the reference plate. A third step of calculating a difference between the displacement amounts obtained in the first and second steps as a displacement amount due to chromatic aberration; and dividing the fourth mark on the reference plate into a plurality of sections, The criteria in the second step The correction value of the displacement amount due to chromatic aberration calculated in the third step is calculated using the manufacturing error of the fourth mark for each section according to the irradiation position of the different wavelength alignment beam on the fourth mark. A fourth step of calculating; and then, using the second detection system, a third mark on the mask and a fourth mark on the photosensitive substrate corresponding thereto.
And a fifth step of detecting a positional deviation from the mark and performing alignment between the mask and the photosensitive substrate using the detection result and the values obtained in the third and fourth steps.

【0012】これによれば、第3工程において、第1、
第2工程でそれぞれ得られた位置ずれ量の差が色収差に
よる位置ずれ量として演算される。すなわち、第2の検
出系のいわゆるベースライン量が求められる。また、第
4工程では、基準板上の第4マークを複数の区画に分割
し、第2工程における基準板上の第4マーク上の別波長
アライメントビームの照射位置に応じて区画毎の第4マ
ークの製造誤差を用いて第3工程で演算された色収差に
よる位置ずれ量の補正値が演算され、しかる後、第5工
程において、第2の検出系を用いてマスク上の第3マー
クとこれに対応する感光基板上の第4マークとの位置ず
れを検出し、この検出結果と第3、第4工程でそれぞれ
得られた値とを用いてマスクと感光基板との位置合わせ
が行われる。
According to this, in the third step, the first,
The difference between the displacement amounts obtained in the second step is calculated as the displacement amount due to chromatic aberration. That is, a so-called baseline amount of the second detection system is obtained. In the fourth step, the fourth mark on the reference plate is divided into a plurality of sections, and the fourth mark for each section is divided according to the irradiation position of the different wavelength alignment beam on the fourth mark on the reference plate in the second step. A correction value of the amount of misregistration due to chromatic aberration calculated in the third step is calculated using the mark manufacturing error. Thereafter, in the fifth step, the third mark on the mask and the third mark on the mask are detected using the second detection system. Is detected, and the mask and the photosensitive substrate are aligned using the detection result and the values obtained in the third and fourth steps.

【0013】このため、露光に先立って行われるベース
ライン計測にて使用される基準板上の第4マーク(基準
マーク)の製造誤差が補正され、マスク上の第3マーク
(アライメントマーク)の位置を変えた時でも重ねあわ
せ誤差の変化を抑えるごとができ、これにより露光光と
は異なる波長の光(アライメント光)に対する投影光学
系の色収差に起因する位置ずれのみならず、基準板上の
マークの描画誤差等をも考慮した高精度なアライメント
を実現することができる。
Therefore, the manufacturing error of the fourth mark (reference mark) on the reference plate used in the baseline measurement performed prior to exposure is corrected, and the position of the third mark (alignment mark) on the mask is corrected. Even when the position of the exposure light is changed, it is possible to suppress the change of the overlay error, thereby not only the positional shift due to the chromatic aberration of the projection optical system with respect to light (alignment light) having a wavelength different from the exposure light, but also the mark on the reference plate. High-precision alignment that also takes into account the drawing error and the like.

【0014】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のアライメント方法において、前記複数区画が前記基準
板上の第4マークの製造段階に応じて定められているこ
とを特徴とする。これによれば、基準板の製造過程がわ
かれば基準板上の第4マークの区画の数や配置などを計
測する必要がなくなる。
According to a second aspect of the present invention, in the alignment method according to the first aspect, the plurality of sections are determined according to a manufacturing step of a fourth mark on the reference plate. According to this, if the manufacturing process of the reference plate is known, it is not necessary to measure the number and arrangement of the sections of the fourth mark on the reference plate.

【0015】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載のアライメント方法において、前記基準板上の前
記第4マークの前記各区画の製造誤差は、当該各区画の
所定の基準点を基準として選択された当該基準点と所定
の位置関係にある複数の計測点の設計値からのずれに基
づいて演算で求めた誤差であることを特徴とする。
[0015] The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
3. The alignment method according to claim 1, wherein the manufacturing error of each section of the fourth mark on the reference plate is a plurality of pieces having a predetermined positional relationship with the reference point selected based on the predetermined reference point of each section. Is an error obtained by calculation based on the deviation of the measurement point from the design value.

【0016】これによれば、基準板上の第4マークの各
区画の製造誤差は、当該各区画の所定の基準点を基準と
して選択された当該基準点と所定の位置関係にある複数
の計測点の設計値からのずれに基づいて演算で求めた誤
差であることから、例えば一つの区画内に基準点を含む
少なくとも3点の計測点を設定すれば、各区画毎に区画
内の基準点を基準とする回転誤差、倍率誤差、オフセッ
トを定めることができ、より少ないデータをもとに製造
誤差を算出することができ、基準マークの製造誤差測定
に長時間を要することが無く、誤差測定時の測定用のセ
ンサーのドリフトなどの影響を受け難く、さらには、基
準マークの製造誤差の特徴を踏まえていることから、少
ないデータからでも高精度な補正が可能である。
According to this, the manufacturing error of each section of the fourth mark on the reference plate is determined by a plurality of measurement marks having a predetermined positional relationship with the reference point selected based on the predetermined reference point of each section. Since it is an error calculated by the calculation based on the deviation of the point from the design value, for example, if at least three measurement points including the reference point are set in one section, the reference point in the section is set for each section. The rotation error, magnification error, and offset can be determined based on the reference mark, and the manufacturing error can be calculated based on less data. Since it is hardly affected by drift of a sensor for measurement at the time, and furthermore, it is based on the characteristic of the manufacturing error of the reference mark, high-precision correction is possible even with a small amount of data.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアライメント
方法が適用される一実施形態に係る露光装置について、
図1ないし図9に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an exposure apparatus according to an embodiment to which the alignment method according to the present invention is applied will be described.
A description will be given based on FIGS. 1 to 9.

【0018】図1には、一実施例に係る露光装置として
の縮小投影型露光装置(ステッパー)10の構成が概略
的に示されている。この縮小投影型露光装置10は、図
1の紙面に直交する基準平面内を2次元方向(X、Y方
向)に移動するXYステージSTと、このXYステージ
STの上方に配置されその光軸AXが前記基準平面にほ
ぼ直交する投影光学系としての投影レンズPLと、この
投影レンズPLの上方に配置されたマスクとしてのレチ
クルRと、このレチクルRの微動調整系と、XYステー
ジ移動制御系と、第2の検出系としての別波長TTR
(スルーザレチクル)アライメント系12と、第1の検
出系としての露光波長TTRアライメント系14と、レ
チクルRの上方に45°に斜設されたダイクロイックミ
ラーDMと、主制御装置16とを備えている。
FIG. 1 schematically shows a configuration of a reduction projection type exposure apparatus (stepper) 10 as an exposure apparatus according to one embodiment. The reduced projection type exposure apparatus 10 includes an XY stage ST that moves in a two-dimensional direction (X, Y directions) in a reference plane orthogonal to the paper surface of FIG. 1, and an optical axis AX that is disposed above the XY stage ST. A projection lens PL as a projection optical system substantially orthogonal to the reference plane, a reticle R as a mask disposed above the projection lens PL, a fine movement adjustment system for the reticle R, and an XY stage movement control system. , Another wavelength TTR as the second detection system
(Through the reticle) An alignment system 12, an exposure wavelength TTR alignment system 14 as a first detection system, a dichroic mirror DM inclined at 45 ° above the reticle R, and a main controller 16 are provided. I have.

【0019】XYステージSTは、モータ18によって
基準平面内をX、Y方向に移動されるようになってお
り、このXYステージST上には感光基板としてのウエ
ハWと基準板FP(これについては、後述する)とが保
持されている。このXYステージSTの座標位置はレー
ザ干渉計20によって逐次計測される。このXYステー
ジSTの位置決めは、レーザ干渉計20の計測値をモニ
タしてモータ18を駆動するステージドライバ回路22
によって行われる。即ち、本実施形態では、モータ1
8、レーザ干渉計20、及びステージドライバ回路22
によって、XYステージ移動制御系が構成されている。
The XY stage ST is moved in the X and Y directions in a reference plane by a motor 18. On the XY stage ST, a wafer W as a photosensitive substrate and a reference plate FP (for this, , Which will be described later). The coordinate position of the XY stage ST is sequentially measured by the laser interferometer 20. The positioning of the XY stage ST is performed by monitoring a measurement value of the laser interferometer 20 and driving a motor 18 by a stage driver circuit 22.
Done by That is, in the present embodiment, the motor 1
8, laser interferometer 20, and stage driver circuit 22
Thus, an XY stage movement control system is configured.

【0020】ステージドライバ回路22は主制御装置1
6からの指令に基づいてXYステージSTの移動や位置
決めを制御する。
The stage driver circuit 22 includes the main controller 1
6 to control the movement and positioning of the XY stage ST.

【0021】前記投影レンズPLは、不図示の露光用照
明系の光源からの露光光がダイクロイックミラーDMで
反射され、光軸AXに沿って進んでくると、その露光光
で照明されたレチクルRのパターン像をウエハW上に結
像投影する。なお、ダイクロイックミラーDMは、露光
光をほぼ90%以上反射させて、レチクルRのパターン
領域PA(図5参照)へ向かわせる。ここで、露光光と
しては、例えばi線(波長365nm)、エキシマレー
ザ(波長248nm、193nm等)、YAGレーザの
高調波(200nm以下)等が用いられる。
When the exposure light from the light source of the exposure illumination system (not shown) is reflected by the dichroic mirror DM and travels along the optical axis AX, the projection lens PL illuminates the reticle R with the exposure light. Is projected onto the wafer W. The dichroic mirror DM reflects the exposure light by about 90% or more and directs the exposure light to the pattern area PA of the reticle R (see FIG. 5). Here, as the exposure light, for example, an i-line (wavelength 365 nm), an excimer laser (wavelength 248 nm, 193 nm, etc.), a harmonic of a YAG laser (200 nm or less), or the like is used.

【0022】レチクルRは2次元(X,Y,θ方向)に
微小移動するレチクルステージRS上に保持され、レチ
クルステージRSは駆動部24によって位置決めされ
る。即ち、本実施形態では、レチクルステージRSと駆
動部24とによって、レチクル微動調整系が構成されて
いる。駆動部24も主制御装置16からの指令に基づい
てレチクルステージRSの移動を制御する。
The reticle R is held on a reticle stage RS that moves minutely in two dimensions (X, Y, and θ directions), and the reticle stage RS is positioned by a driving unit 24. That is, in the present embodiment, the reticle stage RS and the drive unit 24 constitute a reticle fine movement adjustment system. Drive unit 24 also controls the movement of reticle stage RS based on a command from main controller 16.

【0023】次に、別波長TTRアライメント系12に
ついて、図1に基づいて説明する。この別波長TTRア
ライメント系12は、実際には、ダイクロイックミラー
DMの上方に4眼(対物レンズの数)で構築されるが
(図5参照)、図1ではそのうち1眼(対物レンズOB
Ju )に相当する系のみが示されている。
Next, another wavelength TTR alignment system 12 will be described with reference to FIG. This different wavelength TTR alignment system 12 is actually constructed with four eyes (the number of objective lenses) above the dichroic mirror DM (see FIG. 5), but in FIG. 1, one of them (the objective lens OB)
Only the system corresponding to Ju) is shown.

【0024】図1において、別波長TTRアライメント
系12は、駆動部26、対物レンズOBJu 、ミラーM
1 、レーザ光源28、2光束化周波シフターユニット3
0、ビームスプリッタ32、集光レンズ(逆フーリエ変
換レンズ)34、参照格子36、光電素子38、ビーム
スプリッタ40、集光レンズ系42、ビームスプリッタ
43、レチクル用基準格子板44、視野絞り46、光電
素子48、ミラー50、集光レンズ52、光電素子5
4、及び位相差計測ユニット56を含んで構成されてい
る。
In FIG. 1, another wavelength TTR alignment system 12 includes a driving section 26, an objective lens OBJu, and a mirror M.
1, laser light source 28, 2 luminous flux frequency shifter unit 3
0, a beam splitter 32, a condenser lens (inverse Fourier transform lens) 34, a reference grating 36, a photoelectric element 38, a beam splitter 40, a condenser lens system 42, a beam splitter 43, a reticle reference grating plate 44, a field stop 46, Photoelectric element 48, mirror 50, condenser lens 52, photoelectric element 5
4 and a phase difference measurement unit 56.

【0025】ここで、この別波長TTRアライメント系
12について構成各部の作用と共に説明する。
Here, the different wavelength TTR alignment system 12 will be described together with the operation of each component.

【0026】テレセントリックな対物レンズOBJu と
ミラーM1 とは、金物58に保持され、駆動部26によ
ってX、Y方向に移動する。対物レンズOBJu はダイ
クロイックミラーDMと干渉しないように、かつレチク
ルRに対してその光軸が垂直になるように配置される。
The telecentric objective lens OBJu and the mirror M 1 are held by a hardware 58 and moved in the X and Y directions by the drive unit 26. The objective lens OBJu is arranged so as not to interfere with the dichroic mirror DM and so that its optical axis is perpendicular to the reticle R.

【0027】別波長アライメント用の照明光(別波長ア
ライメントビーム)は、ヘリウム−ネオン、又はアルゴ
ンイオン等のレーザ光源28から直線偏光ビームLBと
して射出され、2光束化周波シフターユニット30に入
射する。2光束化周波シフターユニット30内には、ビ
ームLBを2つに分割し、分割された2つのビームのそ
れぞれに高周波変調(周波数シフト)を加える2つのA
OM(音響光学変調器)60A、60Bや周波数シフト
された各ビームを収れんする小レンズ62A、62B等
が設けられている。AOM60Aは周波数f1 (例えば
80MHZ )でドライブされ、その1次回折ビームLB
1 が小レンズ62Aを介して取り出され、AOM60B
は周波数f2 (例えば80.03MHZ )でドライブさ
れ、その1次回折ビームLB2 が小レンズ62Bを介し
て取り出される。2本のビームLB1 、LB2 の各主光
線はアライメント系の光軸AXaと平行に、かつ対称に
定められ、ビームスプリッタ32でともに2つに分けら
れる。ビームスプリッタ32を通過した分割ビームLr
1、Lr2は、集光レンズ34によって後側焦点面で交差
する平行光束に変換される。その後側焦点面には参照格
子36が配置され、ここには2つのビームLr1、Lr2の
交差角と波長とに応じたピッチの干渉縞が作られる。こ
の干渉縞は2つのビームLr1、Lr2の周波数差Δf(3
0KHZ )に応じた速度で参照格子36上を一方向に移
動する。参照格子36上には、干渉縞のピッチと等しい
ピッチの透過型の回折格子が縞と平行に設けられてい
る。従って、参照格子36からは、ビームLr1と同方向
に進むビームLr1の0次光とビームLr2から作られた1
次光との干渉光DR1 と、ビームLr2と同方向に進むビ
ームLr2の0次光とビームLr1から作られた1次光との
干渉光DR2 とが発生し、光電素子38はこれら干渉光
DR1 、DR2 の光量を検出する。ここで干渉光DR1
、DR2 は周波数差Δf(30KHZ )、すなわちビ
ート周波数で正弦波状に強度変化し、光電素子38から
の出力信号SRは30KHZ の交流信号になる。この信
号SRがアライメントの時の位相比較の基準信号とな
る。ビームLB1 、LB2 とレンズ34から光電素子3
8までの各ビームの様子については、特開平4−455
12号公報の第3図及びその説明部分に対応する内容が
詳しく開示されているので、ここでは、詳細な説明は省
略する。
Illumination light for another wavelength alignment (another wavelength alignment beam) is emitted as a linearly polarized beam LB from a laser light source 28 such as helium-neon or argon ion, and is incident on a two-beam frequency shifter unit 30. The two beam splitting frequency shifter unit 30 splits the beam LB into two, and applies two high-frequency modulations (frequency shifts) to each of the two split beams.
OM (acousto-optic modulators) 60A and 60B, small lenses 62A and 62B for converging the frequency-shifted beams, and the like are provided. The AOM 60A is driven at a frequency f1 (for example, 80 MHz) and its first-order diffraction beam LB
1 is taken out through the small lens 62A and the AOM 60B
Is driven at a frequency f2 (for example, 80.03 MHz), and a first-order diffracted beam LB2 is extracted through a small lens 62B. The principal rays of the two beams LB1 and LB2 are determined in parallel and symmetrically with the optical axis AXa of the alignment system, and are split into two by the beam splitter 32. Split beam Lr that has passed through beam splitter 32
1 and Lr2 are converted by the condenser lens 34 into parallel light beams that intersect at the rear focal plane. A reference grating 36 is disposed on the rear focal plane, where interference fringes having a pitch corresponding to the intersection angle and wavelength of the two beams Lr1 and Lr2 are formed. This interference fringe has a frequency difference Δf (3) between the two beams Lr1 and Lr2.
0KHz) in one direction on the reference grid 36. On the reference grating 36, a transmission type diffraction grating having a pitch equal to the pitch of the interference fringes is provided in parallel with the fringes. Accordingly, from the reference grating 36, the 0th-order light of the beam Lr1 traveling in the same direction as the beam Lr1 and the 1
An interference light DR1 with the next light and an interference light DR2 with the zero-order light of the beam Lr2 traveling in the same direction as the beam Lr2 and the primary light generated from the beam Lr1 are generated. , DR2. Here, the interference light DR1
, DR2 change in intensity in the form of a sine wave at the frequency difference Δf (30 KHz), that is, the beat frequency, and the output signal SR from the photoelectric element 38 becomes an AC signal of 30 KHz. This signal SR becomes a reference signal for phase comparison at the time of alignment. From the beams LB1, LB2 and the lens 34, the photoelectric device 3
The state of each beam up to 8 is described in JP-A-4-455.
Since the contents corresponding to FIG. 3 of Japanese Patent Publication No. 12 and the description thereof are disclosed in detail, detailed description is omitted here.

【0028】一方、ビームスプリッタ32で反射された
2本のビームLm1、Lm2は、さらにビームスプリッタ4
0で反射され、ミラーM1 を介して対物レンズOBJu
に入射する。対物レンズOBJu は2本のビームLm1、
Lm2を空間中の面IPで交差する平行光束に変換する。
面IPは、レチクルRから投影レンズPLの光軸AX方
向に軸上色収差量ΔLだけ離れており、別波長アライメ
ントビームLBの波長(λZ )のもとではウエハW、又
は基準板FPと共役な面である。面IPで交差した2本
のビームLm1、Lm2は、レチクルR上の第3マークAu
が形成された第3マーク領域では互いに分離したマーク
Aua、Aubの領域を通り(図2、図4参照)、投影
レンズPLの瞳EPでビームウエストになった後、基準
板FP(又はウエハW)上では再び平行光束になって交
差する。
On the other hand, the two beams Lm1 and Lm2 reflected by the beam splitter 32 are further added to the beam splitter 4
0 and is reflected by the objective lens OBJu via the mirror M1.
Incident on. The objective lens OBJu has two beams Lm1,
Lm2 is converted into a parallel light beam that intersects at plane IP in the space.
The surface IP is separated from the reticle R in the direction of the optical axis AX of the projection lens PL by an amount of axial chromatic aberration ΔL, and is conjugate with the wafer W or the reference plate FP under the wavelength (λZ) of the different wavelength alignment beam LB. Plane. The two beams Lm1 and Lm2 intersecting at the plane IP form the third mark Au on the reticle R.
In the third mark area where is formed, the light passes through the areas of the marks Aua and Aub separated from each other (see FIGS. 2 and 4), becomes a beam waist at the pupil EP of the projection lens PL, and then becomes the reference plate FP (or the wafer W). ) Above, the beams again become parallel light beams and intersect.

【0029】さて、基準板FP上の第2マークとしての
基準マークFuが形成された領域からは、垂直方向に干
渉光BTが生ずる(図4参照)。干渉光BTは、ビーム
Lm1の照射により基準マークFuから垂直に発生した1
次回折光と、ビームLm2の照射により基準マークFuか
ら垂直に発生した1次回折光とが干渉したものであり、
像空間では平行光束である。この干渉光BTは投影レン
ズPLの瞳EPの中心でビームウエストに収れんした
後、レチクルRのマーク領域内の中央の透明部(マーク
Aua、Aubの間)を平行光束となって通過し、対物
レンズOBJu の光軸AXaに沿って逆進する。干渉光
BTは対物レンズOBJu の前側焦点面、すなわち投影
レンズPLの瞳EPと共役な面の中心で再びビームウエ
ストに収れんし、図1中のミラーM1 、ビームスプリッ
タ40の順に受光系の方へ戻る。
The interference light BT is generated in the vertical direction from the area on the reference plate FP where the reference mark Fu as the second mark is formed (see FIG. 4). The interference light BT is vertically generated from the reference mark Fu by irradiation of the beam Lm1.
The second order diffracted light interferes with the first order diffracted light generated perpendicularly from the reference mark Fu by the irradiation of the beam Lm2,
In the image space, it is a parallel light beam. After the interference light BT converges on the beam waist at the center of the pupil EP of the projection lens PL, it passes through the central transparent portion (between the marks Aua and Aub) in the mark area of the reticle R as a parallel light flux, and It moves backward along the optical axis AXa of the lens OBJu. The interference light BT converges again at the beam waist at the front focal plane of the objective lens OBJu, that is, at the center of the plane conjugate with the pupil EP of the projection lens PL, and goes to the light receiving system in the order of the mirror M1 and the beam splitter 40 in FIG. Return.

【0030】ここでレチクルR上のマークAuが形成さ
れたマーク領域の構造について図2、図3を参照して説
明する。図2はレチクルR上のマーク領域を説明する図
であり、図3はウエハW上のマークを説明する図であ
る。図2に示されるように、レチクルRの回路パターン
領域PAの外周には一定幅の遮光帯ESBが形成される
が、その一部に透明窓を設け、そこに2つの格子マーク
Aua、Aubが遮光帯ESB’を挟んで配置される。
マークAuaとAubのピッチは共に等しく、ピッチ方
向と直交する方向の幅は透明窓の約半分に定められる。
遮光部ESB’の幅も透明窓の約半分に定められ、ウエ
ハW上の格子マークWMuは、アライメント用波長のも
とでは、マーク領域内のWMu’の部分に位置する。2
本のビームLm1、Lm2は格子マークAuaとAubの各
々を矩形形状で別々に照明するが、マークAuaのパタ
ーン領域PA側に隣接した透明部を透過したビームLm1
は、図3に示されるようにウエハマークWMuを照射
し、マークAubのパターン領域PA側に隣接した透明
部を通過したビームLm2はウエハマークWMuを照射す
る。このマークWMuから垂直に発生する干渉光BTは
レチクルR上では図2中の部分WMu’を通って対物レ
ンズOBJuへ戻る。
Here, the structure of the mark area on the reticle R where the mark Au is formed will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a mark area on the reticle R, and FIG. 3 is a diagram illustrating a mark on the wafer W. As shown in FIG. 2, a light-shielding band ESB having a fixed width is formed on the outer periphery of the circuit pattern area PA of the reticle R. A transparent window is provided in a part of the light-shielding band ESB, and two grid marks Aua and Aub are formed there. They are arranged with the light-shielding band ESB 'interposed therebetween.
The pitches of the marks Aua and Aub are equal to each other, and the width in the direction orthogonal to the pitch direction is set to about half of the transparent window.
The width of the light-shielding portion ESB 'is also set to about half of the transparent window, and the lattice mark WMu on the wafer W is located at the portion of the mark area WMU' under the wavelength for alignment. 2
The beams Lm1 and Lm2 individually illuminate each of the grid marks Aua and Aub in a rectangular shape, but the beams Lm1 transmitted through the transparent portion adjacent to the mark Aua on the pattern area PA side.
Irradiates the wafer mark WMu as shown in FIG. 3, and the beam Lm2 that has passed through the transparent portion adjacent to the mark Aub on the pattern area PA side irradiates the wafer mark WMu. The interference light BT generated vertically from the mark WMu returns to the objective lens OBJu on the reticle R through the portion WMu 'in FIG.

【0031】ここで、図4を使ってレチクル格子マーク
Aua、Aubからの1次回折光の発生について説明す
る。図4において、ビームLm1、Lm2がそれぞれレチク
ル格子マークAua、Aubを照射し、ビームLm1(L
m2)の格子マークAua(Aub)への入射角θ’に対
して1次回折光の0次光D01(D02)に対する回折
角が丁度2θ’になるように、マークAua(Aub)
のピッチを定める。それによって、格子マークAuaか
らはビームLm1の光路をそのまま逆進1次回折光D11
(周波数シフトf1 )が発生し、格子マークAubから
はビームLm2の光路をそのまま逆進する1次回折光D1
2(周波数シフトf2 )が発生する。従ってこれら1次
回折光D11、D12も干渉光BTとともに対物レンズ
OBJuを介して受光系の方へ戻る。
Here, the generation of the first-order diffracted light from the reticle grating marks Aua and Aub will be described with reference to FIG. In FIG. 4, beams Lm1 and Lm2 irradiate reticle grating marks Aua and Aub, respectively, and beams Lm1 (Lm
The mark Aua (Aub) such that the diffraction angle of the first-order diffracted light with respect to the zero-order light D01 (D02) becomes exactly 2θ 'with respect to the angle of incidence θ' on the grating mark Aua (Aub) of m2).
Determine the pitch of As a result, the optical path of the beam Lm1 is directly transmitted from the grating mark Aua to the reverse first-order diffracted light D11.
(Frequency shift f1) occurs, and the first-order diffracted light D1 that travels backward from the grating mark Aub along the optical path of the beam Lm2 as it is.
2 (frequency shift f2) occurs. Therefore, these first-order diffracted lights D11 and D12 also return to the light receiving system via the objective lens OBJu together with the interference light BT.

【0032】ここで、図1に戻って説明すると、干渉光
BTと1次回折光D11,D12はビームスプリッタ4
0を透過して集光レンズ系42に入射する。レンズ系4
2は逆フーリエ変換レンズでもあり、干渉光BTと1次
回折光D11、D12をともに平行光束に変換するとと
もに、その焦点面(像共役面)でそれらを交差させる。
レンズ系42を通った各ビームはビームスプリッタ43
で2つに分けられ、透過した方はレチクル用基準格子板
44に達し、反射した方は視野絞り46に達する。基準
格子板44と視野絞り46はともに面IP(基準板F
P、又はウエハWとの共役面)と共役である。従って、
基準格子板44では、1次回折光D11、D12が交差
し、その交差領域内には干渉縞ができる。この干渉縞は
当然、ビート周波数Δf(30KHZ )で一次元に流れ
ている。
Returning to FIG. 1, the interference light BT and the first-order diffracted lights D11 and D12 are converted by the beam splitter 4
0 is transmitted to the condenser lens system 42. Lens system 4
Reference numeral 2 denotes an inverse Fourier transform lens, which converts both the interference light BT and the first-order diffracted lights D11 and D12 into parallel light beams, and crosses them at the focal plane (image conjugate plane).
Each beam passing through the lens system 42 is converted into a beam splitter 43
The transmitted light reaches the reticle reference grating plate 44, and the reflected light reaches the field stop 46. The reference grating plate 44 and the field stop 46 are both in the plane IP (reference plate F
P or a conjugate plane with the wafer W). Therefore,
In the reference grating plate 44, the first-order diffracted lights D11 and D12 intersect, and interference fringes are formed in the intersection area. The interference fringes naturally flow one-dimensionally at the beat frequency Δf (30 KHz).

【0033】クロム層で覆われた基準格子板44上には
透過型の回折格子44Aが設けられている。この格子4
4Aから同軸に発生する回折光同志の干渉光BTrを光
電素子48で受光する(1次回折光D11、D12の各
0次光BT0は光電素子48からはずれるように進
む)。このとき、基準格子板44上での格子44Aの位
置や大きさを、マークAua、又はAubの大きさと合
わせておくだけで、ウエハマークWMuからの干渉光B
Tを遮光することができる。こうして光電素子48に受
光された干渉光BTrはビート周波数Δf(30kH
z)で正弦波状に強度変化しており、光電素子48の出
力信号Smは、参照格子36を基準としたレチクルマー
クAua、Aubのピッチ方向の変位量に応じて基準信
号SRに対する位相差がリニアに変化する交流信号とな
る。
A transmission type diffraction grating 44A is provided on the reference grating plate 44 covered with the chromium layer. This grid 4
The photoelectric element 48 receives the interference light BTr of the diffracted light generated coaxially from 4A (each zero-order light BT0 of the first-order diffracted lights D11 and D12 advances so as to deviate from the photoelectric element 48). At this time, the interference light B from the wafer mark WMu can be obtained simply by matching the position and size of the grating 44A on the reference grating plate 44 with the size of the mark Aua or Aub.
T can be shielded from light. The interference light BTr thus received by the photoelectric element 48 has a beat frequency Δf (30 kHz).
z), the output signal Sm of the photoelectric element 48 has a linear phase difference with respect to the reference signal SR according to the amount of displacement of the reticle marks Aua and Aub in the pitch direction with respect to the reference grating 36. The AC signal changes to

【0034】視野絞り46を通過した干渉光BTはミラ
ー50、集光レンズ52を介して光電素子54に達す
る。光電素子54は干渉光BTの強度変化に応じた出力
信号Swを発生する。この信号Swもビート周波数Δf
で正弦波状にレベル変化する交流信号となり、ウエハW
上のマークWMu 、又は基準板FP上の基準マークFu
の参照格子36に対する偏位量に比例して基準信号SR
に対する位相が変化する。
The interference light BT that has passed through the field stop 46 reaches the photoelectric element 54 via the mirror 50 and the condenser lens 52. The photoelectric element 54 generates an output signal Sw corresponding to a change in the intensity of the interference light BT. This signal Sw also has a beat frequency Δf
The signal becomes a sine wave-like AC signal, and the wafer W
Upper mark WMU or reference mark Fu on reference plate FP
Signal SR in proportion to the amount of displacement of the reference
Changes with respect to.

【0035】以上の基準信号SR、出力信号Sm、Sw
のそれぞれは位相差計測ユニット56に入力し、位相差
計測ユニット56は基準信号SRに対する出力信号Sm
の位相差φmと、基準信号SRに対する出力信号Swの
位相差φwとを求め、さらにその差Δφ=φm−φwを
算出する。本実施例の場合、基準板FP(又はウエハ
W)上での回折格子ピッチが、そこに作られる干渉縞ピ
ッチの2倍になっているため、位相差Δφの1周期(±
180°)は回折格子ピッチの1/2(±1/4ピッ
チ)に対応している。この位相差Δφに基づいて位相差
計測ユニット56はウエハステージST、又はレチクル
ステージRSの位置補正量(位置ずれ量)ΔX、ΔYを
算出し、その値を主制御装置16へ送る。
The above-described reference signal SR and output signals Sm, Sw
Are input to the phase difference measurement unit 56, and the phase difference measurement unit 56 outputs the output signal Sm with respect to the reference signal SR.
And the phase difference φw of the output signal Sw with respect to the reference signal SR are obtained, and the difference Δφ = φm−φw is calculated. In the case of the present embodiment, the pitch of the diffraction grating on the reference plate FP (or the wafer W) is twice as large as the pitch of the interference fringes formed thereon.
180 °) corresponds to 回 折 of the diffraction grating pitch (± 1 / pitch). Based on the phase difference Δφ, the phase difference measurement unit 56 calculates the position correction amounts (position shift amounts) ΔX and ΔY of the wafer stage ST or the reticle stage RS, and sends the values to the main controller 16.

【0036】次に、露光波長TTRアライメント系14
について説明する。この露光波長TTRアライメント系
14は、実際には対物レンズOBr 、OBl に相当する
系の2つが設けられるが(図5参照)、図1では対物レ
ンズOBr に相当する系(レチクルR上の第1マークと
してのレチクルマークRMr を検出するための系)のみ
が示されている。
Next, the exposure wavelength TTR alignment system 14
Will be described. The exposure wavelength TTR alignment system 14 is actually provided with two systems corresponding to the objective lenses OBr and OBI (see FIG. 5), but in FIG. 1, a system corresponding to the objective lens OBr (the first system on the reticle R). Only a system for detecting a reticle mark RMr as a mark) is shown.

【0037】この露光波長TTRアライメント系14
は、ミラーM2 、対物レンズOBr 、ビームスプリッタ
64、レンズ系66、照明視野絞り68、コンデンサレ
ンズ70、ファイバー72、結像用レンズ74、ビーム
スプリッタ76、及びCCD撮像素子78A、78Bか
らなる。
This exposure wavelength TTR alignment system 14
Consists of a mirror M2, an objective lens OBr, a beam splitter 64, a lens system 66, an illumination field stop 68, a condenser lens 70, a fiber 72, an imaging lens 74, a beam splitter 76, and CCD image sensors 78A and 78B.

【0038】これをさらに詳述すると、ファイバー72
は露光波長の照明光(露光波長アライメントビーム)を
射出し、コンデンサレンズ70を介して絞り68を一様
に照射する。絞り68の開口を通った照明光はレンズ系
66、ビームスプリッタ64を介して対物レンズOBr
に入射し、さらにミラーM2 で垂直に折り曲げられた後
レチクルRの第3マークRMr を含む局所領域を照射す
る。ミラーM2 はレチクルR上で想定される最大のパタ
ーン領域PAの寸法の外側に位置するように、固定配置
されている。
This will be described in more detail.
Emits illumination light of an exposure wavelength (exposure wavelength alignment beam), and uniformly irradiates an aperture 68 via a condenser lens 70. Illumination light passing through the aperture of the aperture 68 is passed through a lens system 66 and a beam splitter 64 to an objective lens OBr.
Then, after being vertically bent by the mirror M2, the local area including the third mark RMr of the reticle R is irradiated. The mirror M2 is fixedly arranged so as to be located outside the size of the largest pattern area PA assumed on the reticle R.

【0039】ここで絞り68はレチクルRと共役であ
り、レチクルR上には絞り68の開口像が結像する。ま
たビームスプリッタ64はテレセントリックな対物レン
ズOBr の前側焦点面、すなわち投影レンズPLの瞳E
Pと共役な面の近傍に配置され、対物レンズOBr から
戻ってくる光の一部を結像用レンズ74の方へ反射す
る。CCD撮像素子78A、78Bの受光面は対物レン
ズOBr 、結像用レンズ74によってレチクルRと共役
であり同時に投影レンズPLを介してウエハW、又は基
準板FPとも共役である。なお、ファイバー72の射出
端は投影レンズPLの瞳EPと共役に配置されケーラー
照明が行われる。
The aperture 68 is conjugate with the reticle R, and an aperture image of the aperture 68 is formed on the reticle R. Further, the beam splitter 64 serves as a front focal plane of the telecentric objective lens OBr, that is, the pupil E of the projection lens PL.
It is arranged near a plane conjugate with P, and reflects a part of the light returning from the objective lens OBr toward the imaging lens 74. The light receiving surfaces of the CCD imaging devices 78A and 78B are conjugated to the reticle R by the objective lens OBr and the imaging lens 74, and are also conjugated to the wafer W or the reference plate FP via the projection lens PL. Note that the exit end of the fiber 72 is arranged conjugate with the pupil EP of the projection lens PL to perform Koehler illumination.

【0040】さて、CCD素子78A、78Bは、それ
ぞれ水平走査線がX方向とY方向になるように、互いに
90°回されており、十字線状の第1マークRMr のX
方向の位置計測とY方向の位置計測とを別々に行う。こ
れは通常のCCD素子では、水平方向と垂直方向の画素
分解能が異なるため、単一のCCD素子で水平方向と垂
直方向の両方のマーク像のずれを検出したときの分解能
の違いをさけるためである。画像処理ユニット80は、
CCD素子78A、78Bのそれぞれからの画像信号
(ビデオ信号)を入力して、基板板FP上の第2マーク
としての基準マークFMr とレチクルR上のマークRM
r との位置ずれ量を検出し、この位置ずれ量の情報を主
制御装置16に送る。
The CCD elements 78A and 78B are rotated by 90 ° with respect to each other so that the horizontal scanning lines are in the X direction and the Y direction, respectively.
The position measurement in the direction and the position measurement in the Y direction are separately performed. This is because ordinary CCD elements have different pixel resolutions in the horizontal and vertical directions, so that a single CCD element avoids a difference in resolution when detecting a shift in both the horizontal and vertical mark images. is there. The image processing unit 80
An image signal (video signal) is input from each of the CCD elements 78A and 78B, and a reference mark FMr as a second mark on the substrate plate FP and a mark RM on the reticle R
The position shift amount with respect to r is detected, and information on the position shift amount is sent to the main controller 16.

【0041】以上の構成の他に、ウエハW上のグローバ
ルアライメントマーク、レジスト層中の潜像、あるいは
基準板FP上の各基準マークを検出するオフ・アクシス
方式のグローバルマーク検出系82と、その処理ユニッ
ト84とが設けられている。また、レチクルR上のマー
ク位置(別波長TTRアライメント用のマーク位置)に
関する情報を主制御装置16に入力するキーボード、バ
ーコードリーダ等の入力部17が設けられており、別波
長TTRアライメント系の対物レンズOBJu、OBJ
r、OBJd、OBJlの視野内に第3マークしてのレ
チクルアライメントマークAu、Ar、Ad、Alが入
るように入力部17からの位置情報に基づいて主制御装
置16は駆動部24を制御する。
In addition to the above configuration, an off-axis global mark detection system 82 for detecting a global alignment mark on the wafer W, a latent image in the resist layer, or each reference mark on the reference plate FP, A processing unit 84 is provided. Further, an input unit 17 such as a keyboard and a bar code reader for inputting information on a mark position (mark position for another wavelength TTR alignment) on the reticle R to the main controller 16 is provided. Objective lenses OBJu, OBJ
Main controller 16 controls drive unit 24 based on positional information from input unit 17 so that reticle alignment marks Au, Ar, Ad, and Al as third marks are included in the fields of view of r, OBJd, and OBJl. .

【0042】ところで、別波長TTRアライメント系1
2と露光波長TTRアライメント系14とは、好ましく
は図5に概略的に示すように配置される。また、レチク
ルRには、図6に示されるように、パターン領域PA周
辺の遮光帯ESBの各片に、第3マークとしてのレチク
ル格子マークAu、Ar、Ad、Alが形成される。マ
ークAu、Adは図6中、X方向のアライメントに使わ
れ、マークAr、AlはY方向のアライメントに使われ
る。さらに遮光帯ESBの外側には第1マークとしての
レチクルマークRMrと対称的な位置に同様のレチクル
マークRMlが設けられる。従って、2つの露光波長T
TRアライメント系14の対物レンズOBr、OBlが
ダイクロイックミラーDMの下でマークRMr、RMl
を検出するように配置され、4つの別波長TTRアライ
メント系12の対物レンズOBJu、OBJd、OBJ
r、OBJlがダイクロイックミラーDMを介してそれ
ぞれマークAu、Ar、Ad、Alを検出するように配
置される。
Incidentally, another wavelength TTR alignment system 1
2 and the exposure wavelength TTR alignment system 14 are preferably arranged as schematically shown in FIG. In the reticle R, as shown in FIG. 6, reticle lattice marks Au, Ar, Ad, and Al as third marks are formed on each piece of the light-shielding band ESB around the pattern area PA. The marks Au and Ad are used for alignment in the X direction in FIG. 6, and the marks Ar and Al are used for alignment in the Y direction. Further, a similar reticle mark RMl is provided outside the light-shielding band ESB at a position symmetric to the reticle mark RMr as the first mark. Therefore, two exposure wavelengths T
When the objective lenses OBr and OBI of the TR alignment system 14 have the marks RMr and RMl under the dichroic mirror DM.
OBJu, OBJd, OBJ of the four different wavelength TTR alignment systems 12
r and OBJl are arranged so as to detect marks Au, Ar, Ad and Al via the dichroic mirror DM, respectively.

【0043】次に、図5に示したレチクルRのマーク配
置と、本実施形態に好適な基準板FP上のマーク配置と
を図6、図7を参照して説明する。図6には好適な一例
のレチクルRのパターン配置が示されている。この図6
に示されるように、レチクルRのパターン領域PAの中
心Rccを通りX軸と平行な線分上に、2つの十字状の
レチクルマークRMr、RMlが設けられる。また、こ
の図6に示されるレチクルRでは、4か所のマークA
u、Ar、Ad、Alはともにレチクル中心Rccから
ほぼ同一距離だけ離れた位置に配置され、図6中に破線
で示した矩形の領域Su、Sr、Sd、Slは、それぞ
れ別波長TTRアライメント系の対物レンズOBJu、
OBJr、OBJd、OBJlの光軸(検出中心)の可
動範囲の一例を示す。
Next, the mark arrangement of the reticle R shown in FIG. 5 and the mark arrangement on the reference plate FP suitable for this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a pattern arrangement of a preferred example of the reticle R. This figure 6
As shown in FIG. 7, two cross-shaped reticle marks RMr and RMl are provided on a line passing through the center Rcc of the pattern area PA of the reticle R and parallel to the X axis. In the reticle R shown in FIG. 6, four marks A
u, Ar, Ad, and Al are all disposed at positions substantially the same distance from the reticle center Rcc, and rectangular regions Su, Sr, Sd, and Sl shown by broken lines in FIG. Objective lens OBJu,
An example of the movable range of the optical axis (detection center) of OBJr, OBJd, and OBJl is shown.

【0044】図6において、マークAu、Ar、Ad、
Alの位置を各々Pud0、Prc0、Pdd0、Plc0で示して
おり、位置Pud0、Prc0、Pdd0、Plc0に対応する基準
板FP上の対応する点は各々Fudo、Frc0、Fdd0、Fl
c0で示している(図7)。
In FIG. 6, marks Au, Ar, Ad,
The positions of Al are indicated by Pud0, Prc0, Pdd0, Plc0, respectively, and the corresponding points on the reference plate FP corresponding to the positions Pud0, Prc0, Pdd0, Plc0 are Fudo, Frc0, Fdd0, Fl0, respectively.
This is indicated by c0 (FIG. 7).

【0045】図7は基準板FP上の各マーク配置を示
し、X方向の左右に二重十字線状の第2マークとしての
基準マークFMr、FMlが設けられる。この2つのマ
ークFMr、FMlの中心間距離はレチクル上のマーク
RMr、RMlの中心間距離に投影倍率(1/M)を乗
じた値と等しく定められる。従って基準板FPの中心F
ccをレチクル中心Rccの投影点と合致させると、マ
ークFMrの二重線の間にレチクルマークRMrが位置
した状態で、それらが同時に露光波長TTRアライメン
ト系の対物レンズOBrによって観察され、マークFM
lの二重線の間にレチクルマークRMlが位置した状態
で、それらが同時に対物レンズOBlによって観察され
る。さらに基準板FP上には、その中心Fccとレチク
ル中心Rccとを合致させたとき、レチクルR上の可動
範囲Su、Sr、Sd、Slの各々に対応した位置、及
び大きさになるように回折格子を刻線した第4マークと
しての基準マークFu、Fr、Fd、Flが設けられ
る。例えば基準マークFuは、ウエハW上のマークWM
uと同じに、X方向に一定ピッチで刻線された格子群か
ら形成され、レチクルR上のマークAuとのX方向の相
対位置ずれの検出に使われる。他の基準マークFr、F
d、Flについても同様である。従って、レチクルRが
交換されてパターン領域PA(遮光帯ESB)のサイズ
が変わったとしても、レチクル上の各マークAu、A
r、Ad、Alが可動範囲Su、Sr、Sd、Slの内
側に存在する限り、マークAuと基準マークFuのX方
向のずれ、マーク領域Adと基準マークFdのX方向の
ずれ、マークArと基準マークFrのY方向のずれ、及
びマークAlと基準マークFlのY方向のずれを検出す
ることができる。
FIG. 7 shows the arrangement of each mark on the reference plate FP. Reference marks FMr and FMl as double cross-shaped second marks are provided on the left and right in the X direction. The distance between the centers of the two marks FMr and FMl is determined to be equal to a value obtained by multiplying the distance between the centers of the marks RMr and RM1 on the reticle by the projection magnification (1 / M). Therefore, the center F of the reference plate FP
When cc is matched with the projection point of the reticle center Rcc, with the reticle mark RMr positioned between the double lines of the mark FMr, they are simultaneously observed by the objective lens OBr of the exposure wavelength TTR alignment system, and the mark FM
With the reticle marks RMl located between the l double lines, they are simultaneously observed by the objective lens OBl. Further, when the center Fcc and the reticle center Rcc coincide with each other on the reference plate FP, diffraction is performed so that the position and size correspond to each of the movable ranges Su, Sr, Sd, and Sl on the reticle R. Reference marks Fu, Fr, Fd, and Fl are provided as fourth marks inscribed in the lattice. For example, the reference mark Fu is the mark WM on the wafer W.
Like u, it is formed from a group of gratings engraved at a constant pitch in the X direction, and is used to detect a relative positional deviation in the X direction from the mark Au on the reticle R. Other fiducial marks Fr, F
The same applies to d and Fl. Therefore, even if the size of the pattern area PA (light-shielding band ESB) changes due to the exchange of the reticle R, each mark Au, A on the reticle.
As long as r, Ad, and Al exist inside the movable ranges Su, Sr, Sd, and Sl, the X-direction shift between the mark Au and the reference mark Fu, the X-direction shift between the mark area Ad and the reference mark Fd, and the mark Ar The displacement of the reference mark Fr in the Y direction and the displacement of the mark Al and the reference mark Fl in the Y direction can be detected.

【0046】以下の説明では、基準板FP上の基準マー
クFu、Fr、Fd、Flが、前述したような製造上の
問題で、図7中の円P内の拡大図に示されるように4つ
の区画に分かれているものとする。
In the following description, the reference marks Fu, Fr, Fd, and F1 on the reference plate FP indicate that the reference marks Fu, Fr, Fd, and F1 are 4 due to manufacturing problems as described above, as shown in the enlarged view in the circle P in FIG. It is assumed that it is divided into two sections.

【0047】次に、本実施形態におけるレチクルRとウ
エハWとのアライメントに先立って行われるベースライ
ン計測(マークの打ち替えを考慮しなくて良い場合)に
ついて説明する。
Next, a description will be given of the baseline measurement (when it is not necessary to consider the replacement of marks) performed prior to the alignment between the reticle R and the wafer W in the present embodiment.

【0048】まず、レチクルアライメントを実行し、そ
して別波長TTRアライメント系の2つのビームLr1、
Lr2の照射位置のずれや、2つのビームLm1、Lm2のテ
レセン誤差のチェックを行う。そのチェックが終了する
と、ウエハステージSTを移動させて、基準板FPを投
影レンズPLの下に位置決めする。2つの露光波長TT
Rアライメント系14のCCD素子(図1では、78
A、78Bのみ図示)を用いて、レチクルマークRM
r、RMlと基準マークFMr、FMlとの相対位置ず
れを検出すると同時に、4つの別波長TTRアライメン
ト系12を用いて、レチクルR上の各マーク領域に配置
されたマークAu、Ar、Ad、Alと基準板FP上の
各基準マークFu、Fr、Fd、Flとの相対位置ずれ
を検出する。このときのレチクルR上のマークAu、A
r、Ad、Alの位置(別波長TTRアライメント系1
2の対物レンズOBJu、OBJr、OBJd、OBJ
lの検出位置)をそれぞれ、Pud0、Prc0、Pdd0、Pl
c0とする(図6参照)。
First, reticle alignment is performed, and two beams Lr1 and Tr2 of another wavelength TTR alignment system are used.
The deviation of the irradiation position of Lr2 and the telecentric error of the two beams Lm1 and Lm2 are checked. When the check is completed, the wafer stage ST is moved to position the reference plate FP below the projection lens PL. Two exposure wavelengths TT
The CCD element of the R alignment system 14 (78 in FIG. 1)
A, 78B only), using the reticle mark RM
r, RMl and the reference marks FMr, FMl are simultaneously detected, and at the same time, marks Au, Ar, Ad, and Al are arranged in each mark area on the reticle R using four different wavelength TTR alignment systems 12. And a relative displacement between each of the reference marks Fu, Fr, Fd, and Fl on the reference plate FP is detected. Marks Au and A on reticle R at this time
r, Ad, Al position (different wavelength TTR alignment system 1
2 objective lenses OBJu, OBJr, OBJd, OBJ
1 are detected as Pud0, Prc0, Pdd0, Pl, respectively.
Let it be c0 (see FIG. 6).

【0049】具体的には、計測ユニット56(別波長T
TRアライメント系)によってレチクルマークAu(基
準マークFu)とAd(基準マークFd)、Ar(基準
マークFr)とAl(基準マークFl)の4つを検出し
た結果、それらの位相差Δφがすべて零になっていたと
き、画像処理ユニット80(露光波長TTRアライメン
ト系)が検出した位置ずれ量(ΔXr、ΔYr)、(Δ
Xl、ΔYl)を主制御装置16が記憶する。この記憶
した結果に基づいて、主制御装置16はレチクルRと基
準板FPとの色収差に起因する位置ずれ量C(ΔMx、
ΔMy、ΔMθ)を次のようにして算出する。
Specifically, the measuring unit 56 (different wavelength T
As a result of detecting four reticle marks Au (reference mark Fu) and Ad (reference mark Fd), Ar (reference mark Fr) and Al (reference mark Fl) by a TR alignment system, the phase difference Δφ between them is all zero. , The positional deviation amounts (ΔXr, ΔYr) detected by the image processing unit 80 (exposure wavelength TTR alignment system), (Δ
Xl, ΔYl) are stored in the main controller 16. Based on the stored result, main controller 16 causes positional deviation C (ΔMx,
ΔMy, ΔMθ) are calculated as follows.

【0050】ΔMx=(ΔXr+ΔXl)/2 ΔMy=(ΔYr+ΔYl)/2 ΔMθ=ΔYr−ΔYl 別波長TTRアライメント系12でレチクルRと基準板
FPとをアライメントした結果として、レチクルRと基
準板FPとは、別波長のもとでの投影レンズPLの色収
差に応じたX、Y、θ方向の誤差(位置ずれ量C)を持
つ。この誤差はレチクルR上のマークAu、Ar、A
d、Alの位置(位置Pud0、Prc0、Pdd0、Plc0)が
変わらない限り一定の位置ずれ量Cと考えてよい。この
位置ずれ量Cがベースライン量である。
ΔMx = (ΔXr + ΔXl) / 2 ΔMy = (ΔYr + ΔYl) / 2 ΔMθ = ΔYr-ΔYl As a result of aligning the reticle R with the reference plate FP by the different wavelength TTR alignment system 12, the reticle R and the reference plate FP are Has an error (amount of displacement C) in the X, Y, and θ directions according to the chromatic aberration of the projection lens PL under another wavelength. This error is caused by marks Au, Ar, A on reticle R.
As long as the positions of d and Al (positions Pud0, Prc0, Pdd0, Plc0) do not change, it can be considered as a constant positional deviation amount C. This displacement amount C is the baseline amount.

【0051】以後実際に別波長TTRアライメント系1
2でウエハW上のショットをアライメントするときに
は、その位置ずれ量Cだけずれた位置が真のアライメン
ト達成位置となるように(計測ユニット56からの位相
差が、その位置ずれ量Cだけずれた位置に相当する位相
差Δφcとなるように)、主制御装置16はレチクルス
テージRS、又はウエハステージSTを制御する。
Thereafter, another wavelength TTR alignment system 1
When the shots on the wafer W are aligned in Step 2, the position shifted by the positional shift amount C is set to the true alignment achievement position (the phase difference from the measurement unit 56 is shifted by the positional shift amount C). Main controller 16 controls reticle stage RS or wafer stage ST.

【0052】しかし、この色収差に起因する位置ずれ量
C(ベースライン量)を補正しても、基準板FP上の基
準パターンの描画誤差、あるいは露光波長TTRアライ
メント系の検出誤差等がある場合、レチクルRのパター
ンとウエハW上のパターンとの位置合わせを行う際、位
置合わせ誤差O(オフセット)が存在するので、このオ
フセットを補正する必要がある。このオフセットの補正
は、試し焼きを行い、いわゆるバーニア計測により計測
することが可能である。しかしながら、別波長TTRア
ライメント系12のいずれかをX、Y方向に移動させて
アライメント位置を変えた時に、レチクルパターンの投
影像とウエハのショット領域との間に位置ずれや回転な
どの誤差が生じ、アライメント位置によってその誤差の
量が変化する。これは、基準板FPの描画誤差等による
基準板FP上の設計上のパターンと実際のパターンとの
差異がアライメント位置によって変化し、このため上記
のオフセット成分がアライメント位置によって変化する
ためであると考えられる。
However, even if the displacement amount C (base line amount) due to the chromatic aberration is corrected, if there is a drawing error of the reference pattern on the reference plate FP or a detection error of the exposure wavelength TTR alignment system, etc. When the pattern of the reticle R and the pattern on the wafer W are aligned, there is an alignment error O (offset), so it is necessary to correct the offset. The offset can be corrected by performing test burning and so-called vernier measurement. However, when any one of the different wavelength TTR alignment systems 12 is moved in the X and Y directions to change the alignment position, an error such as displacement or rotation occurs between the projected image of the reticle pattern and the shot area of the wafer. The amount of the error varies depending on the alignment position. This is because the difference between the designed pattern and the actual pattern on the reference plate FP due to the drawing error of the reference plate FP changes depending on the alignment position, and the offset component changes depending on the alignment position. Conceivable.

【0053】従って、上記のバーニア計測による場合
は、別波長TTRアライメント顕微鏡の可動範囲の全域
に亘ってオフセットを補正するためには、基準板FP上
顕微鏡(対物レンズOBJu、OBJr、OBJd、O
BJl)の可動範囲のマーク全域に亘って、設計上のパ
ターンと実際のパターンとの差異(基準板の製造誤差)
を隈無く計測し、あらかじめ基準板FPの製造誤差マッ
プを作っておく必要があり、非常に煩雑である。また、
高精度な補正を行うためには、計測の点数を多くする必
要があり、計測に長い時間を要するとともに、計測値が
センサのドリフト等の影響をうけやすいと考えられる。
Therefore, in the case of the above vernier measurement, in order to correct the offset over the entire movable range of the different wavelength TTR alignment microscope, the microscope on the reference plate FP (object lenses OBJu, OBJr, OBJd, O
Difference between the design pattern and the actual pattern over the entire mark of the movable range of BJl) (manufacturing error of the reference plate)
Must be measured and a manufacturing error map of the reference plate FP needs to be created in advance, which is very complicated. Also,
In order to perform high-precision correction, it is necessary to increase the number of measurement points, it takes a long time for measurement, and it is considered that the measured value is easily affected by drift of the sensor and the like.

【0054】そこで、本実施形態では、かかる不都合を
改善すべく、以下のような方法を採用する。ここで、本
実施形態における4つの別波長TTRアライメント系1
2の対物レンズをX、Y方向に移動した場合(前回の露
光時のレチクルと今回の露光時のレチクルとによってレ
チクルマーク位置、換言すればアライメントマーク位置
が違う場合、あるいはレチクルマーク位置を変更した場
合)に生じる位置誤差量を補正する方法について説明す
る。ここでは、基準板FP上のマークFdを例にとって
説明する。
Therefore, in the present embodiment, the following method is adopted in order to improve such inconvenience. Here, four different wavelength TTR alignment systems 1 in the present embodiment
When the objective lens No. 2 is moved in the X and Y directions (the reticle mark position, that is, the alignment mark position is different between the reticle at the previous exposure and the reticle at the current exposure, or the reticle mark position is changed. The method of correcting the position error amount occurring in the case (2) will be described. Here, the mark Fd on the reference plate FP will be described as an example.

【0055】前述したように、製造上の問題で図7に示
すように、マークFdは、A、B、C、Dの4つの区画
に分かれている。この時、例えば図8に示されるように
区画Aの中に5点Fda0、Fda1、Fda2、Fda3、Fda4
を選び、Fda0から他の4点までの距離がいずれも等し
くX方向にLx (マークの格子ピッチの整数倍)、Y方
向にLy であるとする。
As described above, the mark Fd is divided into four sections A, B, C, and D as shown in FIG. At this time, for example, as shown in FIG. 8, five points Fda0, Fda1, Fda2, Fda3, Fda4
And the distances from Fda0 to the other four points are all equal and Lx (an integral multiple of the mark grid pitch) in the X direction and Ly in the Y direction.

【0056】 まず、各点の設計値からのずれEda
1、Eda2、Eda3、Eda4を求める。具体的には、次の通
りである。
First, deviation Eda of each point from the design value
1. Find Eda2, Eda3, and Eda4. Specifically, it is as follows.

【0057】まず、対物レンズOBJd(検出中心)を
位置Fda0 に合わせる。(ここで、Fda0 は、実際には
どこでもよく、設計データより対物レンズOBJdを区
画Aの中心付近に合わせ、その点を位置Fda0 と考え
る。)その位置で、OBJdを有する別波長TTRアラ
イメント検出系12によりマークAdとマークFdの位
置ずれの計測を行い、そのときの位相差計測ユニット5
6からの位相差を基準(基準位相差)とする。
First, the objective lens OBJd (detection center) is adjusted to the position Fda0. (Here, Fda0 may actually be anywhere, and the objective lens OBJd is set near the center of the section A from design data, and that point is considered as a position Fda0.) At that position, another wavelength TTR alignment detection system having OBJd 12, the position difference between the mark Ad and the mark Fd is measured, and the phase difference measuring unit 5 at that time is measured.
The phase difference from No. 6 is set as a reference (reference phase difference).

【0058】次に、+X方向にLx、−Y方向にLyだ
け基準板を移動し、そこで、別波長TTRアライメント
検出系12によりマークAdとマークFdの位置ずれの
計測を行って、位相差を検出する。ここで、マークFd
が設計値通りに製造(描画)されていれば、この位相差
は上記基準位相差と同じになるはずであるが、製造誤差
が存在すると、基準位相差に対して変化が生じる。その
変化分が計測点Fda1の設計値からのずれEda1 とな
る。
Next, the reference plate is moved by Lx in the + X direction and by Ly in the -Y direction. Then, the position difference between the mark Ad and the mark Fd is measured by another wavelength TTR alignment detection system 12, and the phase difference is calculated. To detect. Here, the mark Fd
Is manufactured (drawn) according to the design value, this phase difference should be the same as the reference phase difference. However, if there is a manufacturing error, a change occurs with respect to the reference phase difference. The change is the deviation Eda1 from the design value of the measurement point Fda1.

【0059】同様にして、他の計測点Fda2、Fda3、F
da4の設計値からのずれEda2、Eda3、Eda4も求めるこ
とができる。ここで、各点の設計値はFMr、FMlの
2点の計測結果を用いて求めた基準板FPの中心Fccを
中心とし、FMr、FMlの2点を結んで出来るX軸
と、Fccを通りX軸と直交するY軸とによって作られる
座標系を基準にすればよい。
Similarly, the other measurement points Fda2, Fda3, Fda
Deviations Eda2, Eda3, and Eda4 from the design value of da4 can also be obtained. Here, the design value of each point is centered on the center Fcc of the reference plate FP obtained using the measurement results of two points FMr and FMl, and passes through the X axis formed by connecting the two points FMr and FMl, and Fcc. What is necessary is just to make the coordinate system created by the X-axis and the Y-axis orthogonal to a reference a reference.

【0060】次に、上で求めたEda1、Eda2、Eda
3、Eda4を用い、次式に基づいてFda0を基準点とした
ときの区画Aの回転誤差Rda、区画Aの倍率誤差Mda、
区画Aのオフセット誤差Oda(マークFdはX方向計測
用のマークであるから、このオフセット誤差OdaはX方
向の誤差である)を求める。
Next, Eda1, Eda2, Eda determined above
3. Using Eda4, the rotation error Rda of the section A and the magnification error Mda of the section A when Fda0 is used as a reference point based on the following equation:
An offset error Oda of the section A (the offset error Oda is an error in the X direction because the mark Fd is a mark for measuring in the X direction) is obtained.

【0061】 Rda={(Eda3-Eda1)+(Eda4-Eda2)}/(4×Lx) Mda={(Eda2-Eda1)+(Eda4-Eda3)}/(4×Ly) Oda=(Eda1+Eda2+Eda3+Eda4)/4 残りの区画B、C、Dについても、同様に各区画内の基
準点に対する回転誤差、倍率誤差、オフセット誤差を求
める。
Rda = {(Eda3-Eda1) + (Eda4-Eda2)} / (4 × Lx) Mda = {(Eda2-Eda1) + (Eda4-Eda3)} / (4 × Ly) Oda = (Eda1 + Eda2 + Eda3 + Eda4) / 4 Similarly, for the remaining sections B, C, and D, a rotation error, a magnification error, and an offset error with respect to a reference point in each section are obtained.

【0062】また、残りの基準マークFu、Fr、Fl
についても同様に、各区画ごとの基準点に対する回転誤
差、倍率誤差、オフセット誤差(マークFdについては
X方向、Fr、FlについてはY方向)を求めておく。
このようにして求めたマークFd、Fu、Fr、Flの
各区画毎の回転誤差、倍率誤差、オフセット誤差が主制
御装置16の内部メモリに記憶される。
The remaining reference marks Fu, Fr, Fl
Similarly, the rotation error, magnification error, and offset error (the X direction for the mark Fd, and the Y direction for the marks Fr and Fl) with respect to the reference point for each section are obtained in advance.
The rotation error, magnification error, and offset error for each section of the marks Fd, Fu, Fr, and Fl thus obtained are stored in the internal memory of the main control device 16.

【0063】なお、基準板の製造過程が分かれば、マー
ク上の区画の数や配置などは計測をするまでもなく分か
る。また、それが不明な場合も一度計測して調べれば、
同じ工程で作られた他の基準板にも利用できる。
If the process of manufacturing the reference plate is known, the number and arrangement of the sections on the mark can be known without measuring. Also, if you do not know it, measure it once and check it,
It can be used for other reference plates made in the same process.

【0064】次に、本実施形態における実際のレチクル
RとウエハWとのアライメント方法について説明する。
ここでは、レチクル上のマークの打ち替えが行われてい
る場合について説明する。
Next, an actual method of aligning the reticle R with the wafer W in this embodiment will be described.
Here, a case in which a mark on the reticle is replaced will be described.

【0065】まず、上述したマークFd、Fu、F
r、Flの各区画毎の回転誤差、倍率誤差、オフセット
誤差が計測された基準板を用いてベースライン計測を行
う。このベースライン計測は、マークの打ち替えを考慮
して4つの別波長TTLアライメント系12のそれぞれ
について行われる。
First, the marks Fd, Fu, F
Baseline measurement is performed using a reference plate in which the rotation error, magnification error, and offset error of each section of r and Fl are measured. This baseline measurement is performed for each of the four different wavelength TTL alignment systems 12 in consideration of mark replacement.

【0066】まず、レチクルアライメントを実行し、
そして別波長TTRアライメント系の2つのビームLr
1、Lr2の照射位置のずれや、2つのビームLm1、Lm2
のテレセン誤差のチェックを行う。そのチェックが終了
すると、ウエハステージSTを移動させて、基準板FP
を投影レンズPLの下に位置決めする。2つの露光波長
TTRアライメント系14のCCD素子(図1では、7
8A、78Bのみ図示)を用いて、レチクルマークRM
r、RMlと基準マークFMr、FMlとの相対位置ず
れを検出すると同時に、4つの別波長TTRアライメン
ト系12を用いて、レチクルR上の各マーク領域に配置
されたマークAu、Ar、Ad、Alと基準板FP上の
各基準マークFu、Fr、Fd、Flとの相対位置ずれ
を検出する。
First, reticle alignment is performed.
And two beams Lr of another wavelength TTR alignment system
1, the displacement of the irradiation position of Lr2 and the two beams Lm1 and Lm2
Check for telecentricity error. When the check is completed, the wafer stage ST is moved and the reference plate FP
Is positioned below the projection lens PL. The CCD elements of the two exposure wavelength TTR alignment systems 14 (7 in FIG. 1)
8A and 78B only), using the reticle mark RM
r, RMl and the reference marks FMr, FMl are simultaneously detected, and at the same time, marks Au, Ar, Ad, and Al are arranged in each mark area on the reticle R using four different wavelength TTR alignment systems 12. And a relative displacement between each of the reference marks Fu, Fr, Fd, and Fl on the reference plate FP is detected.

【0067】これにより、露光波長TTRアライメン
ト系14により検出された位置ずれ量と各別波長TTR
アライメント系12のそれぞれにより検出された位置ず
れ量との差により、各別波長アライメント検出系12の
ベースライン量が求められる。
As a result, the amount of misalignment detected by the exposure wavelength TTR alignment system 14 and each wavelength TTR
The base line amount of each wavelength alignment detection system 12 is obtained from the difference from the displacement amount detected by each of the alignment systems 12.

【0068】この結果、例えば基準マークFu、Fr、
Fd、Flに対応するアライメント顕微鏡(対物レンズ
OBJu、OBJr、OBJd、OBJl)のベースラ
イン量が、BLu、BLr、BLd、BLlと算出され
たとする。これらのベースライン量BLu、BLr、B
Ld、BLlには、基準板FPの製造誤差が含まれてい
る。以下では、マークAu、基準マークFu、及びこれ
らを検出する対物レンズOBJdを有する別波長TTR
アライメント検出系(以下、この検出系の顕微鏡を「A
Md」という)を例にとって説明する。
As a result, for example, the reference marks Fu, Fr,
It is assumed that the baseline amounts of the alignment microscopes (object lenses OBJu, OBJr, OBJd, OBJl) corresponding to Fd and Fl are calculated as BLu, BLr, BLd, and BLl. These baseline amounts BLu, BLr, B
Ld and BLl include a manufacturing error of the reference plate FP. In the following, another wavelength TTR having a mark Au, a reference mark Fu, and an objective lens OBJd for detecting these marks will be described.
Alignment detection system (hereinafter, the microscope of this detection system is referred to as “A
Md ”) as an example.

【0069】 次に、上で計測したベースライン量B
Ldの補正値(すなわち、基準板の製造誤差EFd)を
演算する。具体的には、次の通りである。
Next, the baseline amount B measured above
The correction value of Ld (that is, the manufacturing error EFd of the reference plate) is calculated. Specifically, it is as follows.

【0070】顕微鏡AMdの観察位置の座標がショット
・センターを基準として(AMdx、AMdy)、アラ
イメント・ビームの大きさがX方向にABdx、Y方向
にABdyであったとする。また、基準点Fua0 の前記
基準板FPの座標系における座標を(Fdax、Fday)、
同様に基準点Fdb0、Fdc0、Fdd0の前記基準板FPの
座標系における座標を(Fdbx、Fdby)、(Fdcx、Fd
cy)、(Fddx、Fddy)とおく。さらに図9に示される
ように、ここでは区画Aと区画Bとの境界線および区画
Cと区画Dとの境界線がともにX=α上にあり、区画A
と区画Cとの境界線および区画Bと区画Dとの境界線が
ともにY=β上にあるものとする。
Assume that the coordinates of the observation position of the microscope AMd are based on the shot center (AMdx, AMdy), and the size of the alignment beam is ABdx in the X direction and ABdy in the Y direction. Also, the coordinates of the reference point Fua0 in the coordinate system of the reference plate FP are (Fdax, Fday),
Similarly, the coordinates of the reference points Fdb0, Fdc0, and Fdd0 in the coordinate system of the reference plate FP are represented by (Fdbx, Fdby), (Fdcx, Fd
cy) and (Fddx, Fddy). Further, as shown in FIG. 9, here, the boundary between the section A and the section B and the boundary between the section C and the section D are both on X = α.
It is assumed that both the boundary line between section B and section C and the boundary line between section B and section D are on Y = β.

【0071】a.AMdx+ABdx/2≦α、AMdy+AB
dy/2≦βのとき、言いかえればアライメント・ビーム
が区画Aの中に収まっているとき、マークFdの製造誤
差は区画Aについてだけ考えれば良く、この場合の誤差
EFdは EFd=Oda+(AMdx-Fdax)×Mda+(AMdy-Fday)×
Rda と表される。
A. AMdx + ABdx / 2 ≦ α, AMdy + AB
When dy / 2 ≦ β, in other words, when the alignment beam is within the section A, the manufacturing error of the mark Fd may be considered only for the section A, and the error EFd in this case is EFd = Oda + (AMdx -Fdax) × Mda + (AMdy-Fday) ×
It is expressed as Rda.

【0072】b.α<AMdx+ABdx/2<α+ABdx/
2、AMdy+ABdy/2≦ βのとき、言いかえればアラ
イメント・ビームが区画Aと区画Bとの境界線上にある
とき、マークFdの製造誤差は、区画Aと区画Bのそれ
ぞれの誤差をアライメント・ビームがそれぞれの区画に
かかっている面積の比に応じて振り分ければよく、例え
B. α <AMdx + ABdx / 2 <α + ABdx /
2. When AMdy + ABdy / 2 ≦ β, in other words, when the alignment beam is on the boundary between the section A and the section B, the manufacturing error of the mark Fd is determined by aligning the respective errors of the section A and the section B.・ It is only necessary to sort according to the ratio of the area that the beam covers each section, for example,

【0073】 EFd={Oda+(AMdx-Fdax)×Mda+(AMdy-Fday)×Rda} ×{α-(AMdx-ABdx/2)}/ABdx +{Odb+(AMdx-Fdbx)×Mdb+(AMdy-Fdby)×Rdb} ×{(AMdx+ABdx/2)-α}/ABdx と表すことができる。EFd = {Oda + (AMdx−Fdax) × Mda + (AMdy−Fday) × Rda} × {α− (AMdx−ABdx / 2)} / ABdx + {Odb + (AMdx−Fdbx) × Mdb + (AMdy−Fdby ) × Rdb} × {(AMdx + ABdx / 2) -α} / ABdx.

【0074】c.AMdx+ABdx/2≦α、β<AMdy+
ABdy/2<β+ABdy/2のとき、言いかえればアラ
イメント・ビームが区画Aと区画Cとの境界線上にある
とき、マークFdの製造誤差はb.のケースと同様に、
例えば、
C. AMdx + ABdx / 2 ≦ α, β <AMdy +
When ABdy / 2 <β + ABdy / 2, in other words, when the alignment beam is on the boundary between the section A and the section C, the manufacturing error of the mark Fd is b. As in the case of
For example,

【0075】 EFd={Oda+(AMdx-Fdax)×Mda+(AMdy-Fday)×Rda} ×{β-(AMdy-ABdy/2)}/ABdy +{Odc+(AMdx-Fdcx)×Mdc+(AMdy-Fdcy)×Rdc} ×{(AMdy+ABdy/2)-β}/ABdy と表すことができる。EFd = {Oda + (AMdx-Fdax) × Mda + (AMdy-Fday) × Rda} × {β- (AMdy-ABdy / 2)} / ABdy + {Odc + (AMdx-Fdcx) × Mdc + (AMdy-Fdcy ) × Rdc} × {(AMdy + ABdy / 2) -β} / ABdy.

【0076】d.α<AMdx+ABdx/2<α+ABdx/
2、β<AMdy+ABdy/2<β+ABdy/2のとき、言
いかえればアライメント・ビームが区画A、B、C、D
にまたがっている時、アライメント・ビームのそれぞれ
の区画にかかる面積の比に応じて、例えば
D. α <AMdx + ABdx / 2 <α + ABdx /
2. When β <AMdy + ABdy / 2 <β + ABdy / 2, in other words, the alignment beam is divided into sections A, B, C, and D.
, Depending on the ratio of the area of each section of the alignment beam, for example

【0077】 EFd={Oda+(AMdx-Fdax)×Mda+(AMdy-Fday)×Rda} ×{α-(AMdx-ABdx/2)}/ABdx×{β-(AMdy-ABdy/2)}/ABdy +{Odb+(AMdx-Fdbx)×Mdb+(AMdy-Fdby)×Rdb} ×{(AMdx+ABdx/2)-α}/ABdx×{β-(AMdy-ABdy/2)}/ABdy +{Odc+(AMdx-Fdcx)×Mdc+(AMdy-Fdcy)×Rdc} ×{α-(AMdx-ABdx/2)}/ABdx×{(AMdy+ABdy/2)-β}/ABdy +{Odd+(AMdx-Fddx)×Mdd+(AMdy-Fddy)×Rdd} ×{(AMdx+ABdx/2)-α}/ABdx×{(AMdy+ABdy/2)-β}/ABdy と表すことができる。EFd = {Oda + (AMdx−Fdax) × Mda + (AMdy−Fday) × Rda} × {α− (AMdx−ABdx / 2)} / ABdx × {β− (AMdy−ABdy / 2)} / ABdy + {Odb + (AMdx-Fdbx) × Mdb + (AMdy-Fdby) × Rdb} × {(AMdx + ABdx / 2) -α} / ABdx × {β- (AMdy-ABdy / 2)} / ABdy + {Odc + ( AMdx-Fdcx) × Mdc + (AMdy-Fdcy) × Rdc} × {α- (AMdx-ABdx / 2)} / ABdx × {(AMdy + ABdy / 2) -β} / ABdy + {Odd + (AMdx-Fddx) × Mdd + (AMdy−Fddy) × Rdd} × {(AMdx + ABdx / 2) -α} / ABdx × {(AMdy + ABdy / 2) -β} / ABdy.

【0078】また、アライメント・ビームが区画C、
D、Eのいずれかの中に収まるときや、それらの境界線
上にある場合についても、まったく同様に誤差EFdを
算出できる。
The alignment beam is divided into sections C,
The error EFd can be calculated in exactly the same manner when it falls within any of D and E, or when it is on the boundary line between them.

【0079】マークAu(基準マークFu)、マークA
r(基準マークFr)、マークAl(基準マークFl)
検出する対物レンズOBJu、OBJr、OBJlを有
する別波長TTRアライメント検出系(この検出系の顕
微鏡を「AMu、AMr、AMl」という)について
も、全く同様に基準マークの製造誤差を算出することが
できる。
Mark Au (reference mark Fu), mark A
r (reference mark Fr), mark Al (reference mark Fl)
Regarding another wavelength TTR alignment detection system having the objective lenses OBJu, OBJr, and OBJl to be detected (the microscope of this detection system is referred to as “AMu, AMr, AM1”), the production error of the reference mark can be calculated in the same manner. .

【0080】 実際に別波長TTRアライメント系1
2でウエハW上のショットをアライメントするときに
は、の工程で得られた製造誤差(補正値)EFdを用
いて、の工程で得られたアライメント顕微鏡AMdの
ベースライン量BLdを補正した真のベースライン量B
Ld’を次式により演算し、 BLd’=BLD−EFd そのベースライン量BLd’だけずれた位置が真のアラ
イメント達成位置となるように(計測ユニット56から
の位相差が、そのベースライン量BLd’だけずれた位
置に相当する位相差となるように)、主制御装置16は
レチクルステージRS、又はウエハステージSTを制御
する。
Actually another wavelength TTR alignment system 1
When the shots on the wafer W are aligned in step 2, the manufacturing error (correction value) EFd obtained in step 2 is used to correct the base line amount BLd of the alignment microscope AMd obtained in step 2 to obtain a true baseline. Quantity B
Ld ′ is calculated by the following equation: BLd ′ = BLD−EFd The position shifted by the base line amount BLd ′ is set as the true alignment achievement position (the phase difference from the measurement unit 56 is the base line amount BLd Main controller 16 controls reticle stage RS or wafer stage ST so that the phase difference corresponds to a position shifted by ').

【0081】他のアライメント顕微鏡AMu、AMr、
AMlについても、上で算出した基準マークの製造誤差
によりベースライン量を補正した真のベースライン量を
考慮して、主制御装置16はレチクルステージRS、又
はウエハステージSTを制御する。
Other alignment microscopes AMu, AMr,
Regarding AM1, main controller 16 controls reticle stage RS or wafer stage ST in consideration of the true baseline amount obtained by correcting the baseline amount based on the reference mark manufacturing error calculated above.

【0082】以上説明した本実施形態に係るアライメン
ト方法では、4つの別波長TTRアライメント系12を
用いて各々に対応する基準マークの計測を行っているた
め、基準マークのFu、Fr、Fd、Flそれぞれの相
対的な位置関係は、正確にはわからない。しかし前述の
製造誤差(補正値)を使ってアライメント位置を補正す
ることにより、露光波長TTRアライメント系14の顕
微鏡位置に対応する基準マークFMrとFMlの位置を
基準とした4つの基準マークFu、Fr、Fd、Flそ
れぞれの相対的な位置関係のずれは補正される。
In the above-described alignment method according to the present embodiment, the reference marks corresponding to each of the four different wavelength TTR alignment systems 12 are measured, so that the reference marks Fu, Fr, Fd, and Fl are measured. The relative positional relationship between them is not exactly known. However, by correcting the alignment position using the above-described manufacturing error (correction value), the four reference marks Fu and Fr based on the positions of the reference marks FMr and FMl corresponding to the microscope position of the exposure wavelength TTR alignment system 14 are used. , Fd, and Fl are corrected for relative positional deviation.

【0083】以上説明したように、本実施形態に係るア
ライメント方法によると、4つの別波長TTRアライメ
ント系12を移動させてアライメント位置を変えた時で
も、変位後のアライメント位置で新たに計測したベース
ライン量BLと、変位後のアライメント位置における基
準マークFu、Fd、Fr、Flのそれぞれの製造誤差
EFとに基づいて、実際の別波長TTRアライメント系
12によるレチクルRとウエハWのアライメントの際
に、各アライメント位置を補正することにより、基準板
の取り付け誤差及び基準板上のパターンの描画誤差等の
オフセットを補正することができ、アライメント精度が
飛躍的に向上する。また、この場合、顕微鏡が可動範囲
内のいずこにあっても高精度なアライメントを行うこと
ができる。
As described above, according to the alignment method according to the present embodiment, even when the four different wavelength TTR alignment systems 12 are moved to change the alignment position, the base newly measured at the displaced alignment position is obtained. Based on the line amount BL and the respective manufacturing errors EF of the reference marks Fu, Fd, Fr, and Fl at the alignment position after the displacement, the actual alignment of the reticle R and the wafer W by the different wavelength TTR alignment system 12 is performed. By correcting each alignment position, an offset such as a mounting error of the reference plate and a drawing error of a pattern on the reference plate can be corrected, and alignment accuracy is dramatically improved. Also, in this case, highly accurate alignment can be performed even when the microscope is anywhere within the movable range.

【0084】また、基準マークの製造誤差補正の方法と
して、その製造段階で生じた誤差の特徴を踏まえ、より
少ないデータをもとに補正値を算出するしていることか
ら、基準マークの製造誤差測定に長時間を要することが
無く、誤差測定時の測定用のセンサーのドリフトなどの
影響を受けにくく、さらには、基準マークの製造誤差の
特徴を踏まえていることから、少ないデータからでも高
精度な補正が可能である。
As a method of correcting a reference mark manufacturing error, the correction value is calculated based on less data based on the characteristics of the error generated in the manufacturing stage. The measurement does not take a long time, it is hardly affected by the drift of the measurement sensor at the time of error measurement, and it is highly accurate even with a small amount of data because it is based on the characteristic of the manufacturing error of the reference mark. Correction is possible.

【0085】なお、上記実施形態では2眼4軸の露光光
TTRアライメント系と、4眼4軸の別波長TTRアラ
イメント系を有する露光装置について説明したが、他の
構成についても同様に本発明に係るアライメント方法を
適用することがてきる。また、上記実施形態では一つの
区画につき一組の補正値(オフセット、回転、倍率)を
求めたが、さらに一つの区画を細かく分割し、同様な補
正を行ってもよい。
In the above embodiment, an exposure apparatus having a two-lens four-axis exposure light TTR alignment system and a four-lens four-axis different-wavelength TTR alignment system has been described. Such an alignment method can be applied. Further, in the above embodiment, one set of correction values (offset, rotation, magnification) is obtained for one section, but one section may be further divided finely and similar correction may be performed.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光光とは異なる波長の光(アライメント光)に対する
投影光学系の色収差に起因する位置ずれのみならず、基
準板上のマークの描画誤差等をも考慮して高精度にマス
クと感光基板とをアライメントすることができるという
従来にない優れた効果がある。
As described above, according to the present invention,
The mask and the photosensitive substrate can be precisely aligned by taking into account not only positional deviation due to chromatic aberration of the projection optical system with respect to light (alignment light) having a wavelength different from the exposure light, but also drawing errors of marks on the reference plate. There is an unprecedented excellent effect that alignment can be performed.

【0087】特に、請求項3に記載の発明によれば、基
準マークの製造誤差測定に長時間を要することが無く、
誤差測定時の測定用のセンサーのドリフトなどの影響を
受けにくく、さらには、少ないデータからでも高精度な
補正が可能であるという効果がある。
In particular, according to the third aspect of the present invention, it does not take a long time to measure the manufacturing error of the reference mark,
There is an effect that it is hardly affected by drift of a sensor for measurement at the time of error measurement, and that highly accurate correction can be performed even with a small amount of data.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るステッパーの構成を
概略的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a stepper according to one embodiment of the present invention.

【図2】レチクル格子マークの配置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of reticle grating marks.

【図3】ウエハ格子マークの配置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of wafer grid marks.

【図4】別波長TTRアライメント系の光学系を説明す
る図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an optical system of another wavelength TTR alignment system.

【図5】別波長TTRアライメント系と露光波長TTR
アライメント系との配置を示す図である。
FIG. 5: Different wavelength TTR alignment system and exposure wavelength TTR
FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement with an alignment system.

【図6】レチクルパターン配置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a reticle pattern arrangement.

【図7】基準マーク板上のパターン配置を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a pattern arrangement on a reference mark plate.

【図8】図7の基準マークFdを拡大して示す図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged view showing a reference mark Fd of FIG. 7;

【図9】基準マークFdの各区画と別波長アライメント
ビームとの位置関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a positional relationship between each section of the reference mark Fd and another wavelength alignment beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 縮小投影型露光装置(露光装置) 12 別波長TTRアライメント系(第2の検出系) 14 露光波長TTRアライメント系(第1の検出系) R レチクル(マスク) W ウエハ(感光基板) PL 投影レンズ(投影光学系) FP 基準板 RMr、RMl レチクルマーク(第1マーク) FMr、FMl 基準マーク(第2マーク) Au、Ad、Ar、Al レチクルアライメントマーク
(第3マーク) Fu、Fd、Fr、Fl 基準マーク(第4マーク)
Reference Signs List 10 reduction projection type exposure apparatus (exposure apparatus) 12 different wavelength TTR alignment system (second detection system) 14 exposure wavelength TTR alignment system (first detection system) R reticle (mask) W wafer (photosensitive substrate) PL projection lens (Projection optical system) FP reference plate RMr, RMl Reticle mark (first mark) FMr, FMl Reference mark (second mark) Au, Ad, Ar, Al Reticle alignment mark (third mark) Fu, Fd, Fr, Fl Reference mark (fourth mark)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスク上の第1マークが形成された第1
マーク領域と当該第1マーク領域及び投影光学系を介し
て第1マークに対応する感光基板又は基準板上の第2マ
ークが形成された第2マーク領域に露光光と同一波長の
露光波長アライメントビームを照射し、前記第1マーク
領域及び第2マーク領域から生ずる反射光を光電検出す
ることにより前記第1マークと第2マークとの位置ずれ
を検出する第1の検出系と、前記マスク上の第3マーク
が形成された第3マーク領域と当該第3マーク領域及び
投影光学系を介して第3マークに対応する感光基板又は
基準板上の第4マークが形成された第4マーク領域に露
光光と異なる波長の別波長アライメントビームを照射
し、前記第3マーク領域及び第4マーク領域から生ずる
反射光を光電検出することにより前記第3マークと第4
マークとの位置ずれを検出する第2の検出系とを備えた
露光装置に用いられる、前記マスクと前記感光基板との
アライメント方法であって;前記基準板を前記投影光学
系の下に位置決め後、前記第1の検出系によって、マス
ク上の第1マークとこれに対応する前記基準板上の第2
マークとの位置ずれ量を検出する第1工程と;前記第2
の検出系によって、前記マスク上の第3マークとこれに
対応する前記基準板上の第4マークとの位置ずれ量を検
出する第2工程と;前記第1、第2工程でそれぞれ得ら
れた位置ずれ量の差を色収差による位置ずれ量として演
算する第3工程と;前記基準板上の前記第4マークを複
数の区画に分割し、前記第2工程における前記基準板上
の前記第4マーク上の前記別波長アライメントビームの
照射位置に応じて前記区画毎の前記第4マークの製造誤
差を用いて前記第3工程で演算された色収差による位置
ずれ量の補正値を演算する第4工程と;しかる後、前記
第2の検出系を用いて前記マスク上の第3マークとこれ
に対応する前記感光基板上の第4マークとの位置ずれを
検出し、この検出結果と前記第3、第4工程でそれぞれ
得られた値とを用いて前記マスクと前記感光基板との位
置合わせを行なう第5工程とを含むアライメント方法。
A first mark formed on a mask and having a first mark formed thereon;
An exposure wavelength alignment beam having the same wavelength as the exposure light in the mark area and the second mark area where the second mark is formed on the photosensitive substrate or the reference plate corresponding to the first mark via the first mark area and the projection optical system. And a first detection system for detecting a displacement between the first mark and the second mark by photoelectrically detecting reflected light generated from the first mark area and the second mark area; The third mark area where the third mark is formed and the fourth mark area where the fourth mark is formed on the photosensitive substrate or the reference plate corresponding to the third mark via the third mark area and the projection optical system. The third mark and the fourth mark are irradiated by irradiating another wavelength alignment beam having a wavelength different from that of the light, and photoelectrically detecting reflected light generated from the third mark area and the fourth mark area.
A method for aligning the mask and the photosensitive substrate, which is used in an exposure apparatus having a second detection system for detecting a positional deviation from a mark; after positioning the reference plate below the projection optical system A first mark on a mask and a second mark on the reference plate corresponding to the first mark on the mask by the first detection system.
A first step of detecting an amount of displacement from a mark;
A second step of detecting the amount of misalignment between the third mark on the mask and the corresponding fourth mark on the reference plate by the detection system of the above (1) and (2); A third step of calculating a difference in the amount of positional shift as a positional shift amount due to chromatic aberration; dividing the fourth mark on the reference plate into a plurality of sections, and the fourth mark on the reference plate in the second step A fourth step of calculating a correction value of a positional shift amount due to chromatic aberration calculated in the third step using a manufacturing error of the fourth mark for each section according to the irradiation position of the different wavelength alignment beam above; Then, using the second detection system, detect a position shift between the third mark on the mask and the corresponding fourth mark on the photosensitive substrate, and detect the detection result with the third and third marks. Use the values obtained in each of the four steps Alignment method comprising a fifth step of performing positioning between the photosensitive substrate and the mask Te.
【請求項2】 前記複数区画が前記基準板上の第4マー
クの製造段階に応じて定められていることを特徴とする
請求項1に記載のアライメント方法。
2. The alignment method according to claim 1, wherein the plurality of sections are determined according to a step of manufacturing a fourth mark on the reference plate.
【請求項3】 前記基準板上の前記第4マークの前記各
区画の製造誤差は、当該各区画の所定の基準点を基準と
して選択された当該基準点と所定の位置関係にある複数
の計測点の設計値からのずれに基づいて演算で求めた誤
差であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアラ
イメント方法。
3. The manufacturing error of each section of the fourth mark on the reference plate is obtained by measuring a plurality of measurement errors having a predetermined positional relationship with the reference point selected based on a predetermined reference point of each section. 3. The alignment method according to claim 1, wherein the error is an error calculated by a calculation based on a deviation of a point from a design value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1128215A2 (en) * 2000-02-21 2001-08-29 Nec Corporation Alignment mark set and method of measuring alignment accuracy

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