JPH11135414A - Projection aligner and method for manufacturing device - Google Patents

Projection aligner and method for manufacturing device

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Publication number
JPH11135414A
JPH11135414A JP9312905A JP31290597A JPH11135414A JP H11135414 A JPH11135414 A JP H11135414A JP 9312905 A JP9312905 A JP 9312905A JP 31290597 A JP31290597 A JP 31290597A JP H11135414 A JPH11135414 A JP H11135414A
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JP
Japan
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mark
reference mark
substrate
optical system
alignment
Prior art date
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Application number
JP9312905A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Shima
伸一 島
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11135414A publication Critical patent/JPH11135414A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve throughput, to improve measurement precision, and to reduce running cost of a device. SOLUTION: Related to a TTR microscope wherein a first alignment mark on an original plate 13 and a first reference mark provided on a device are observed at the same time, while a second alignment mark on a substrate where the pattern of the original plate is exposed, and a second reference mark on the substrate or a substrate stage, are observed at the same time, with the substrate or the second reference mark observed through a projection optical system, first optical systems 401-407 wherein the first alignment mark and the first reference mark are observed at the same time, and second optical systems 20a-20f and 71-74, different system wherein the second alignment mark and the substrate or the second reference mark are observed at the same time, are provided.

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、所定のパターンを
有するマスク(レチクル)等の原板の像を投影レンズに
よって感光性の基板(レジストが塗布されたウエハ面)
上に投影することによって焼き付ける投影露光装置およ
びデバイス製造方法に関し、特にこのような装置および
方法における、原板と基板との位置合せを行うためのア
ライメント技術の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image of an original plate such as a mask (reticle) having a predetermined pattern formed by a projection lens on a photosensitive substrate (a wafer surface coated with a resist).
The present invention relates to a projection exposure apparatus for printing by projection onto a device and a device manufacturing method, and more particularly to an improvement in an alignment technique for aligning an original plate and a substrate in such an apparatus and method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体技術の進展は近年益々速度を増し
ており、それに伴って微細加工技術の進展にも著しいも
のがある。特にその中心をなす光加工技術は1MDRA
Mを境にサブミクロンの領域に踏み込んだ。解像力を向
上させる手段としてこれまで用いられてきたのは、波長
を固定して、光学系のNAを大きくしていく手法であっ
た。しかし最近では露光波長をg線からi線、更には2
48nm、193nmのエキシマレーザを露光光源とし
て用いた露光装置が提案されている。これらの装置は、
レチクルの位置合せマークとウエハの位置合せマークと
を光電的に検出して位置合せを行った後、レチクル上の
パターンをウエハ上に露光するものである。
2. Description of the Related Art The progress of semiconductor technology has been increasing at an increasing rate in recent years, and accordingly, the progress of fine processing technology has been remarkable. In particular, the optical processing technology at the center is 1MDRA
We stepped into the submicron region with M as the boundary. A method that has been used so far as a means for improving the resolution is to fix the wavelength and increase the NA of the optical system. However, recently, the exposure wavelength has been changed from g-line to i-line,
An exposure apparatus using an excimer laser of 48 nm or 193 nm as an exposure light source has been proposed. These devices are
After the reticle alignment mark and the wafer alignment mark are photoelectrically detected and aligned, the pattern on the reticle is exposed on the wafer.

【0003】その際の位置合せの手法として、ウエハ上
の位置合せ用マークの観察に露光光を用いた場合、ウエ
ハのアライメント位置に大きな段差ができ、実素子パタ
ーンに悪影響を及ぼす。このため、露光光とは異なった
波長の光を光源として用いて位置合せを行う手法が提案
されている。露光光とは異なった波長の光を光源として
用いて位置合せを行う手法では、露光波長と位置合せ波
長が異なるため、投影レンズに色収差が存在し、ウエハ
とレチクルを同時に観察することができない。このため
一般にTTLオフアクシスの形態がとられている。TT
Lオフアクシスの形態がとられている位置合せ方式は、
レチクルとウエハを異なる顕微鏡で観察するため、レチ
クルとウエハの相対位置合せにおける間接誤差要因が発
生する。間接誤差要因の中で特にベースライン(アライ
メント位置でのショット中心と露光位置でのショット中
心との距離)の変動が位置合せ精度に大きく影響する。
そこでTTLオフアクシス顕微鏡、TTR顕微鏡を用い
て、(1)露光装置本体とレチクルとの位置関係、
(2)レチクルとフィデューシャルマークとの位置関
係、(3)フィデューシャルマークとTTLオフアクシ
ス顕微鏡との位置関係、の3つの位置関係を測定し、ベ
ースライン変動の管理を簡便に行うことができるように
したものが提案されている。
As an alignment method at this time, when exposure light is used for observing an alignment mark on a wafer, a large step is formed at the alignment position of the wafer, which adversely affects the actual element pattern. For this reason, a method of performing alignment using light having a wavelength different from the exposure light as a light source has been proposed. In the method of performing alignment using light having a wavelength different from the exposure light as a light source, since the exposure wavelength and the alignment wavelength are different, chromatic aberration exists in the projection lens, and the wafer and the reticle cannot be observed simultaneously. For this reason, TTL off-axis is generally adopted. TT
The alignment method in the form of L off-axis is
Since the reticle and the wafer are observed with different microscopes, an indirect error factor occurs in the relative alignment between the reticle and the wafer. Among the indirect error factors, the fluctuation of the baseline (the distance between the center of the shot at the alignment position and the center of the shot at the exposure position) greatly affects the alignment accuracy.
Therefore, using a TTL off-axis microscope and a TTR microscope, (1) the positional relationship between the exposure apparatus body and the reticle,
Measure the three positional relationships of (2) the positional relationship between the reticle and the fiducial mark, and (3) the positional relationship between the fiducial mark and the TTL off-axis microscope, and easily manage the baseline fluctuation. It has been proposed to be able to do this.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記TTLオフアクシ
スの形態が取られている位置合せ方式では、べースライ
ン変動の管理が必要となる。ベースライン変動を計測す
るため、 (1)露光装置本体とレチクルとの位置関係 (2)レチクルとフィデューシャルマークとの位置関係 (3)フィデューシャルマークとTTLオフアクシス顕
微鏡との位置関係 の3つの位置関係を計測する。
In the alignment method in which the TTL off-axis is used, it is necessary to manage the fluctuation of the baseline. In order to measure the baseline fluctuation, (1) the positional relationship between the exposure apparatus body and the reticle, (2) the positional relationship between the reticle and the fiducial mark, and (3) the positional relationship between the fiducial mark and the TTL off-axis microscope. The three positional relationships are measured.

【0005】(1)の位置関係は、露光装置本体に固定
されたレチクルを位置合せするための基準となるマーク
と、レチクルとの相対位置をTTR顕微鏡により検出す
る。(2)の位置関係は、ウエハステージ側に固定され
たフィデューシャルマークと、レチクルとの相対位置を
TTR顕微鏡により検出する。(3)の位置関係は、フ
ィデューシャルマークとTTLオフアクシス顕微鏡内の
基準マークとの相対位置をTTLオフアクシス顕微鏡に
より検出する。このとき、(1)および(2)の位置関
係の検出は、TTR顕微鏡により行う。レチクル上に設
けた(1)および(2)の位置関係の検出用マークは、
同一座標に重ねて配置できないため、異なる座標位置に
配置される。このため、(1)の位置関係の検出を行っ
た後に、(2)の位置関係の検出を行う必要があり、ス
ループットの低下要因となっている。
In the positional relationship (1), a mark serving as a reference for aligning a reticle fixed to the exposure apparatus body and a relative position between the reticle and the mark are detected by a TTR microscope. In the positional relationship (2), the relative position between the fiducial mark fixed to the wafer stage and the reticle is detected by a TTR microscope. In the positional relationship (3), the relative position between the fiducial mark and the reference mark in the TTL off-axis microscope is detected by the TTL off-axis microscope. At this time, the detection of the positional relationship of (1) and (2) is performed by a TTR microscope. The marks for detecting the positional relationship of (1) and (2) provided on the reticle are as follows:
Since they cannot be arranged at the same coordinates, they are arranged at different coordinate positions. For this reason, it is necessary to detect the positional relationship of (2) after detecting the positional relationship of (1), which is a cause of a decrease in throughput.

【0006】また、TTR顕微鏡が(1)の位置関係の
検出を行った後に、(2)の位置関係の検出を行う位置
に移動するため、TTR顕微鏡の駆動精度、TTR顕微
鏡の移動に伴う構造物等の変形が計測精度を悪化させる
要因となっている。
In addition, since the TTR microscope moves to the position for detecting the positional relationship of (2) after detecting the positional relationship of (1), the driving accuracy of the TTR microscope and the structure accompanying the movement of the TTR microscope. Deformation of an object or the like is a factor that deteriorates measurement accuracy.

【0007】さらに、露光光にエキシマレーザを使用す
る場合、(1)および(2)の位置関係の検出にエキシ
マレーザが必要となる。このため、エキシマレーザ光源
のガス寿命(本来の露光に必要ながス寿命)を短くする
ことになり、装置のランニングコストを上昇させる要因
となっている。
Further, when an excimer laser is used as the exposure light, an excimer laser is required for detecting the positional relationship of (1) and (2). For this reason, the gas life of the excimer laser light source (the life required for the original exposure, but shorter) is shortened, which causes a rise in the running cost of the apparatus.

【0008】本発明の目的は、投影露光装置およびこれ
を使用することができるデバイス製造方法において、こ
れらの従来技術の問題点を解決し、スループットの向
上、計測精度の向上および装置のランニングコストの軽
減を図ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus and a device manufacturing method using the same, which solve the problems of the prior art, improve throughput, improve measurement accuracy, and reduce the running cost of the apparatus. The goal is to mitigate this.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明においては、TTLオフアクシスの形態がと
られている位置合せ方式を採用した投影露光装置におい
て、原板の位置合せを行い、かつ感光基板を保持する基
板ステージ上に設けられた基準マークと原板との相対位
置を検出するためのTTR顕微鏡を、個別の2つの光学
系として設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a projection exposure apparatus employing a TTL off-axis alignment method, in which an original plate is aligned. In addition, a TTR microscope for detecting a relative position between a reference mark provided on a substrate stage holding a photosensitive substrate and an original plate is provided as two separate optical systems.

【0010】つまり本発明では、原板ステージと;前記
原板ステージ上に保持され、露光すべきパターンならび
に第1および第2の位置合せマーク(13a、13b)
を有する原板を、装置に対して位置合せするための第1
の基準マーク(30e)と;基板ステージと;前記基板
ステージ上に保持された感光性の基板上に前記原板のパ
ターンを投影する投影光学系と;前記基板ステージ上に
設けられた第2の基準マーク(18)と;前記投影光学
系を介して前記基板もしくは前記第2の基準マークを観
察するTTLオフアクシス顕微鏡(25)と;前記TT
Lオフアクシス顕微鏡内もしくはその光路上に設けられ
た第3の基準マーク(25h)と;前記TTLオフアク
シス顕微鏡による観察結果に基づいて前記基板もしくは
前記第2の基準マークと前記第3の基準マークとの相対
位置を検出する第1のマーク位置検出手段(25g)
と;前記第1の位置合せマーク(13a)および前記第
1の基準マークを同時に観察するとともに、前記第2の
位置合せマーク(13b)および前記基板もしくは前記
第2の基準マークを同時に、かつ前記基板もしくは前記
第2の基準マークについては前記投影光学系を介して、
観察するTTR顕微鏡(20)と;この観察結果に基づ
いて前記第1の位置合せマークと前記第1の基準マーク
との相対位置および前記第2の位置合せマークと前記基
板もしくは前記第2の基準マークとの相対位置を検出す
る第2のマーク位置検出手段(20g)とを備え、前記
第1および第2の位置検出手段による検出結果に基づい
て前記原板ステージと基板ステージを駆動して前記原板
と基板とを位置合せし、前記原板のパターンを前記基板
上に露光する投影露光装置において;前記TTR顕微鏡
は、前記第1の位置合せマークおよび前記第1の基準マ
ークを同時に観察する第1の光学系(401〜407)
と;これとは別系統の、前記第2の位置合せマークおよ
び前記基板もしくは前記第2の基準マークを同時に観察
する第2の光学系(20a〜20f、71〜74)とを
具備することを特徴とする。ここで、括弧内の符号は実
施例中で対応する要素の符号を示す。
That is, in the present invention, an original plate stage; a pattern to be exposed and held on the original plate stage, and first and second alignment marks (13a, 13b).
A first plate for aligning a master having
A reference mark (30e), a substrate stage, a projection optical system for projecting the pattern of the original plate onto a photosensitive substrate held on the substrate stage, and a second reference provided on the substrate stage. A TTL off-axis microscope (25) for observing the substrate or the second fiducial mark via the projection optical system; and the TT
A third reference mark (25h) provided in or on the optical path of the L off-axis microscope; the substrate or the second reference mark and the third reference mark based on the observation result by the TTL off-axis microscope First mark position detecting means (25g) for detecting a relative position with respect to the mark
And simultaneously observing the first alignment mark (13a) and the first fiducial mark, and simultaneously viewing the second alignment mark (13b) and the substrate or the second fiducial mark, and For the substrate or the second reference mark, via the projection optical system,
A TTR microscope (20) for observing; a relative position between the first alignment mark and the first reference mark, and a second alignment mark and the substrate or the second reference based on the observation result; A second mark position detecting means (20g) for detecting a relative position with respect to a mark, wherein the original plate stage and the substrate stage are driven based on a result of detection by the first and second position detecting means, and A projection exposure apparatus for aligning a substrate and a substrate and exposing the pattern of the original plate onto the substrate; wherein the TTR microscope is configured to observe the first alignment mark and the first reference mark at the same time. Optical system (401-407)
And a second optical system (20a to 20f, 71 to 74) of another system for simultaneously observing the second alignment mark and the substrate or the second reference mark. Features. Here, reference numerals in parentheses indicate reference numerals of corresponding elements in the embodiment.

【0011】また、本発明のデバイス製造法は、このよ
うな露光装置を用い、前記第1および第2の位置検出手
段による検出結果に基づいて、前記原板ステージと基板
ステージを駆動して前記原板と基板とを位置合せし、前
記原板のパターンを前記基板上に露光することを特徴と
する。
In the device manufacturing method of the present invention, the original plate stage and the substrate stage are driven based on the detection results of the first and second position detecting means by using such an exposure apparatus. And aligning the substrate with the substrate, and exposing the pattern of the original plate onto the substrate.

【0012】ここで、別系統の第1および第2の光学
系、すなわち2つの顕微鏡で構成したTTR顕微鏡によ
り、前記第1の位置合せマークおよび前記第1の基準マ
ークの観察および前記第2の位置合せマークおよび前記
基板もしくは前記第2の基準マークの観察がすべて同時
に行われ、これにより、スループットの向上、計測精度
の向上等が図られる。
Here, the first alignment mark and the first reference mark are observed and the second reference optical mark are observed by a separate system of the first and second optical systems, that is, the TTR microscope constituted by two microscopes. The observation of the alignment mark and the substrate or the second reference mark are all performed at the same time, thereby improving the throughput and the measurement accuracy.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、第1の光学系と第2の光学系で使用する照明光
は、相互に異なる波長の光である。この場合、通常、第
2の光学系で用いる照明光は露光光であり、第1の光学
系で用いる照明光は非露光光である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a preferred embodiment of the present invention, illumination light used in the first optical system and the second optical system is light having different wavelengths. In this case, the illumination light used in the second optical system is usually exposure light, and the illumination light used in the first optical system is non-exposure light.

【0014】また、第1の光学系と第2の光学系は一体
的に駆動可能であり、各光学系の観察位置間の位置関係
は、第1および第2の位置合せマーク間の位置関係と同
一の位置関係、あるいは第1および第2の位置合せマー
クを同時に観察できる位置関係である。つまり、第1お
よび第2の光学系は、原板の位置合せを行う場合、およ
び、第2の基準マーク(フィデューシャルマーク)と、
原板の相対位置を検出する場合に移動しなくてもよい配
置とされる。
The first optical system and the second optical system can be driven integrally, and the positional relationship between the observation positions of each optical system is determined by the positional relationship between the first and second alignment marks. This is the same positional relationship as that described above, or the positional relationship in which the first and second alignment marks can be observed simultaneously. In other words, the first and second optical systems are used for positioning the original plate, and for the second reference mark (fiducial mark),
The arrangement does not need to be moved when detecting the relative position of the original plate.

【0015】また、第1の光学系で使用する照明光を前
記第1の基準マークの下方から射出する照明手段を有
し、第1の基準マークは原板の下方に位置し、第1の光
学系は、前記照明手段によって照明される前記第1の位
置合せマークおよび前記第1の基準マークを同時に原板
の上方から観察するものである。
Further, there is provided illuminating means for emitting illumination light used in the first optical system from below the first fiducial mark, wherein the first fiducial mark is located below the original plate, The system is for simultaneously observing the first alignment mark and the first reference mark illuminated by the illumination means from above the original plate.

【0016】また、露光に際しては、TTR顕微鏡によ
り第1の位置合せマークおよび第1の基準マークを同時
に観察し、この観察結果に基づいて第1の位置合せマー
クと第1の基準マークとの相対位置を第2のマーク検出
手段により検出し、その検出結果に基づいて原板ステー
ジを移動させて原板を第1の基準マークに対して位置合
せし、次に、TTR顕微鏡により第2の位置合せマーク
および第2の基準マークを同時に観察し、この観察結果
に基づいて第2の位置合せマークと第2の基準マークと
の相対位置を第2のマーク検出手段により検出し、その
検出結果に基づいて基板ステージを移動させて基板ステ
ージを位置合せし、次に、TTLオフアクシス顕微鏡に
より第2の基準マークおよび第3の基準マークを観察
し、その観察結果に基づいて第2のマーク位置検出手段
により第2の基準マークと第3の基準マークとの相対位
置を検出する。つまりベースラインが計測される。この
検出結果を考慮して、露光を行う。以下、実施例を通し
て本発明のより具体的な実施形態について説明する。
At the time of exposure, the first alignment mark and the first reference mark are simultaneously observed by a TTR microscope, and the relative position between the first alignment mark and the first reference mark is determined based on the observation result. The position is detected by the second mark detecting means, and based on the detection result, the original plate stage is moved to position the original plate with respect to the first reference mark, and then the second alignment mark is moved by the TTR microscope. And the second reference mark are simultaneously observed, and based on the observation result, the relative position between the second alignment mark and the second reference mark is detected by the second mark detection means, and based on the detection result, The substrate stage is moved to align the substrate stage, and then the second reference mark and the third reference mark are observed with a TTL off-axis microscope. The second mark position detecting means Zui detecting the relative position of the second reference mark and third reference mark. That is, the baseline is measured. Exposure is performed in consideration of this detection result. Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described through examples.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本発明の一実施例に係る投影露光装置
の構成図である。まず、露光を行う構成について説明す
る。図1において、1は照明用光源として用いるエキシ
マレーザである。エキシマレーザ1は、制御装置50に
より制御される。エキシマレーザ1からのパルス波は、
発散レンズ2により適切な大きさに広げられ、照明光学
系レンズ3、5、8およびミラー4、9によりフライア
イレンズ10に導かれる。このパルス波はフライアイレ
ンズ10により均一な照明光となり、ミラー11、コン
デンサーレンズ12を介し、レチクル13を照明する。
照明されるレチクル13のパターンは、投影レンズ14
によってウエハ19に投影される。制御装置50は、干
渉計16でステージ15の位置をモニターし、駆動装置
17に制御信号を送り、ステージ15を駆動する。ステ
ージ15は、スッテプアンドリピートを繰り返すように
駆動される。エキシマレーザ1はステージ15の駆動に
同期して発光するように制御される。これによりレチク
ル13のパターンはウエハ19に焼き付けられる。
FIG. 1 is a block diagram of a projection exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. First, a configuration for performing exposure will be described. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an excimer laser used as an illumination light source. The excimer laser 1 is controlled by the control device 50. The pulse wave from the excimer laser 1 is
The light is expanded to an appropriate size by the diverging lens 2 and guided to the fly-eye lens 10 by the illumination optical system lenses 3, 5, 8 and the mirrors 4, 9. This pulse wave becomes uniform illumination light by the fly-eye lens 10 and illuminates the reticle 13 via the mirror 11 and the condenser lens 12.
The pattern of the reticle 13 to be illuminated
Is projected onto the wafer 19. The control device 50 monitors the position of the stage 15 with the interferometer 16, sends a control signal to the driving device 17, and drives the stage 15. The stage 15 is driven so as to repeat step and repeat. The excimer laser 1 is controlled to emit light in synchronization with the driving of the stage 15. Thereby, the pattern of the reticle 13 is printed on the wafer 19.

【0018】次に、アライメントを行う構成について説
明すると、レチクル13の上方に、TTR顕微鏡20を
設ける。TTR顕微鏡20への照明光は、ミラー6によ
り取り出される。つまり、ミラー6は駆動装置7により
駆動され、駆動装置7は制御装置50により制御され
る。ミラー6が照明光学系の光路内に駆動されることに
より、照明光学系の光路が切り替えらる。照明光はミラ
ー6を介し、集光レンズ21、22によりファイバ23
に導光され、ファイバ23を経てTTR顕微鏡20へ導
入される。
Next, a configuration for performing alignment will be described. A TTR microscope 20 is provided above the reticle 13. Illumination light for the TTR microscope 20 is extracted by the mirror 6. That is, the mirror 6 is driven by the driving device 7, and the driving device 7 is controlled by the control device 50. When the mirror 6 is driven into the optical path of the illumination optical system, the optical path of the illumination optical system is switched. The illumination light passes through the mirror 6 and is condensed by the condenser lenses 21 and 22 into the fiber 23.
And is introduced into the TTR microscope 20 via the fiber 23.

【0019】レチクル13の下方に、TTLオフアクシ
ス顕微鏡25を設ける。TTLオフアクシス顕微鏡25
への照明光は、光源26よりファイバ27を介して導光
される。光源26は、制御装置50により制御される。
A TTL off-axis microscope 25 is provided below the reticle 13. TTL off-axis microscope 25
Is guided from the light source 26 through the fiber 27. The light source 26 is controlled by the control device 50.

【0020】図2は図1の一部を拡大した図である。図
2を用いてTTR顕微鏡20、TTLオフアクシス顕微
鏡25の構成を説明する。なお、図1と同一の要素につ
いては説明を省略する。まず、TTR顕微鏡20により
投影レンズ14を介し、ウエハ上の位置合せ用マーク1
9a、ステージ15に設けられた位置合せ用基準マーク
18を観察する場合の構成より説明する。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. The configuration of the TTR microscope 20 and the TTL off-axis microscope 25 will be described with reference to FIG. The description of the same elements as those in FIG. 1 will be omitted. First, the alignment mark 1 on the wafer is projected by the TTR microscope 20 through the projection lens 14.
9a, the configuration for observing the alignment reference mark 18 provided on the stage 15 will be described.

【0021】TTR顕微鏡20に対しファイバ23より
出射した照明光は、レンズ20a、ハーフミラー20
b、対物レンズ20c、ミラー20dを介し、レチクル
13を照明する。さらに投影レンズ14を介し、ウエハ
上の位置合せ用マーク19aまたは、ステージ15に設
けられた位置合せ用基準マーク18が照明される。それ
ぞれのマークからの戻り光は再び投影レンズ14、ミラ
ー20d、対物レンズ20cを介し、ハーフミラー20
bで反射し、レンズ20eによりカメラ20fの撮像面
に結像する。カメラ20fの画像信号は処理装置20g
により処理され、それぞれのマークの位置ずれ量が算出
される。その結果は制御装置50に送られて駆動装置1
7にフィードバッグされ、位置ずれ量を補正する。対物
レンズ20c、ハーフミラー20b、レンズ20a、ミ
ラー20d、レンズ20e、カメラ20f、処理装置2
0gは、TTR顕微鏡20として駆動装置24により駆
動される。なお、TTR顕微鏡20の詳細については、
後述する。
The illumination light emitted from the fiber 23 to the TTR microscope 20 is transmitted through a lens 20a and a half mirror 20.
b, illuminate the reticle 13 via the objective lens 20c and the mirror 20d. Further, the alignment mark 19 a on the wafer or the alignment reference mark 18 provided on the stage 15 is illuminated via the projection lens 14. The return light from each mark again passes through the projection lens 14, the mirror 20d, and the objective lens 20c, and then returns to the half mirror 20.
The light is reflected by b and forms an image on the imaging surface of the camera 20f by the lens 20e. The image signal of the camera 20f is processed by the processing device 20g.
, And the amount of displacement of each mark is calculated. The result is sent to the control device 50 and the driving device 1
7 and corrects the amount of displacement. Objective lens 20c, half mirror 20b, lens 20a, mirror 20d, lens 20e, camera 20f, processing device 2
0 g is driven by the driving device 24 as the TTR microscope 20. For details of the TTR microscope 20,
It will be described later.

【0022】次に、TTR顕微鏡20により、レチクル
13上の位置合せ用マークおよびレチクルを位置合せす
るための基準マークを観察する場合の構成を説明する。
図2に示すように、レチクル13の下方にはレチクル照
明部30を配置し、レチクル13に設けられた位置合せ
用マークおよび、レチクル位置合せ用の基準マークをレ
チクル13の下方より照明する。図3は図2の一部を拡
大した図であり、レチクル照明部30の詳細を示す。な
お、図1、図2と同一の要素の一部については、図示お
よび説明を省略する。
Next, a configuration in which the TTR microscope 20 observes a positioning mark on the reticle 13 and a reference mark for positioning the reticle will be described.
As shown in FIG. 2, a reticle illuminating unit 30 is arranged below the reticle 13, and illuminates a positioning mark provided on the reticle 13 and a reticle positioning reference mark from below the reticle 13. FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG. 2 and shows details of the reticle illumination unit 30. Note that illustration and description of some of the same elements as those in FIGS. 1 and 2 are omitted.

【0023】図3に示すように、照明光は光源30aよ
りファイバ30bにより導光され、レンズ30c、ミラ
ー30dを介し、レチクル位置合せ用基準マーク30e
およびレチクル上の位置合せ用マーク13aを照明す
る。光源30aは、制御装置50により制御される。照
明光により照明されたレチクル位置合せ用基準マーク3
0eおよびレチクル上の位置合せ用マーク13aの像
は、図2を用いて上述したように、TTR顕微鏡20の
ミラー20d、対物レンズ20cを介し、ハーフミラー
20bで反射し、レンズ20eによりカメラ20fの撮
像面に結像する。カメラ20fの画像信号は、処理装置
20gにより処理され、レチクル上の位置合せ用マーク
13aとレチクル位置合せ用基準マーク30eの位置ず
れ量(レチクル位置合せ用基準マーク30eに対するレ
チクル13のずれ量)が算出される。このずれ量に基づ
いて、制御装置50は、レチクル保持ステージ(不図
示)おそび図1、図2では図示を省略したその駆動装置
41、干渉計40によりレチクル13を移動し、レチク
ル位置合せ用基準マーク30eに対して位置合せする。
As shown in FIG. 3, the illuminating light is guided by a fiber 30b from a light source 30a, and passes through a lens 30c and a mirror 30d.
And illuminate the alignment mark 13a on the reticle. The light source 30a is controlled by the control device 50. Reticle alignment reference mark 3 illuminated by illumination light
2e, the image of the alignment mark 13a on the reticle is reflected by the half mirror 20b via the mirror 20d of the TTR microscope 20 and the objective lens 20c as described above with reference to FIG. An image is formed on the imaging surface. The image signal of the camera 20f is processed by the processing device 20g, and the positional deviation amount between the alignment mark 13a on the reticle and the reticle alignment reference mark 30e (the deviation amount of the reticle 13 with respect to the reticle alignment reference mark 30e) is calculated. Is calculated. On the basis of this deviation amount, the control device 50 moves the reticle 13 by a reticle holding stage (not shown) and its driving device 41 and an interferometer 40 not shown in FIGS. It is aligned with the reference mark 30e.

【0024】次に、TTLオフアクシス顕微鏡25によ
り、投影レンズ14を介し、ウエハ上の位置合せ用マー
ク19a、ステージ15に設けられた位置合せ用基準マ
ーク18を観察する場合の構成を説明する。図2に示す
ように、TTLオフアクシス顕微鏡25に対しファイバ
27より出射した照明光は、レンズ25a、ハーフミラ
ー25b、対物レンズ25c、ミラー25dを介し、投
影レンズ14に照射される。さらに投影レンズ14を介
し、ウエハ上の位置合せ用マーク19a、ステージ15
に設けられた位置合せ用基準マーク18が照明される。
それぞれのマークからの戻り光は再び投影レンズ14、
ミラー25d、対物レンズ25cを介し、ハーフミラー
25bで反射し、レンズ25eにより結像する。結像面
にはTTLオフアクシス顕微鏡基準マーク25hを配置
する。ウエハ上の位置合せ用マーク19aまたは、ステ
ージ15に設けられた位置合せ用基準マーク18の像お
よび、基準マーク25hの像はレンズ25iによりカメ
ラ25fの撮像面に結像する。カメラ25fの画像信号
は、処理装置25gにより処理され、それぞれのマーク
の位置ずれ量が算出される。その結果は制御装置50に
送られて駆動装置17にフィードバックされ、位置ずれ
量を補正する。
Next, a configuration in which the TTL off-axis microscope 25 observes the alignment mark 19a on the wafer and the alignment reference mark 18 provided on the stage 15 via the projection lens 14 will be described. As shown in FIG. 2, the illumination light emitted from the fiber 27 to the TTL off-axis microscope 25 is applied to the projection lens 14 via a lens 25a, a half mirror 25b, an objective lens 25c, and a mirror 25d. Further, the positioning mark 19a on the wafer, the stage 15
Is illuminated.
The return light from each mark is again projected on the projection lens 14,
The light is reflected by the half mirror 25b via the mirror 25d and the objective lens 25c, and is imaged by the lens 25e. A TTL off-axis microscope reference mark 25h is arranged on the image plane. The image of the alignment mark 19a on the wafer or the alignment reference mark 18 provided on the stage 15 and the image of the reference mark 25h are formed on the imaging surface of the camera 25f by the lens 25i. The image signal of the camera 25f is processed by the processing device 25g, and the positional shift amount of each mark is calculated. The result is sent to the control device 50 and fed back to the drive device 17 to correct the position shift amount.

【0025】なお、基準マーク25hは、TTLオフア
クシス顕微鏡25内に構成したが、この代わりに、基準
マークを別の箇所に設けるとともにこれを照明する独立
した光源を構成し、これによりその基準マークの像をT
TLオフアクシス顕微鏡25の結像面と合成するように
して、基準マーク像とウエハからの像を独立に観察する
構成としてもかまわない。
The reference mark 25h is formed in the TTL off-axis microscope 25. Instead, a reference mark is provided at another place and an independent light source for illuminating the reference mark is formed. The image of T
The reference mark image and the image from the wafer may be independently observed by combining with the image forming plane of the TL off-axis microscope 25.

【0026】次に、ベースライン計測時の動作について
説明する。まず、図5をさらに用いて従来の計測動作に
ついて説明する。同図において、20dは前記TTR顕
微鏡20内のミラー20dを示し、25dは前記TTL
オフアクシス顕微鏡25内のミラー25dを示す。
Next, the operation at the time of baseline measurement will be described. First, a conventional measurement operation will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 20d denotes a mirror 20d in the TTR microscope 20, and 25d denotes the TTL
5 shows a mirror 25d in the off-axis microscope 25.

【0027】まず、レチクル13については、TTR顕
微鏡20により、レチクル13上に描画された位置合せ
用マーク13aと露光装置側に配置されたレチクル位置
合せ用基準マーク30eの相対位置が検出される。この
検出結果により、制御装置50は干渉計40および駆動
装置41により、レチクル13をレチクル位置合せ用基
準マーク30eに対して位置合せする。次に、位置合せ
されたレチクル13に対してウエハステージ上の基準マ
ーク18を位置合せする。このため、TTR顕微鏡20
は、ミラー20dが20ddの位置になる位置へ、駆動
装置24により移動される。20ddの位置に対応する
レチクル13上の位置にマーク13bが描画されてい
る。マーク13bは、TTR顕微鏡20により投影レン
ズ14を介して、ウエハステージ上の基準マーク18内
のマーク18bとの相対位置が計測される。この計測結
果により、制御装置50は、干渉計16、駆動装置17
によりウエハステージ15を移動し、ウエハステージ上
の基準マーク18を、レチクル上のマーク13bに対し
て位置合せする。
First, with respect to the reticle 13, the relative position between the alignment mark 13a drawn on the reticle 13 and the reticle alignment reference mark 30e arranged on the exposure apparatus side is detected by the TTR microscope 20. Based on this detection result, the control device 50 causes the interferometer 40 and the driving device 41 to position the reticle 13 with respect to the reticle positioning reference mark 30e. Next, the reference mark 18 on the wafer stage is aligned with the aligned reticle 13. For this reason, the TTR microscope 20
Is moved by the driving device 24 to a position where the mirror 20d is at the position of 20dd. A mark 13b is drawn at a position on the reticle 13 corresponding to the position of 20dd. The position of the mark 13b relative to the mark 18b in the reference mark 18 on the wafer stage is measured by the TTR microscope 20 via the projection lens 14. Based on the measurement result, the control device 50 controls the interferometer 16 and the driving device 17
Moves the wafer stage 15 to align the reference mark 18 on the wafer stage with the mark 13b on the reticle.

【0028】ウエハステージ上の基準マーク18は、レ
チクル13に対して位置合せされたので、TTLオフア
クシス顕微鏡25により、ウエハステージ上の基準マー
ク内のマーク18cに対するTTLオフアクシス顕微鏡
25内の基準マーク25hの相対位置を計測する。これ
によりベースラインが計測できる。
Since the reference mark 18 on the wafer stage has been aligned with respect to the reticle 13, the reference mark in the TTL off-axis microscope 25 is compared with the mark 18c in the reference mark on the wafer stage by the TTL off-axis microscope 25. The relative position of 25h is measured. Thereby, the baseline can be measured.

【0029】TTR顕微鏡20が20ddの位置に移動
する必要性について説明する。図6はレチクル13の平
面図である。601は、露光のための照明光が照射可能
な範囲(投影レンズ14を透過可能な範囲)である。6
02は、レチクル13上に描画された露光(転写)すべ
きパターンの領域である。マーク13aおよび13bの
位置は、範囲601の内側かつ領域602の外側のレチ
クル13上でなければならない。さらに前述したよう
に、マーク13aの下方には、基準マーク30eおよ
び、その照明部30が配置されている。このため、投影
レンズ14を介し(TTLで)ウエハ側を観察するため
には、マーク13aの位置以外でかつTTR顕微鏡20
の照明光が照明部30に干渉しない位置でなくてはなら
ない。したがって、図6に示すような位置に、マーク1
3bを配置している。このため、レチクル13に対して
ウエハステージ上の基準マーク18を位置合せするため
には、TTR顕微鏡がマーク13aの位置からマーク1
3bの位置、すなわち20ddの位置に移動しなくては
ならない。なお、マーク13a、13bは左右に配置さ
れているため、左側のものの符号をそれぞれ13a’、
13b’とした。
The necessity of moving the TTR microscope 20 to the position of 20dd will be described. FIG. 6 is a plan view of the reticle 13. Reference numeral 601 denotes a range that can be irradiated with illumination light for exposure (a range that can be transmitted through the projection lens 14). 6
Reference numeral 02 denotes an area of a pattern to be exposed (transferred) drawn on the reticle 13. The positions of the marks 13a and 13b must be on the reticle 13 inside the range 601 and outside the area 602. Further, as described above, below the mark 13a, the reference mark 30e and its illumination unit 30 are arranged. For this reason, in order to observe the wafer side (through TTL) through the projection lens 14, it is necessary to use a TTL microscope 20 other than the position of the mark 13 a.
Must be at a position where the illumination light does not interfere with the illumination unit 30. Therefore, the mark 1 is located at a position as shown in FIG.
3b is arranged. Therefore, in order to align the reference mark 18 on the wafer stage with respect to the reticle 13, the TTR microscope moves the mark 1 from the position of the mark 13a.
It has to move to the position 3b, i.e. the position 20dd. Since the marks 13a and 13b are arranged on the left and right, the reference numerals of the left ones are 13a 'and 13a', respectively.
13b '.

【0030】従来は、このTTR顕微鏡の移動時間が、
スループットの低下要因となっていた。また、TTR顕
微鏡の駆動精度や、TTR顕微鏡の移動に伴う構造物等
の変形が計測精度を悪化させる要因となっていた。
Conventionally, the moving time of this TTR microscope is
This was a cause of a decrease in throughput. Further, the driving accuracy of the TTR microscope and the deformation of a structure or the like due to the movement of the TTR microscope are factors that deteriorate the measurement accuracy.

【0031】図7は従来のTTR顕微鏡を示す図であ
る。図1〜6に示した要素と同じ要素には、同一の符号
を付し、説明を省略する。図7に示すように、従来例で
は、TTR顕微鏡に入射した光は、ミラー20d、対物
レンズ20cを介し、さらにミラー71、リレーレンズ
72、ミラー73、74を介し、そしてハーフミラー2
0b、レンズ20e、ミラー75を介してカメラ20f
の撮像面に結像する。なお、これと同一の光学系が左右
対称に構成してある。反対側の光学系については説明を
省略する。
FIG. 7 is a view showing a conventional TTR microscope. The same elements as those shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 7, in the conventional example, light incident on a TTR microscope passes through a mirror 20d and an objective lens 20c, further passes through a mirror 71, a relay lens 72, mirrors 73 and 74, and a half mirror 2
0b, lens 20e, camera 20f via mirror 75
Is formed on the imaging surface of. The same optical system is configured symmetrically. The description of the optical system on the opposite side is omitted.

【0032】また、この従来の構成においては、左右の
TTR顕微鏡がそれぞれ1系統であるため、レチクルの
位置合せ時にレチクルを観察する場合と、TTLにてウ
エハ上を観察する場合とで、照明光は露光光と同一の波
長である必要がある。このため、照明光にエキシマレー
ザを使用する場合、レチクルを観察するときと、TTL
にてウエハ上を観察するときにエキシマレーザを使用す
るため、エキシマレ−ザ光源のガス寿命(本来の露光に
必要なガス寿命)を短くすることになり、装置のランニ
ングコストを上昇させる要因となっていた。本実施例で
使用するTTR顕微鏡の構成を図4に示す。図7の要素
に対応する要素は、同一の番号で示した。図7の従来の
ものと最も異なる点は、図7のものでは左右のTTR顕
微鏡はそれぞれ1系統の光学系で構成しているのに対
し、本実施例ではそれぞれ2系統の光学系で構成してい
る点にある。
Further, in this conventional configuration, since the left and right TTR microscopes are each one system, the illumination light is different between when observing the reticle when aligning the reticle and when observing the wafer with TTL. Must have the same wavelength as the exposure light. For this reason, when an excimer laser is used as the illumination light, when the reticle is observed, the TTL
Since the excimer laser is used when observing the wafer, the gas life of the excimer laser light source (the gas life required for the original exposure) is shortened, which increases the running cost of the apparatus. I was FIG. 4 shows the configuration of the TTR microscope used in this embodiment. Elements corresponding to those in FIG. 7 are indicated by the same numbers. The most different point from the conventional one in FIG. 7 is that the left and right TTR microscopes in FIG. 7 are each configured by one optical system, whereas in the present embodiment, each is configured by two optical systems. It is in the point.

【0033】図4において、ミラー20dよりカメラ2
0fに至る系は、TTLにてウエハ上(レチクルのマー
ク13bとウエハ側のマーク18b)を観察する光学系
である。ミラー401よりカメラ407に至る系は、レ
チクル(レチクルのマーク13aと基準マーク30e)
を観察するための光学系である。ミラー401以降のレ
チクルを観察するための光学系が、本実施例では付加さ
れている。この付加された光学系では、図3に示される
ようにレチクル13の下方より照明された照明光が、ミ
ラー401より入射し、対物レンズ402、ミラー40
3、リレーレンズ404、ミラー405およびエレクタ
レンズ406を介し、カメラ407の撮像面に結像す
る。
In FIG. 4, camera 2 is moved from mirror 20d.
The system reaching 0f is an optical system for observing the wafer (reticle mark 13b and wafer-side mark 18b) by TTL. The system from the mirror 401 to the camera 407 is a reticle (reticle mark 13a and reference mark 30e).
Is an optical system for observing. In this embodiment, an optical system for observing the reticle after the mirror 401 is added. In this added optical system, as shown in FIG. 3, illumination light illuminated from below the reticle 13 enters the mirror 401, and the objective lens 402 and the mirror 40
3. An image is formed on the imaging surface of the camera 407 via the relay lens 404, the mirror 405, and the elector lens 406.

【0034】このように、本実施例では、TTR顕微鏡
内にレチクル観察用と、TTL観察用にそれぞれ独立し
た光学系を構成している。このため、従来例におけるT
TR顕微鏡の駆動に起因する課題は、この2系統の光学
系を同一の駆動系にて移動可能とし、この2系統の光学
系の配置を、図6のマーク13a、13bの配置に対応
した配置とすることで解決することができる。すなわ
ち、レチクル13を位置合せするためのマーク13aの
上方に、レチクル13を観察するための光学系であるミ
ラー401以降の光学系を配置する。また、マーク13
bの上方には、TTLにてウエハ上を観察するための光
学系であるミラー20d以降の光学系を配置する。これ
ら光学系の配置は、マーク13a、13bと同一の位置
関係の配置もしくは、TTR顕微鏡20が移動しなくて
もこれらのマークを同時に観察できる配置であればよ
い。
As described above, in this embodiment, independent optical systems for reticle observation and TTL observation are configured in the TTR microscope. For this reason, T
The problem caused by the driving of the TR microscope is that the two optical systems can be moved by the same driving system, and the arrangement of the two optical systems is changed according to the arrangement of the marks 13a and 13b in FIG. Can solve the problem. That is, an optical system after the mirror 401, which is an optical system for observing the reticle 13, is disposed above the mark 13a for aligning the reticle 13. Mark 13
Above b, an optical system after the mirror 20d, which is an optical system for observing the wafer on the TTL, is arranged. The arrangement of these optical systems may be an arrangement having the same positional relationship as the marks 13a and 13b, or an arrangement capable of simultaneously observing these marks even if the TTR microscope 20 does not move.

【0035】この構成により、レチクル位置の計測後、
TTR顕微鏡20は移動することなく、同じ位置で、T
TLオフアクシス顕微鏡観察を実施できる。このため、
従来TTR顕微鏡20の移動に要していた時間が短縮で
きる。さらに、このTTR顕微鏡20の移動による計測
精度悪化要因を排除できる。さらにレチクル観察時の使
用波長が、露光光と同一であることに起因する課題に対
しては、TTR顕微鏡20を2系統の光学系で構成した
ことにより、レチクル観察用の光学系において、露光光
とは異なった波長の光が使用できる。このことにより、
レチクルアライメント時のレチクル観察時にはエキシマ
レーザを使用しないので、ランニングコストの上昇が防
止できる。
With this configuration, after measuring the reticle position,
The TTR microscope 20 does not move,
A TL off-axis microscope observation can be performed. For this reason,
Conventionally, the time required for moving the TTR microscope 20 can be reduced. Further, it is possible to eliminate a factor that deteriorates the measurement accuracy due to the movement of the TTR microscope 20. In order to solve the problem caused by the fact that the wavelength used during reticle observation is the same as the exposure light, the TTR microscope 20 is composed of two optical systems, so that the reticle observation optical system uses the exposure light. Light of a different wavelength can be used. This allows
Since an excimer laser is not used during reticle observation during reticle alignment, an increase in running cost can be prevented.

【0036】<デバイス製造方法の実施例>次に、上記
説明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施形
態を説明する。図8は微小デバイス(ICやLSI等の
半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1
(回路設計)ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)
ではシリコンやガラス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。次のステ
ップ5(組み立て)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。
<Embodiment of Device Manufacturing Method> Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 8 shows a micro device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head,
2 shows a flow of manufacturing a micromachine or the like. Step 1
In (Circuit Design), a device pattern is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the designed pattern. Step 3 (wafer manufacturing)
Then, a wafer is manufactured using a material such as silicon or glass. Step 4 (wafer process) is called a pre-process,
An actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0037】図9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緑
膜を形成する。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)ではウエハにレジストを塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明した露光装置または露
光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数の
ショット領域に並べて焼付露光する。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)ではエッチングが済
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。
FIG. 9 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. In step 12 (CVD), a green film is formed on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a resist is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus or exposure method to align and print the circuit pattern of the mask on a plurality of shot areas of the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0038】本実施例の方法を用いれば、従来は製造が
難しかった大型のデバイスを低コストで製造することが
できる。
By using the method of this embodiment, it is possible to manufacture a large-sized device, which was conventionally difficult to manufacture, at low cost.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、T
TR顕微鏡を、第1の位置合せマークおよび第1の基準
マークを同時に観察する第1の光学系と、これとは別系
統の、第2の位置合せマークおよび基板もしくは第2の
基準マークを同時に観察する第2の光学系とで構成する
ようにしたため、次のような効果を奏する。
As described above, according to the present invention, T
A TR microscope is used to simultaneously observe a first alignment mark and a first reference mark simultaneously with a first optical system and a second alignment mark and a substrate or a second reference mark of another system. The second optical system to be observed has the following effects.

【0040】(1)ベースライン計測時にTTR顕微鏡
を固定したままにしておくことができる。このため、T
TR顕微鏡の移動が必要であった従来のものに比較し、
スループットを向上させることができる。 (2)ベースライン計測時にTTR顕微鏡を固定したま
まにしておくことができるため、計測精度を向上させる
ことができる。 (3)第1の位置合せマークおよび第1の基準マークを
観察するときに露光光と異なる波長の光を使用できる。
このため、露光光にエキシマレーザ等のランニングコス
トの低減が課題となるような光源を使用する場合でも、
第1の光学系による観察では露光光を使用する必要がな
いため、ランニングコストを低減させることができる。 (4)第1の位置合せマークおよび第1の基準マークを
観察するときに露光光と異なる波長の光を使用できるた
め、露光光にエキシマレーザ等の、光学系部分を窒素等
の不活性ガスによって置換する必要のある光源を使用し
た場合でも、窒素に置換する部分の容積が小さくなるの
で窒素の消費流量が少なくなる。このため、ランニング
コストの低減を図ることができる。 (5)また、同様に、光学系部分を窒素等の不活性ガス
によって置換する必要のある露光用光源を使用した場合
でも、窒素の消費流量が少なくなるため、窒素の置換時
間を短縮することができる。
(1) The TTR microscope can be kept fixed during baseline measurement. Therefore, T
Compared to the conventional one that required TR microscope movement,
Throughput can be improved. (2) Since the TTR microscope can be kept fixed at the time of baseline measurement, measurement accuracy can be improved. (3) When observing the first alignment mark and the first reference mark, light having a wavelength different from that of the exposure light can be used.
Therefore, even when a light source such as an excimer laser is used as the exposure light, the reduction of running cost is a problem.
In the observation by the first optical system, it is not necessary to use the exposure light, so that the running cost can be reduced. (4) When observing the first alignment mark and the first fiducial mark, light having a wavelength different from that of the exposure light can be used. Therefore, an optical gas such as an excimer laser is used as the exposure light. Even when a light source that needs to be replaced is used, the volume of the portion to be replaced with nitrogen is reduced, so that the consumption flow rate of nitrogen decreases. Therefore, the running cost can be reduced. (5) Similarly, even when an exposure light source that needs to replace the optical system portion with an inert gas such as nitrogen is used, the nitrogen consumption flow rate is reduced, so that the nitrogen replacement time is shortened. Can be.

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

【図1】 本発明の一実施例に係る投影露光装置の構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置の一部を詳細に示す詳細図であ
る。
FIG. 2 is a detailed view showing a part of the apparatus of FIG. 1 in detail.

【図3】 図1の装置の一部を詳細に示す他の詳細図で
ある。
FIG. 3 is another detailed view showing a part of the apparatus of FIG. 1 in detail.

【図4】 図1の装置のTTR顕微鏡の構成を示すアイ
ソメ図である。
FIG. 4 is an isometric view showing a configuration of a TTR microscope of the apparatus of FIG.

【図5】 従来例に係るベースライン計測時の説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram at the time of baseline measurement according to a conventional example.

【図6】 レチクル上のマーク配置の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of mark arrangement on a reticle.

【図7】 従来のTTR顕微鏡の構成を示すアイソメ図
である。
FIG. 7 is an isometric view showing a configuration of a conventional TTR microscope.

【図8】 本発明に係る露光装置を利用したデバイス製
造例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a device manufacturing example using the exposure apparatus according to the present invention.

【図9】 図8におけるウエハプロセスの詳細なフロー
を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a detailed flow of a wafer process in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:エキシマレーザ、2:発散レンズ、3,5,8:レ
ンズ、4,6,9,11:折曲げ用ミラー、10:フラ
イアイレンズ、12:コンデンサレンズ、13:レチク
ル、13a,13b:位置合せ用マーク、13a’,1
3b’:左側位置合せ用マーク、14:投影レンズ、1
5:ステージ、16:干渉計、17:ステージ駆動装
置、18:基準マーク、18b,18c:マーク、1
9:ウエハ、19a:ウエハ位置合せ用マーク、20:
TTR顕微鏡、20a:レンズ、20b:ハーフミラ
ー、20c:対物レンズ、20d:ミラー、20e:レ
ンズ、20f:カメラ、20g:処理装置、21,2
2:集光レンズ、23:ファイバ、25:TTLオフア
クシス顕微鏡、25a:レンズ、25b:ハーフミラ
ー、25c:対物レンズ、25d:ミラー、25dd:
25dミラーがマーク13bを観察する位置、25e:
レンズ、25f:カメラ、25g:処理装置、25h:
基準マーク、25i:レンズ、26:光源、27:ファ
イバ、30:照明部、30a:光源、30b:ファイ
バ、30c:レンズ、30d:ミラー、30e:レチク
ル位置合せ用基準マーク、40:レチクルステージ用干
渉計、41:レチクルステージ駆動装置、50:制御装
置、71,73,74,75:ミラー、72:リレーレ
ンズ、401,403,405:ミラー、404:リレ
ーレンズ、406:エレクタレンズ、407:カメラ、
601:露光光が投影レンズを透過可能な領域、、60
2:レチクル上のパターン。
1: excimer laser, 2: divergent lens, 3, 5, 8: lens, 4, 6, 9, 11: bending mirror, 10: fly-eye lens, 12: condenser lens, 13: reticle, 13a, 13b: Alignment mark, 13a ', 1
3b ': left alignment mark, 14: projection lens, 1
5: Stage, 16: Interferometer, 17: Stage drive, 18: Reference mark, 18b, 18c: Mark, 1
9: wafer, 19a: wafer alignment mark, 20:
TTR microscope, 20a: lens, 20b: half mirror, 20c: objective lens, 20d: mirror, 20e: lens, 20f: camera, 20g: processing device, 21 and 21
2: condensing lens, 23: fiber, 25: TTL off-axis microscope, 25a: lens, 25b: half mirror, 25c: objective lens, 25d: mirror, 25dd:
Position where 25d mirror observes mark 13b, 25e:
Lens, 25f: camera, 25g: processing device, 25h:
Reference mark, 25i: lens, 26: light source, 27: fiber, 30: illumination unit, 30a: light source, 30b: fiber, 30c: lens, 30d: mirror, 30e: reference mark for reticle positioning, 40: reticle stage Interferometer, 41: reticle stage driving device, 50: control device, 71, 73, 74, 75: mirror, 72: relay lens, 401, 403, 405: mirror, 404: relay lens, 406: elector lens, 407: camera,
601: an area through which the exposure light can pass through the projection lens;
2: Pattern on reticle.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原板ステージと;前記原板ステージ上に
保持され、露光すべきパターンならびに第1および第2
の位置合せマークを有する原板を、装置に対して位置合
せするための第1の基準マークと;基板ステージと;前
記基板ステージ上に保持された感光性の基板上に前記原
板のパターンを投影する投影光学系と;前記基板ステー
ジ上に設けられた第2の基準マークと;前記投影光学系
を介して前記基板もしくは前記第2の基準マークを観察
するTTLオフアクシス顕微鏡と;前記TTLオフアク
シス顕微鏡内もしくはその光路上に設けられた第3の基
準マークと;前記TTLオフアクシス顕微鏡による観察
結果に基づいて前記基板もしくは前記第2の基準マーク
と前記第3の基準マークとの相対位置を検出する第1の
マーク位置検出手段と;前記第1の位置合せマークおよ
び前記第1の基準マークを同時に観察するとともに、前
記第2の位置合せマークおよび前記基板もしくは前記第
2の基準マークを同時に、かつ前記基板もしくは前記第
2の基準マークについては前記投影光学系を介して、観
察するTTR顕微鏡と;この観察結果に基づいて前記第
1の位置合せマークと前記第1の基準マークとの相対位
置および前記第2の位置合せマークと前記基板もしくは
前記第2の基準マークとの相対位置を検出する第2のマ
ーク位置検出手段とを備え、前記第1および第2の位置
検出手段による検出結果に基づいて前記原板ステージと
基板ステージを駆動して前記原板と基板とを位置合せ
し、前記原板のパターンを前記基板上に露光する投影露
光装置において;前記TTR顕微鏡は、前記第1の位置
合せマークおよび前記第1の基準マークを同時に観察す
る第1の光学系と;これとは別系統の、前記第2の位置
合せマークおよび前記基板もしくは前記第2の基準マー
クを同時に観察する第2の光学系とを具備することを特
徴とする投影露光装置。
An original stage; a pattern to be exposed and held on the original stage, and first and second patterns;
A first fiducial mark for aligning the original having the alignment marks of the above with the apparatus; a substrate stage; and projecting the pattern of the original onto a photosensitive substrate held on the substrate stage. A projection optical system; a second reference mark provided on the substrate stage; a TTL off-axis microscope for observing the substrate or the second reference mark via the projection optical system; and a TTL off-axis microscope A third reference mark provided in or on the optical path thereof; and detecting a relative position between the substrate or the second reference mark and the third reference mark based on an observation result by the TTL off-axis microscope. First mark position detecting means; simultaneously observing the first alignment mark and the first reference mark, and performing the second alignment And a TTR microscope for observing the workpiece and the substrate or the second reference mark at the same time, and for the substrate or the second reference mark via the projection optical system; And a second mark position detecting means for detecting a relative position between the second alignment mark and the first reference mark and a relative position between the second alignment mark and the substrate or the second reference mark. Projection exposure for driving the original plate stage and the substrate stage based on the detection results of the first and second position detecting means to align the original plate and the substrate, and exposing the pattern of the original plate onto the substrate In the apparatus, the TTR microscope includes a first optical system that simultaneously observes the first alignment mark and the first reference mark; Projection exposure apparatus characterized by comprising a second optical system for observing the second alignment mark and the substrate or the second reference mark simultaneously.
【請求項2】 前記第1の光学系と第2の光学系で使用
する照明光は、相互に異なる波長の光であることを特徴
とする請求項1に記載の投影露光装置。
2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the illumination light used in the first optical system and the illumination light used in the second optical system have different wavelengths.
【請求項3】 前記第1の光学系と第2の光学系は一体
的に駆動可能であり、各光学系の観察位置間の位置関係
は、前記第1および第2の位置合せマーク間の位置関係
と同一の位置関係、あるいは前記第1および第2の位置
合せマークを同時に観察できる位置関係であることを特
徴とする請求項1または2に記載の投影露光装置。
3. The first optical system and the second optical system can be driven integrally, and the positional relationship between the observation positions of each optical system is determined by the distance between the first and second alignment marks. 3. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the positional relationship is the same as the positional relationship, or the positional relationship allows the first and second alignment marks to be observed simultaneously.
【請求項4】 前記第2の光学系で用いる照明光は露光
光であり、前記第1の光学系で用いる照明光は非露光光
であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1
項に記載の投影露光装置。
4. The illumination light used in the second optical system is exposure light, and the illumination light used in the first optical system is non-exposure light. 1
Item 6. The projection exposure apparatus according to Item 1.
【請求項5】 前記第1の光学系で使用する照明光を前
記第1の基準マークの下方から射出する照明手段を有
し、前記第1の基準マークは前記原板の下方に位置し、
前記第1の光学系は、前記照明手段によって照明される
前記第1の位置合せマークおよび前記第1の基準マーク
を同時に前記原板の上方から観察するものであることを
特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の投
影露光装置。
5. An illumination device for emitting illumination light used in the first optical system from below the first reference mark, wherein the first reference mark is located below the original plate,
The said 1st optical system is for observing the said 1st alignment mark and the said 1st reference mark illuminated by the said illuminating means simultaneously from the said original plate, The said 1st characterized by the above-mentioned. 5. The projection exposure apparatus according to claim 4.
【請求項6】 原板ステージと;前記原板ステージ上に
保持され、露光すべきパターンならびに第1および第2
の位置合せマークを有する原板を、装置に対して位置合
せするための第1の基準マークと;基板ステージと;前
記基板ステージ上に保持された感光性の基板上に前記原
板のパターンを投影する投影光学系と;前記基板ステー
ジ上に設けられた第2の基準マークと;前記投影光学系
を介して前記基板もしくは前記第2の基準マークを観察
するTTLオフアクシス顕微鏡と;前記TTLオフアク
シス顕微鏡内もしくはその光路上に設けられた第3の基
準マークと;前記TTLオフアクシス顕微鏡による観察
結果に基づいて前記基板もしくは前記第2の基準マーク
と前記第3の基準マークとの相対位置を検出する第1の
マーク位置検出手段と;前記第1の位置合せマークおよ
び前記第1の基準マークを同時に観察するとともに、前
記第2の位置合せマークおよび前記基板もしくは前記第
2の基準マークを同時に、かつ前記基板もしくは前記第
2の基準マークについては前記投影光学系を介して、観
察するTTR顕微鏡と;この観察結果に基づいて前記第
1の位置合せマークと前記第1の基準マークとの相対位
置および前記第2の位置合せマークと前記基板もしくは
前記第2の基準マークとの相対位置を検出する第2のマ
ーク位置検出手段とを備え、前記TTR顕微鏡は、前記
第1の位置合せマークおよび前記第1の基準マークを同
時に観察する第1の光学系と;これとは別系統の、前記
第2の位置合せマークおよび前記基板もしくは前記第2
の基準マークを同時に観察する第2の光学系とを具備す
る投影露光装置を用い、前記第1および第2の位置検出
手段による検出結果に基づいて、前記原板ステージと基
板ステージを駆動して前記原板と基板とを位置合せし、
前記原板のパターンを前記基板上に露光することを特徴
とするデバイス製造方法。
6. An original plate stage; a pattern to be exposed and held on the original plate stage;
A first fiducial mark for aligning the original having the alignment marks of the above with the apparatus; a substrate stage; and projecting the pattern of the original onto a photosensitive substrate held on the substrate stage. A projection optical system; a second reference mark provided on the substrate stage; a TTL off-axis microscope for observing the substrate or the second reference mark via the projection optical system; and a TTL off-axis microscope A third reference mark provided in or on the optical path thereof; and detecting a relative position between the substrate or the second reference mark and the third reference mark based on an observation result by the TTL off-axis microscope. First mark position detecting means; simultaneously observing the first alignment mark and the first reference mark, and performing the second alignment And a TTR microscope for observing the workpiece and the substrate or the second reference mark at the same time, and for the substrate or the second reference mark via the projection optical system; And a second mark position detecting means for detecting a relative position between the second alignment mark and the first reference mark and a relative position between the second alignment mark and the substrate or the second reference mark. A first optical system for simultaneously observing the first alignment mark and the first reference mark; and a second system of the second alignment mark and the substrate or Second
Using a projection exposure apparatus having a second optical system for simultaneously observing the reference mark, and driving the original plate stage and the substrate stage based on the detection results obtained by the first and second position detecting means. Align the original plate and the substrate,
A method for manufacturing a device, comprising exposing the pattern of the original plate onto the substrate.
【請求項7】 前記TTR顕微鏡により前記第1の位置
合せマークおよび前記第1の基準マークを同時に観察
し、この観察結果に基づいて前記第1の位置合せマーク
と前記第1の基準マークとの相対位置を前記第2のマー
ク検出手段により検出し、その検出結果に基づいて前記
原板ステージを移動させて前記原板を前記第1の基準マ
ークに対して位置合せし、次に、前記TTR顕微鏡によ
り前記第2の位置合せマークおよび前記第2の基準マー
クを同時に観察し、この観察結果に基づいて前記第2の
位置合せマークと前記第2の基準マークとの相対位置を
前記第2のマーク検出手段により検出し、その検出結果
に基づいて前記基板ステージを移動させて前記基板ステ
ージを位置合せし、次に、前記TTLオフアクシス顕微
鏡により前記第2の基準マークおよび前記第3の基準マ
ークを観察し、その観察結果に基づいて前記第2のマー
ク位置検出手段により前記第2の基準マークと前記第3
の基準マークとの相対位置を検出し、この検出結果を考
慮して、前記露光を行うことを特徴とする請求項6に記
載のデバイス製造方法。
7. The first alignment mark and the first reference mark are simultaneously observed by the TTR microscope, and based on a result of the observation, the first alignment mark and the first reference mark are compared with each other. The relative position is detected by the second mark detection means, and based on the detection result, the original plate stage is moved to position the original plate with respect to the first reference mark, and then the TTR microscope The second alignment mark and the second reference mark are simultaneously observed, and the relative position between the second alignment mark and the second reference mark is detected based on the observation result. Means for moving the substrate stage based on the detection result, aligning the substrate stage, and then using the TTL off-axis microscope to detect the position of the second substrate. The quasi-mark and the third fiducial mark are observed, and based on the observation result, the second fiducial mark and the third fiducial mark are detected by the second mark position detecting means.
7. The device manufacturing method according to claim 6, wherein the relative position with respect to the reference mark is detected, and the exposure is performed in consideration of the detection result.
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