JPH1140488A - Aligning method - Google Patents

Aligning method

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JPH1140488A
JPH1140488A JP9203919A JP20391997A JPH1140488A JP H1140488 A JPH1140488 A JP H1140488A JP 9203919 A JP9203919 A JP 9203919A JP 20391997 A JP20391997 A JP 20391997A JP H1140488 A JPH1140488 A JP H1140488A
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JP
Japan
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alignment mark
detection light
alignment
mark
light
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JP9203919A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasutoshi Kaneko
泰俊 金子
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the alignment, without doing uselessly by counting the number of times that alignment mark position cannot be computed, and changing so that the relative moving parallel to computation is down after the computing step ends, if the count exceeds a specified value. SOLUTION: The method comprises S101 of receiving a reflected light of a detecting light irradiating an alignment mark and computing the mark position from the received light, thereby measuring the mark position, S102 of moving in a wafer station immediately, without waiting for the mark direction result, irradiating the next alignment mark with detection light and judging whether the computer result of the mark position is valid or not, S103 of counting the number of times that the mark position computation result is invalid if any, S104 of judging whether the count N exceeds a threshold S, and S105 of, if N is judged to exceed S, changing the process so as to do the stage moving after the position computation ends.

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、位置合わせ方法に
関し、特に半導体または、液晶表示素子等の基板をフォ
トリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置
における及び基板の位置合わせ方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment method, and more particularly, to an exposure apparatus used when a semiconductor or a substrate such as a liquid crystal display element is manufactured by a photolithography process, and to a method of aligning the substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体素子等を製造するための
フォトリソグラフィ工程(マスクパターンのレジスト像
を基板上に形成する工程)では、マスクとしてのレチク
ルのパターンを投影光学系を介して、フォトレジストが
塗布された基板(又はウエハ等)上に露光する投影露光
装置が使用されている。
2. Description of the Related Art For example, in a photolithography process (a process of forming a resist image of a mask pattern on a substrate) for manufacturing a semiconductor device or the like, a reticle pattern as a mask is exposed to a photoresist through a projection optical system. A projection exposure apparatus for exposing a substrate (or a wafer or the like) coated with is used.

【0003】この種の投影露光装置として近年は、感光
基板を二次元的に移動自在なステージ上に載置し、この
ステージにより感光基板をステッピングさせて、レチク
ルのパターン像を感光基板上の各ショット領域に順次露
光する動作を繰り返す、いわゆるステップ・アンド・リ
ピート方式の露光装置、例えば縮小投影型の露光装置
(ステッパ)が多用されている。
In recent years, as a projection exposure apparatus of this type, a photosensitive substrate is mounted on a two-dimensionally movable stage, and the photosensitive substrate is stepped by this stage, so that a reticle pattern image is formed on each photosensitive substrate. An exposure apparatus of a so-called step-and-repeat method, for example, a reduction projection type exposure apparatus (stepper), which repeats an operation of sequentially exposing a shot area, is frequently used.

【0004】ところで半導体素子は、感光基板としての
感光剤が塗布されたウエハ上に多数層の回路パターンを
重ねて形成されるので、2層目以降の回路パターンをウ
エハ上に投影露光する際には、ウエハ上の既に回路パタ
ーンが形成された各ショット領域とこれから露光するレ
チクルのパターン像との位置合わせ、即ちウエハとレチ
クルとの位置合わせ(アライメント)を正確に行う必要
がある。そこで、露光動作前においては、通常ウエハの
位置合わせが行われる。
A semiconductor element is formed by laminating a large number of circuit patterns on a wafer coated with a photosensitive agent as a photosensitive substrate. Therefore, when projecting and exposing the second and subsequent circuit patterns on the wafer, In this method, it is necessary to accurately perform alignment between each shot area on which a circuit pattern is already formed on the wafer and a pattern image of a reticle to be exposed, that is, alignment (alignment) between the wafer and the reticle. Therefore, before the exposure operation, the alignment of the wafer is usually performed.

【0005】ここで、ウエハ上には同一の回路パターン
が多数形成されており、各回路パターン毎に位置合わせ
をすれば、最も正確に回路パターンの重ね合わせができ
る。しかしながら、多数の回路パターン毎に、位置合わ
せを行っていたのでは、1枚のウエハの露光に長時間を
要してしまう。そこで、特開平6−275496号に示
すような、EGA(Enhanced Global
Alignment)と呼ばれる位置合わせ方法(以
下、EGA方式と略称する)が提案された。
Here, a large number of identical circuit patterns are formed on a wafer, and if the respective circuit patterns are aligned, the circuit patterns can be superposed most accurately. However, if positioning is performed for each of a large number of circuit patterns, it takes a long time to expose one wafer. Therefore, EGA (Enhanced Global) as disclosed in JP-A-6-275496 is disclosed.
Alignment method (hereinafter, abbreviated as EGA method) has been proposed.

【0006】EGA方式は、1枚のウエハ上の3点以上
の計測点の位置を測定することにより、かかるウエハの
姿勢(残留回転誤差、直交度誤差等)を求め、それに基
づき各回路パターンの位置を推定し、回路パターンの重
ね合わせを行おうとするものである。より具体的には、
ウエハの複数のアライメントマークに検出光を照射し、
その反射光を受光し、かかる反射光に基づきアライメン
トマークの位置を算出し、算出された全てのアライメン
トマークの位置に基づき、ウエハの姿勢を検出するよう
になっている。
[0006] In the EGA method, the positions of three or more measurement points on one wafer are measured to determine the attitude (residual rotation error, orthogonality error, etc.) of the wafer, and based on the attitude, each circuit pattern is determined. The position is estimated and the circuit patterns are to be superimposed. More specifically,
Irradiating a plurality of alignment marks on the wafer with detection light,
The reflected light is received, the position of the alignment mark is calculated based on the reflected light, and the posture of the wafer is detected based on the calculated positions of all the alignment marks.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】かかる位置合わせの時
間を短縮するために、アライメントマークからの反射光
を受光し、その受光した反射光に基づきかかるアライメ
ントマークの位置を算出する処理と、別のアライメント
マークに検出光が当たるように、ウエハを保持したステ
ージを直ちに移動するという処理とを並行して行う手法
も提案されている。
In order to shorten the time required for such alignment, a process of receiving reflected light from an alignment mark and calculating the position of the alignment mark based on the received reflected light is another process. A method has been proposed in which a process of immediately moving a stage holding a wafer is performed in parallel so that detection light is applied to an alignment mark.

【0008】しかしながら、例えば、受光した反射光の
光量が低いとか、検出光がアライメントマークから外れ
て照射された等の理由により、反射光が不適切なものと
なる場合がある。かかる不適切な反射光に基づきアライ
メントマークの位置を算出すると、その算出においてエ
ラーが生じることとなる。
However, the reflected light may be inappropriate due to, for example, the amount of the received reflected light being low or the detection light being irradiated off the alignment mark. If the position of the alignment mark is calculated based on such inappropriate reflected light, an error occurs in the calculation.

【0009】従って、上述したようにアライメントマー
クの算出処理とステージの移動処理とを並行させる手法
を用いていた場合、別なアライメントマークに検出光が
照射される位置にステージが既に移動されてしまってい
たとしても、このようなエラーが一旦生じたときには、
エラーの生じたマークを再度測定するために、ステージ
を逆戻ししなくてはならない。
Therefore, when the method of calculating the alignment mark and moving the stage in parallel is used as described above, the stage has already been moved to a position where another alignment mark is irradiated with the detection light. Even so, once such an error occurs,
In order to measure the erroneous mark again, the stage must be reversed.

【0010】このように二重の手間がかかることを防止
するために、従来技術においては、操作者の判断によ
り、アライメントマークの算出とステージ移動とを並行
して行う手法と、アライメントマークの算出処理の終了
後にステージ移動を行う手法との何れかをウエハ位置合
わせ前に選択できるようにしている。
In order to prevent such a double effort, in the prior art, a method of calculating the alignment mark and moving the stage in parallel according to the judgment of the operator, a method of calculating the alignment mark, One of the methods of moving the stage after the processing is completed can be selected before wafer positioning.

【0011】ところが、かかる選択は操作者の経験に基
づくものであり、常に正しいとは限らない。一方、操作
者が経験に基づいても直ちに判断できない場合、二重の
手間がかかることを恐れて、アライメントマークの算出
後にステージ移動を行う手法を選択することが多いが、
これでは位置合わせの迅速化が図れない。
However, such selection is based on the experience of the operator and is not always correct. On the other hand, when the operator cannot judge immediately based on experience, he or she often chooses a method of moving the stage after calculating the alignment mark, because of the fear of taking a lot of trouble.
This does not speed up the alignment.

【0012】そこで、かかる問題点に鑑み、本発明は、
例えばウエハの位置合わせを迅速に行うことのできる位
置合わせ方法を提供することを目的とする。
Therefore, in view of such a problem, the present invention provides:
For example, it is an object of the present invention to provide a positioning method capable of quickly positioning a wafer.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明の、基板の位置合わせを行う位置合わせ方法
は、複数の位置合わせマークの一つに検出光を照射する
ステップと、位置合わせマークより反射した検出光を受
光するステップと、受光した検出光に基づき、位置合わ
せマークの位置を算出するステップと、算出ステップと
並行して、検出光と基板とを相対移動させることによ
り、別の位置合わせマークに前記検出光が照射されるよ
うにするステップと、算出ステップが繰り返されたとき
に、位置合わせマークの位置が算出できなかった算出ス
テップの回数をカウントするステップと、カウントされ
た回数が所定回数を超えたときに、算出ステップと並行
して行っていた相対移動ステップを、算出ステップ終了
後に行うように変更するステップとを有することを特徴
とする。
In order to achieve the above object, a positioning method for positioning a substrate according to the present invention comprises the steps of: irradiating one of a plurality of positioning marks with detection light; Receiving the detection light reflected from the alignment mark, calculating the position of the alignment mark based on the received detection light, and moving the detection light and the substrate relative to each other in parallel with the calculation step; Irradiating the detection light on another alignment mark; and counting the number of calculation steps in which the position of the alignment mark could not be calculated when the calculation step was repeated. When the number of times exceeds the predetermined number, the relative movement step performed in parallel with the calculation step is changed to be performed after the calculation step is completed. Characterized by a step.

【0014】本発明の位置合わせ方法によれば、算出ス
テップが繰り返されたときに、位置合わせマークの位置
が算出できなかった算出ステップの回数をカウントする
ステップと、カウントされた回数が所定回数を超えたと
きに、算出ステップと並行して行っていた相対移動ステ
ップを、算出ステップ終了後に行うように変更するステ
ップとを有するので、位置合わせマークの算出において
エラーが所定回数生じたときには、以降もエラーの生じ
る可能性が高いとして、算出ステップと相対移動ステッ
プとを並行に行うことを中止し、かつ算出ステップ終了
後に相対移動ステップを行うようにし、それにより位置
合わせを無駄なく行うようになっている。
According to the positioning method of the present invention, when the calculation step is repeated, the step of counting the number of calculation steps in which the position of the alignment mark could not be calculated, and the step of counting the predetermined number of times. A step of changing the relative movement step, which was performed in parallel with the calculation step, to be performed after the calculation step, when the error has occurred a predetermined number of times in the calculation of the alignment mark. As there is a high possibility that an error will occur, the calculation step and the relative movement step are stopped in parallel, and the relative movement step is performed after the calculation step is completed. I have.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を、
図面を参照して以下に詳細に説明する。本実施の形態
は、ステツプ・アンド・リピート方式で感光基板として
のウエハ上の各ショット領域にレチクルのパターンを露
光する露光装置(ステッパ)のアライメント工程に本発
明を適用したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described in detail below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to an alignment process of an exposure apparatus (stepper) for exposing a reticle pattern to each shot area on a wafer as a photosensitive substrate by a step-and-repeat method.

【0016】図1は、本実施の形態による露光装置を示
す概略図である。この図1において、照明光学系1から
射出された露光光ILが、ほぼ均一な照度でレチクル2
を照明している。レチクル2は、レチクルステージ3上
に保持され、レチクルステージ3は、ベース4上の2次
元平面内で移動及び微小回転ができるように支持されて
いる。装置全体の動作を制御する主制御系6が、ベース
4上の駆動装置5を介してレチクルステージ3の動作を
制御する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, the exposure light IL emitted from the illumination optical system 1 has a substantially uniform illuminance.
Lighting. The reticle 2 is held on a reticle stage 3, and the reticle stage 3 is supported such that it can move and minutely rotate in a two-dimensional plane on a base 4. A main control system 6 that controls the operation of the entire apparatus controls the operation of the reticle stage 3 via the drive device 5 on the base 4.

【0017】露光光ILのもとで、レチクル2のパター
ン像が投影光学系7を介してウエハ8上の各ショツト領
域に投影される。ウエハ8は、ウエハホルダ9を介して
ウエハステージ10上に載置されている。ウエハステー
ジ10は、投影光学系7の光軸に垂直な面内でウエハ8
を2次元的に位置決めするXYステージ、投影光学系7
の光軸に平行な方向(Z方向)にウエハ8を位置決めす
るZステージ、及びウエハ8を微小回転させるステージ
等より構成されている。
Under the exposure light IL, a pattern image of the reticle 2 is projected onto each shot area on the wafer 8 via the projection optical system 7. The wafer 8 is mounted on a wafer stage 10 via a wafer holder 9. The wafer stage 10 holds the wafer 8 in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 7.
XY stage for two-dimensionally positioning the projection optical system 7
A Z stage for positioning the wafer 8 in a direction parallel to the optical axis (Z direction), a stage for slightly rotating the wafer 8, and the like.

【0018】ウエハステージ10の上面に移動ミラー1
1が配置され、移動ミラー11に対向するようにレーザ
干渉計12が配置されている。図1では簡略化して表示
しているが、投影光学系7の光軸に垂直な面内の直交座
標系をX軸及びY軸として、移動鏡11はX軸に垂直な
反射面を有する平面鏡及びY軸に垂直な反射面を有する
平面鏡より構成されている。また、レーザ干渉計12
は、X軸に沿って移動鏡11にレーザビームを照射する
2個のX軸用のレーザ干渉計及びY軸に沿って移動鏡1
1にレーザビームを照射するY軸用のレーザ干渉計より
構成され、X軸用の2個のレーザ干渉計及びY軸用の1
個のレーザ干渉計により、ウエハステージ10のX座標
及びY座標が計測される。このように計測されるX座標
及びY座標よりなる座標系(X、Y)を、以下ではステ
ージ座標系又は静止座標系と呼ぶ。
A movable mirror 1 is provided on the upper surface of the wafer stage 10.
1 is arranged, and a laser interferometer 12 is arranged so as to face the moving mirror 11. Although shown in a simplified manner in FIG. 1, the movable mirror 11 is a plane mirror having a reflecting surface perpendicular to the X axis, with the orthogonal coordinate system in the plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 7 as the X axis and the Y axis. And a plane mirror having a reflecting surface perpendicular to the Y axis. In addition, the laser interferometer 12
Are two laser interferometers for the X axis that irradiate the movable mirror 11 with a laser beam along the X axis and the movable mirror 1 along the Y axis.
1 is composed of a laser interferometer for Y-axis for irradiating a laser beam to two laser interferometers for X-axis and one for Y-axis.
The X and Y coordinates of the wafer stage 10 are measured by the laser interferometers. The coordinate system (X, Y) composed of the X coordinate and the Y coordinate measured in this way is hereinafter referred to as a stage coordinate system or a stationary coordinate system.

【0019】また、X軸用の2個のレーザ干渉計の計測
値の差により、ウエハステージ10の回転角が計測され
る。レーザ干渉計12により計測されたX座標、Y座標
及び回転角の情報が座標計測回路12a及び主制御系6
に供給され、主制御系6は、供給された座標をモニタし
つつ駆動装置13を介して、ウエハステージ10の位置
決め動作を制御する。尚、図1には示していないが、レ
チクル側にもウエハ側と全く同じ干渉計システムが設け
られている。
The rotation angle of the wafer stage 10 is measured based on the difference between the measured values of the two X-axis laser interferometers. The information of the X coordinate, the Y coordinate, and the rotation angle measured by the laser interferometer 12 is stored in the coordinate measuring circuit 12a and the main control system 6.
The main control system 6 controls the positioning operation of the wafer stage 10 via the driving device 13 while monitoring the supplied coordinates. Although not shown in FIG. 1, the same interferometer system as that on the wafer side is provided on the reticle side.

【0020】本実施の形態の投影光学系7には、結像特
性制御装置14が装着されている。結像特性制御装置1
4は、例えば投影光学系7を構成するレンズ群の内の所
定のレンズ群の間隔を調整するか、又は所定のレンズ群
の間のレンズ室内の気体の圧力を調整することにより、
投影光学系7の投影倍率、歪曲収差の調整を行う。結像
特性制御装置14の動作も主制御系6により制御されて
いる。
The projection optical system 7 of this embodiment is provided with an imaging characteristic control device 14. Imaging characteristic control device 1
4 is, for example, by adjusting the interval between predetermined lens groups of the lens groups constituting the projection optical system 7, or by adjusting the pressure of gas in the lens chamber between the predetermined lens groups.
The projection magnification and distortion of the projection optical system 7 are adjusted. The operation of the imaging characteristic control device 14 is also controlled by the main control system 6.

【0021】本実施の形態では、投影光学系7の側面に
オフ・アクシスのアライメント系15が配置され、この
アライメント系15において、光源16からの照明光が
コリメータレンズ17、ビームスプリッタ18、ミラー
19及び対物レンズ20を介してウエハ8上のアライメ
ントマーク29の近傍に照射される。この場合、対物レ
ンズ20の検出中心20aと投影光学系7を介したレチ
クル中心との間隔であるベースライン量が予め計測され
ている。そして、アライメントマーク29からの反射光
が、対物レンズ20、ミラー19、ビームスプリッタ1
8及び集光レンズ21を介して指標板22上に照射さ
れ、指標板22上にアライメントマーク29の像が結像
される。
In the present embodiment, an off-axis alignment system 15 is arranged on the side of the projection optical system 7, and in this alignment system 15, illumination light from a light source 16 is collimated by a collimator lens 17, a beam splitter 18, and a mirror 19. Then, the light is irradiated to the vicinity of the alignment mark 29 on the wafer 8 via the objective lens 20. In this case, the baseline amount, which is the distance between the detection center 20a of the objective lens 20 and the center of the reticle via the projection optical system 7, is measured in advance. Then, the reflected light from the alignment mark 29 is transmitted to the objective lens 20, the mirror 19, the beam splitter 1
The light is irradiated onto the index plate 22 via the focusing lens 8 and the condenser lens 21, and an image of the alignment mark 29 is formed on the index plate 22.

【0022】指標板22を透過した光が、第1リレーレ
ンズ23を経てビームスプリッタ24に向かい、ビーム
スプリッタ24を透過した光が、X軸用第2リレーレン
ズ25Xにより2次元CCDよりなるX軸用撮像素子2
6Xの撮像面上に集束され、ビームスプリツタ24で反
射された光が、Y軸用第2リレーレンズ25Yにより2
次元CCDよりなるY軸用撮像素子26Yの撮像面上に
集束される。撮像素子26X及び26Yの撮像面上には
それぞれアライメントマーク19の像及び指標板22上
の指標マークの像が重ねて結像される。撮像素子26X
及び26Yの撮像信号は共に座標位置計測回路12aに
供給される。
The light transmitted through the index plate 22 is directed to the beam splitter 24 via the first relay lens 23, and the light transmitted through the beam splitter 24 is converted by the second relay lens 25X for X-axis into an X-axis formed by a two-dimensional CCD. Image sensor 2
The light converged on the 6X imaging surface and reflected by the beam splitter 24 is reflected by the second relay lens 25Y for Y-axis.
It is focused on the imaging surface of a Y-axis imaging device 26Y composed of a dimensional CCD. On the imaging surfaces of the imaging elements 26X and 26Y, an image of the alignment mark 19 and an image of the index mark on the index plate 22 are formed so as to overlap each other. Image sensor 26X
26Y are supplied to the coordinate position measuring circuit 12a.

【0023】図2は図1の指標板22上のパターンを示
し、この図2において、中央部に十字形のアライメント
マーク29の像29Pが結像され、この像29Pの直交
する直線パターン像29XP及び29YPに垂直なXP
方向及びYP方向が、それぞれ図1のウエハステージ1
0のステージ座標系のX方向及びY方向と共役になって
いる。そして、アライメントマーク像29PをXP方向
に挟むように2個の指標マーク31A及び31Bが形成
され、アライメントマーク像29PをYP方向に挟むよ
うに2個の指標マーク32A及び32Bが形成されてい
る。
FIG. 2 shows a pattern on the index plate 22 shown in FIG. 1. In FIG. 2, an image 29P of a cross-shaped alignment mark 29 is formed at the center, and an orthogonal linear pattern image 29XP of this image 29P is formed. And XP perpendicular to 29YP
Direction and the YP direction are respectively the wafer stage 1 of FIG.
0 is conjugate to the X and Y directions of the stage coordinate system. Then, two index marks 31A and 31B are formed so as to sandwich the alignment mark image 29P in the XP direction, and two index marks 32A and 32B are formed so as to sandwich the alignment mark image 29P in the YP direction.

【0024】この場合、XP方向で指標マーク31A,
31B及び直線パターン像29XPを囲む検出領域33
X内の像が図2のX軸用撮像素子26Xで撮像され、Y
P方向で指標マーク32A,32B及び直線パターン像
29YPを囲む検出領域33Y内の像が図1のY軸用撮
像素子26Yで撮像される。更に、撮像素子26X及び
26Yの各画素から光電変換信号を読み取る際の走査方
向はそれぞれXP方向及びYP方向に設定され、撮像素
子26及び26Yの撮像信号を処理することにより、ア
ライメントマーク像29Pと指標マーク31A、31B
及び32A、32BとのXP方向及びYP方向の位置ず
れ量を求めることができる。従って、図1において、座
標計測回路12aは、ウエハ8上のアライメントマーク
29の像と指標板22上の指標マークとの位置関係及び
そのときのレーザ干渉計12の計測結果より、そのアラ
イメントマーク29のステージ座標系(X、Y)上での
座標を求め、このように計測された座標値を主制御系6
に供給する。
In this case, in the XP direction, the index marks 31A,
Detection area 33 surrounding 31B and linear pattern image 29XP
The image in X is picked up by the X-axis image sensor 26X in FIG.
An image in the detection area 33Y surrounding the index marks 32A and 32B and the linear pattern image 29YP in the P direction is picked up by the Y-axis image sensor 26Y in FIG. Further, the scanning direction when reading the photoelectric conversion signal from each pixel of the imaging elements 26X and 26Y is set to the XP direction and the YP direction, respectively, and by processing the imaging signals of the imaging elements 26 and 26Y, the alignment mark image 29P and Index marks 31A, 31B
, 32A, and 32B in the XP direction and the YP direction. Therefore, in FIG. 1, the coordinate measuring circuit 12a determines the alignment mark 29 based on the positional relationship between the image of the alignment mark 29 on the wafer 8 and the index mark on the index plate 22 and the measurement result of the laser interferometer 12 at that time. Are determined on the stage coordinate system (X, Y), and the coordinate values measured in this way are
To supply.

【0025】ところで、ウエハ8上の複数(3個以上)
のアライメントマーク29の位置が測定できれば、EG
A方式により、ウエハの姿勢をもとめることができ、そ
れに基づき、ウエハ8上の全ての回路パターンの姿勢
(位置)を精度良く推定することができる。かかるEG
A方式は、例えば特開平6−275496号公報に詳細
に開示されているため、その説明は省略する。
By the way, a plurality (three or more) on the wafer 8
If the position of the alignment mark 29 can be measured, EG
By the A method, the attitude of the wafer can be obtained, and the attitude (position) of all the circuit patterns on the wafer 8 can be accurately estimated based on the attitude. Such EG
The method A is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-275496, and the description thereof is omitted.

【0026】ここで、EGA方式を適用するためには、
複数のアライメントマーク29の位置を検出する必要が
ある。図3は、本実施の形態にかかる、複数のアライメ
ントマーク29の位置測定を示すフローチャートであ
る。
Here, in order to apply the EGA system,
It is necessary to detect the positions of the plurality of alignment marks 29. FIG. 3 is a flowchart showing the position measurement of the plurality of alignment marks 29 according to the present embodiment.

【0027】まず、アライメントマーク29の位置算出
と、ステージ移動とを並行して行うよう予め処理設定さ
れているものとする。図3において、ステップS101
において、まず1つ目のアライメントマークの位置測定
が行われる。より具体的には、図1のアライメント系1
5により、アライメントマーク29に検出光を照射し、
その反射光を受光して、かかる反射光に基づきマーク位
置の算出を開始する。そして、マーク位置の算出結果を
待たず、直ちにウエハステージ10を移動させ、次のア
ライメントマーク29に検出光が照射されるようにす
る。
First, it is assumed that the processing has been set in advance so that the position calculation of the alignment mark 29 and the stage movement are performed in parallel. In FIG. 3, step S101
First, the position of the first alignment mark is measured. More specifically, the alignment system 1 shown in FIG.
5 irradiates the alignment mark 29 with detection light,
The reflected light is received, and the calculation of the mark position is started based on the reflected light. Then, the wafer stage 10 is immediately moved without waiting for the calculation result of the mark position, so that the next alignment mark 29 is irradiated with the detection light.

【0028】更に、ステップS102において、マーク
位置の算出結果が妥当か否か判断される。マーク位置の
算出においてエラーが生じ、その結果が妥当でなけれ
ば、ステップS103において、その回数をカウントす
る。続くステップS104において、かかるカウント数
Nがしきい値Sを超えたか否か判断される。
Further, in step S102, it is determined whether or not the calculation result of the mark position is appropriate. If an error occurs in the calculation of the mark position and the result is not appropriate, the number is counted in step S103. In the following step S104, it is determined whether or not the count number N has exceeded the threshold value S.

【0029】なお、しきい値Sは、実験結果あるいは経
験により、エラー回数がS回生じたならば、以降の算出
においてもエラーが相当数予測されるものとして決定さ
れる。
The threshold value S is determined based on experimental results or experience assuming that if errors occur S times, a considerable number of errors are predicted in subsequent calculations.

【0030】ステップS104において、エラーのカウ
ント数Nがしきい値Sを超えたと判断されれば、ステッ
プS105において、アライメントマーク29の位置算
出の終了後に、ステージ移動(マーク間移動)を行うよ
う処理内容を変更する。更に、ステップS106におい
て、エラー回数Nを−999に設定する。こうすること
により、一旦ステップS105を通過した後は、実質的
に再度ステップS105を通過することはない。
If it is determined in step S104 that the error count number N has exceeded the threshold value S, in step S105, after the position calculation of the alignment mark 29 is completed, the stage is moved (moved between marks). Change the content. Further, in step S106, the number of errors N is set to -999. By doing so, after once passing through step S105, it does not substantially pass through step S105 again.

【0031】一方、ステップS106に引き続き、又は
ステップS104において、エラーのカウント数Nがし
きい値Sを超えないと判断されれば、ステップS104
に引き続いて、ステップS107において、マーク位置
の算出結果が妥当でないアライメントマークの位置に戻
るように、ウエハステージ10を移動させる。
On the other hand, if it is determined that the error count number N does not exceed the threshold value S after step S106 or in step S104, the process proceeds to step S104.
Subsequently, in step S107, the wafer stage 10 is moved so that the calculation result of the mark position returns to the position of the invalid alignment mark.

【0032】マーク算出においてエラーが生じた原因の
多くは、検出光の反射光が不適切であったためと考えら
れる。そこで、検出光の光量を増大したり、検出光を走
査する範囲を拡大することにより、アライメントマーク
の検出条件を変更すれば、適切な反射光が受光される可
能性が増大する。このように検出条件を変更した後、再
びステップS101に戻り、再度マークの位置測定が行
われる。
It is considered that many of the causes of errors in the mark calculation are due to inappropriate detection light reflected light. Therefore, if the detection condition of the alignment mark is changed by increasing the light amount of the detection light or expanding the scanning range of the detection light, the possibility of receiving appropriate reflected light increases. After changing the detection conditions in this way, the process returns to step S101 again, and the position of the mark is measured again.

【0033】ステップS102において、マーク位置算
出ができれば、ステップS108において、全てのマー
クの位置測定は終了したか判断される。ここで、全ての
マークの位置測定がまだ終了していないと判断されれ
ば、ステップS109において、次のマークの位置測定
が行われ、続くステップS102から始まる一連の処理
フローが同様に実行される。一方、ステップS108に
おいて、全てのマークの位置測定がまだ終了していない
と判断されれば、処理は終了する。
If the mark position can be calculated in step S102, it is determined in step S108 whether the position measurement of all marks has been completed. Here, if it is determined that the position measurement of all the marks has not been completed, the position measurement of the next mark is performed in step S109, and a series of processing flow starting from the subsequent step S102 is similarly executed. . On the other hand, if it is determined in step S108 that the position measurements of all the marks have not been completed, the process ends.

【0034】このように、本実施の形態によれば、アラ
イメントマーク位置算出においてエラーが生じた場合、
エラー回数に基づき、ステップS105に示すように処
理内容を変更するようにしたので、エラーが多い場合に
は、マーク位置算出終了後にステージ移動を行うように
し、測定に必要なステージの移動回数を減少させること
ができる。一方、エラーが少ない場合には、マーク位置
の算出とステージの移動とを並行して行え、それにより
ウエハ位置合わせの迅速化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, when an error occurs in the alignment mark position calculation,
Since the processing content is changed based on the number of errors as shown in step S105, when there are many errors, the stage is moved after the calculation of the mark position is completed, and the number of stages of the stage required for measurement is reduced. Can be done. On the other hand, when the number of errors is small, the calculation of the mark position and the movement of the stage can be performed in parallel, thereby speeding up the wafer alignment.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の位置合わせ
方法によれば、算出ステップが繰り返されたときに、位
置合わせマークの位置が算出できなかった算出ステップ
の回数をカウントするステップと、カウントされた回数
が所定回数を超えたときに、算出ステップと並行して行
っていた相対移動ステップを、算出ステップ終了後に行
うように変更するステップとを有するので、位置合わせ
マークの算出においてエラーが所定回数生じたときに
は、以降もエラーの生じる可能性が高いとして、算出ス
テップと相対移動ステップとを並行に行うことを中止
し、かつ算出ステップ終了後に相対移動ステップを行う
ようにし、それにより位置合わせを無駄なく行えるよう
になっている。
As described above, according to the alignment method of the present invention, when the calculation step is repeated, the step of counting the number of calculation steps in which the position of the alignment mark could not be calculated, When the counted number exceeds a predetermined number, the relative movement step performed in parallel with the calculation step is changed to be performed after the calculation step. When the predetermined number of times has occurred, it is determined that there is a high possibility that an error will occur in the future, so that the calculation step and the relative movement step are stopped in parallel, and the relative movement step is performed after the calculation step is completed. Can be performed without waste.

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

【図1】本実施の形態による露光装置を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an exposure apparatus according to the present embodiment.

【図2】図1の指標板22上のパターンを示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing a pattern on an index plate 22 of FIG. 1;

【図3】本実施の形態にかかる、複数のアライメントマ
ーク29の位置測定を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing position measurement of a plurality of alignment marks 29 according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7………投影光学系 8………ウエハ 10………ウエハステージ 11………移動ミラー 12………レーザ干渉計 12a………座標計測回路 14………結像特性制御装置 15………アライメント系 16………光源 17………コリメータレンズ 18………ビームスプリッタ 19………ミラー 20………対物レンズ 22………指標板 29………アライメントマーク 7 Projection optical system 8 Wafer 10 Wafer stage 11 Moving mirror 12 Laser interferometer 12a Coordinate measurement circuit 14 Image forming characteristic control device 15 Alignment system 16 Light source 17 Collimator lens 18 Beam splitter 19 Mirror 20 Objective lens 22 Index plate 29 Alignment mark

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された複数の位置合わせマ
ークの位置を順次、光学的に検出することに基づき、前
記基板の位置合わせを行う位置合わせ方法において、 前記複数の位置合わせマークの一つに検出光を照射する
ステップと、 前記位置合わせマークより反射した検出光を受光するス
テップと、 前記受光した検出光に基づき、前記位置合わせマークの
位置を算出するステップと、 前記算出ステップと並行して、前記検出光と前記基板と
を相対移動させることにより、別の位置合わせマークに
前記検出光が照射されるようにするステップと、 前記算出ステップが繰り返されたときに、位置合わせマ
ークの位置が算出できなかった算出ステップの回数をカ
ウントするステップと、 前記カウントされた回数が所定回数を超えたときに、前
記算出ステップと並行して行っていた前記相対移動ステ
ップを、前記算出ステップ終了後に行うように変更する
ステップとを有することを特徴とする位置合わせ方法。
1. An alignment method for aligning a substrate based on sequentially and optically detecting the positions of a plurality of alignment marks formed on a substrate, wherein: Irradiating detection light reflected from the alignment mark, receiving the detection light reflected from the alignment mark, calculating the position of the alignment mark based on the received detection light, And causing the detection light to irradiate another alignment mark with the detection light by moving the detection light and the substrate relative to each other. A step of counting the number of calculation steps in which the position could not be calculated; and when the counted number exceeds a predetermined number, Changing the relative movement step performed in parallel with the calculation step to be performed after the calculation step ends.
【請求項2】 前記算出ステップにおいて、位置合わせ
マークの位置が算出できなかった場合には、位置の算出
できなかった位置合わせマークに再度前記検出光が照射
されるように前記検出光と前記基板とを相対移動させる
ステップと、 検出条件を変更して、前記位置の算出できなかった位置
合わせマークに検出光を照射するステップと、 前記位置の算出できなかった位置合わせマークより反射
した検出光を再度受光し、前記受光した検出光に基づ
き、前記位置合わせマークの位置を再度算出するステッ
プとを更に有することを特徴とする請求項1記載の位置
合わせ方法。
2. The method according to claim 1, wherein, in the calculating step, when the position of the alignment mark cannot be calculated, the detection light and the substrate are irradiated again so that the detection light is irradiated onto the alignment mark whose position could not be calculated. Relative detecting the position, changing the detection conditions, irradiating the alignment mark whose position could not be calculated with detection light, and detecting the detection light reflected from the alignment mark whose position could not be calculated. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of receiving light again, and calculating the position of the alignment mark again based on the received detection light.
【請求項3】 前記検出条件は、前記検出光の光量を増
大させることにより変更されることを特徴とする請求項
2記載の位置合わせ方法。
3. The alignment method according to claim 2, wherein the detection condition is changed by increasing a light amount of the detection light.
【請求項4】 前記検出条件は、前記検出光の照射範囲
を拡大させることにより変更されることを特徴とする請
求項2記載の位置合わせ方法。
4. The alignment method according to claim 2, wherein the detection condition is changed by expanding an irradiation range of the detection light.
JP9203919A 1997-07-15 1997-07-15 Aligning method Withdrawn JPH1140488A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283242A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Canon Inc Exposure device and method of manufacturing the device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283242A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Canon Inc Exposure device and method of manufacturing the device

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