JPS6232614A - 精度検査方法及び該検査機能を有する露光装置 - Google Patents
精度検査方法及び該検査機能を有する露光装置Info
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- JPS6232614A JPS6232614A JP60171419A JP17141985A JPS6232614A JP S6232614 A JPS6232614 A JP S6232614A JP 60171419 A JP60171419 A JP 60171419A JP 17141985 A JP17141985 A JP 17141985A JP S6232614 A JPS6232614 A JP S6232614A
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- mark
- stage
- marks
- accuracy
- photosensitive substrate
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明はマスクやレチクル等のパターン像を感光性基板
上にステップ・アンド・リピート方式で転写するための
露光装置、所謂ステッパーにおいて、その位置合わせ精
度を自己診断（セルフ・チェック）する機能を持たせた
装置に関する。
上にステップ・アンド・リピート方式で転写するための
露光装置、所謂ステッパーにおいて、その位置合わせ精
度を自己診断（セルフ・チェック）する機能を持たせた
装置に関する。
（発明の背景）
近年、超ＬＳＩの製造ラインでは多数の縮小投影型露光
装置、所謂ステッパーが使われている。
装置、所謂ステッパーが使われている。
ステッパーの役割はシリコンのウェハ上の定められた位
置に、定められた線幅のレジストパターンを作成するこ
とである。この「定められた位置」を実現する為には高
精度の位置合わせ技術が必要とされ、また「定められた
線幅」を実現する為には、高解像の縮小投影レンズが必
要とされる。ステッパーの場合、位置合わせに関する要
素として、投影光学系の露光フィールド（ショット）内
の座標系に対する露光像の位置合わせと、ウェノ・ステ
ージのステップ送り機構、及びアライメント系により形
成されるショット（チップ）配列の座標系に対する露光
像の位置合わせとに大別できる。露光フィールド内の座
標系に対する像の位置合わせ誤差としては、投影光学系
の倍率誤差、光学系のディストーション（像歪み）、及
びレチクル装着時の回転誤差等が要因となっている。ま
たチップ配列の座標系に対する位置合わせ誤差としては
、ステージのステッピング誤差、アライメント誤差、ウ
ェハステージの回転誤差等が要因であり、さらにウェハ
をグローバルアライメントする場合は、ステージのスケ
ーリング誤差、直交度、真直度等の誤差も含まれる。い
ずれの位置合わせ誤差も、ウェー・上に複数の層を重ね
合わせて形成するための重ね合わせ露光の精度を低下さ
せる原因となる。
置に、定められた線幅のレジストパターンを作成するこ
とである。この「定められた位置」を実現する為には高
精度の位置合わせ技術が必要とされ、また「定められた
線幅」を実現する為には、高解像の縮小投影レンズが必
要とされる。ステッパーの場合、位置合わせに関する要
素として、投影光学系の露光フィールド（ショット）内
の座標系に対する露光像の位置合わせと、ウェノ・ステ
ージのステップ送り機構、及びアライメント系により形
成されるショット（チップ）配列の座標系に対する露光
像の位置合わせとに大別できる。露光フィールド内の座
標系に対する像の位置合わせ誤差としては、投影光学系
の倍率誤差、光学系のディストーション（像歪み）、及
びレチクル装着時の回転誤差等が要因となっている。ま
たチップ配列の座標系に対する位置合わせ誤差としては
、ステージのステッピング誤差、アライメント誤差、ウ
ェハステージの回転誤差等が要因であり、さらにウェハ
をグローバルアライメントする場合は、ステージのスケ
ーリング誤差、直交度、真直度等の誤差も含まれる。い
ずれの位置合わせ誤差も、ウェー・上に複数の層を重ね
合わせて形成するための重ね合わせ露光の精度を低下さ
せる原因となる。
そこで従来は、露光装置の重ね合わせ精度を検査するた
めに、実際の回路パターン、又は基準マークを有する２
枚のレチクルを用いて、ためし焼き用のウェハ上に重ね
合わせ露光を行ない、そのウェハを現像した後、ウェハ
上に残存したレジストパターンを別の高精度な検査装置
、（線幅測定装置等）を使って測定し、重ね合わゼ精度
を求めていた。この場合、高精度な検査装置の使用が必
須である。このような検査装置は高価でおり、ステッパ
ーのような製造装置とはちがって、常時稼動させるもの
でもない。ｌ−かしながら、ステッパーを用いた半導体
素子の製造ラインを作る場合は、そのラインに付属して
検査装置が必要となり、コスト高になっていた。さらに
検査装置で測定された重ね合わせ誤差に基づいて、重ね
合わせ露光時の精度を管理しようとする場合も、はなは
だわずられしくなくなり、ステッパーのみならず、検査
装置の精度も管理しなければならなかった。このため、
より簡単に検査する方法が望まれていた。
めに、実際の回路パターン、又は基準マークを有する２
枚のレチクルを用いて、ためし焼き用のウェハ上に重ね
合わせ露光を行ない、そのウェハを現像した後、ウェハ
上に残存したレジストパターンを別の高精度な検査装置
、（線幅測定装置等）を使って測定し、重ね合わゼ精度
を求めていた。この場合、高精度な検査装置の使用が必
須である。このような検査装置は高価でおり、ステッパ
ーのような製造装置とはちがって、常時稼動させるもの
でもない。ｌ−かしながら、ステッパーを用いた半導体
素子の製造ラインを作る場合は、そのラインに付属して
検査装置が必要となり、コスト高になっていた。さらに
検査装置で測定された重ね合わせ誤差に基づいて、重ね
合わせ露光時の精度を管理しようとする場合も、はなは
だわずられしくなくなり、ステッパーのみならず、検査
装置の精度も管理しなければならなかった。このため、
より簡単に検査する方法が望まれていた。
さらに、ためし焼きによる重ね合わせ露光の際に、２枚
のレチクル全必要とし、２枚のレチクルの夫々に形成さ
れたパターン（基準マーク等）同志の配置誤差や線幅の
誤差、及びレチクル交換に伴なうレチクルアライメント
誤差等が重ね合わせ精度に含まれてしまうため、露光装
置自身の重ね合わせ精度が正確に検査できないといった
欠点もあった。
のレチクル全必要とし、２枚のレチクルの夫々に形成さ
れたパターン（基準マーク等）同志の配置誤差や線幅の
誤差、及びレチクル交換に伴なうレチクルアライメント
誤差等が重ね合わせ精度に含まれてしまうため、露光装
置自身の重ね合わせ精度が正確に検査できないといった
欠点もあった。
（発明の目的）
本発明は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置
の重ね合わせ精度、すなわち位置合わせ精度やステッピ
ング精度をその露光装置自身が備えている位置合わせ用
のセンサーのみを用いて容易に測定する方法、所謂セル
フ・チェック機能を備えた露光装置を得ることを目的と
する。
の重ね合わせ精度、すなわち位置合わせ精度やステッピ
ング精度をその露光装置自身が備えている位置合わせ用
のセンサーのみを用いて容易に測定する方法、所謂セル
フ・チェック機能を備えた露光装置を得ることを目的と
する。
（発明の概要）
本発明は、２次元移動可能なステージ（３）と、そのス
テージ上に保持された感光基板（ウェハＷＡ）に形成さ
れたアライメント用のマークを検出するアライメントセ
ンサー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系）とを備え、マス
クのパターン像をウェハＷＡ上の所望位置に位置決めし
て露光する装置（ステツバ−）において、 前記マークをウェノ・ＷＡ上に形成するための原画パタ
ーン（パターン領域ＰＡ）を有するマスク（レチクルＲ
１）ｔ−保持する保持手段（レチクルホルダ）と、パタ
ーン領域ＰＡの像をウエノＭＡに露光して第１のマーク
（ＫＸｌ、ＫＹＩ、ＭＸ、ＭＹ）を形成する第１露光制
御手段（ステップ１００）と、その第１マーク（ＭＸ、
ＭＹ）をアライメントセンサー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−Ｌ
ＳＡ系）で検出することにより、第１露光制御手段（ス
テップ１００）による被露光位置を検出する検出手段（
ステップパターン領域ＰＡＯ像とウエノ・ＷＡとを相対
的にずらして重ね合わせ露光し、ウニ・・ＷＡ上に第２
のマーク（ＫＸ２、ＫＹ２）を形成する第２露光制御手
段（ステップ１０３，１０４）と、アライメントセンサ
ー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系）と共同して第１マー
ク（ＫＸｌ、ＫＹＩ ）と第２マーク（ＫＸ２、ＫＹ２
）の間隔（ΔＸ′、Δｙ’ ＞を計測する間隔測定手
段（ステップ１０６）と、その間隔（ΔＸ°、Δｙ’）
と前記のずらしｔ（ΔＸ、Δｙ）ととの差を位置合わせ
精度として検出する精度検出手段（ステップ１０７）と
を設けることを技術的要点としている。
テージ上に保持された感光基板（ウェハＷＡ）に形成さ
れたアライメント用のマークを検出するアライメントセ
ンサー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系）とを備え、マス
クのパターン像をウェハＷＡ上の所望位置に位置決めし
て露光する装置（ステツバ−）において、 前記マークをウェノ・ＷＡ上に形成するための原画パタ
ーン（パターン領域ＰＡ）を有するマスク（レチクルＲ
１）ｔ−保持する保持手段（レチクルホルダ）と、パタ
ーン領域ＰＡの像をウエノＭＡに露光して第１のマーク
（ＫＸｌ、ＫＹＩ、ＭＸ、ＭＹ）を形成する第１露光制
御手段（ステップ１００）と、その第１マーク（ＭＸ、
ＭＹ）をアライメントセンサー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−Ｌ
ＳＡ系）で検出することにより、第１露光制御手段（ス
テップ１００）による被露光位置を検出する検出手段（
ステップパターン領域ＰＡＯ像とウエノ・ＷＡとを相対
的にずらして重ね合わせ露光し、ウニ・・ＷＡ上に第２
のマーク（ＫＸ２、ＫＹ２）を形成する第２露光制御手
段（ステップ１０３，１０４）と、アライメントセンサ
ー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系）と共同して第１マー
ク（ＫＸｌ、ＫＹＩ ）と第２マーク（ＫＸ２、ＫＹ２
）の間隔（ΔＸ′、Δｙ’ ＞を計測する間隔測定手
段（ステップ１０６）と、その間隔（ΔＸ°、Δｙ’）
と前記のずらしｔ（ΔＸ、Δｙ）ととの差を位置合わせ
精度として検出する精度検出手段（ステップ１０７）と
を設けることを技術的要点としている。
さらに本発明は、上記ステージとアライメントセンサー
とを備え、マスクのパターン像をウニ・・ＷＡ上の所望
位置に順次位置決めして露光する装置において、 上記のレチクルホルダと、前記ステージをステッピング
させて原画パターンの像をウェノ・ＷＡ上の設計位置に
順次露光し、第１のマーク（ＫＸＩ、ＫＸ２）を形成す
る第１露光制御手段（ステップ１１０）と、前記ステー
ジをステッピングさせて前記設計位置に対して予め定め
られた量（ΔＸ。
とを備え、マスクのパターン像をウニ・・ＷＡ上の所望
位置に順次位置決めして露光する装置において、 上記のレチクルホルダと、前記ステージをステッピング
させて原画パターンの像をウェノ・ＷＡ上の設計位置に
順次露光し、第１のマーク（ＫＸＩ、ＫＸ２）を形成す
る第１露光制御手段（ステップ１１０）と、前記ステー
ジをステッピングさせて前記設計位置に対して予め定め
られた量（ΔＸ。
Δｙ）だけ、レチクルの原画パターン像とウニ・・ＷＡ
とを相対的にずらした位置に、順次再露光し、ウェハＷ
Ａ上に第２のマーク（ＫＸ２、ＫＹ２）を形成する第２
露°光制御手段（ステップ１１１，１１２）と、アライ
メントセンサー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系）と共同
して第１マークと第２マークの間隔（ΔＸ′、Δｙ’）
を計測する間隔測定手段（ステップ１１４）と、その間
隔（ΔＸ′、Δｙ’ ）とすらし量（ΔＸ、Δｙ）との
差を、ステージ単体の位置合わせ精度として検出する精
度検出手段（ステップ１１５）とを設けることを技術的
要点としている。
とを相対的にずらした位置に、順次再露光し、ウェハＷ
Ａ上に第２のマーク（ＫＸ２、ＫＹ２）を形成する第２
露°光制御手段（ステップ１１１，１１２）と、アライ
メントセンサー（Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系）と共同
して第１マークと第２マークの間隔（ΔＸ′、Δｙ’）
を計測する間隔測定手段（ステップ１１４）と、その間
隔（ΔＸ′、Δｙ’ ）とすらし量（ΔＸ、Δｙ）との
差を、ステージ単体の位置合わせ精度として検出する精
度検出手段（ステップ１１５）とを設けることを技術的
要点としている。
（実施例）
第１図は本発明の実施例によるチェック方法の手順を模
式的に示すフローチャート図であり、第２図はその方法
を実施するのに好適な縮小投影を露光装置（ステッパー
）の概略的な構成を示す斜視図、第３図はそのステッパ
ーのアライメントセンサーのウニへ面（投影レンズの結
像平面）上での配置を示す平面図である。
式的に示すフローチャート図であり、第２図はその方法
を実施するのに好適な縮小投影を露光装置（ステッパー
）の概略的な構成を示す斜視図、第３図はそのステッパ
ーのアライメントセンサーのウニへ面（投影レンズの結
像平面）上での配置を示す平面図である。
まず第２図を用いて本実施例のステッパーの構成を説明
する。
する。
投影原版となるレチクルＲは、その投影中心が投影レン
ズ１の光軸を通るように位置決めされて、不図示のレチ
クルホルダ上に装着される。投影レンズ１はレチクルＲ
に描かれた回路パターン像を１１５、又は１／１ｏに縮
小して、ウェハＷＡ上に投影する。ウェハホルダー２は
ウェハＷＡを真空吸着するとともにＸ方向とＸ方向に２
次元移動するステージ３に対して微小回転可能に設けら
れている。またステージ３のＸ方向の移動はモータ５の
駆動によって行なわれ、Ｘ方向の移動はモータ６の駆動
によって行なわれる。ステージ３の直交する２辺には、
反射平面がＸ方向に伸びた反射ミラー７と、反射平面が
Ｘ方向に伸びた反射ミラー８とが各々固設されている。
ズ１の光軸を通るように位置決めされて、不図示のレチ
クルホルダ上に装着される。投影レンズ１はレチクルＲ
に描かれた回路パターン像を１１５、又は１／１ｏに縮
小して、ウェハＷＡ上に投影する。ウェハホルダー２は
ウェハＷＡを真空吸着するとともにＸ方向とＸ方向に２
次元移動するステージ３に対して微小回転可能に設けら
れている。またステージ３のＸ方向の移動はモータ５の
駆動によって行なわれ、Ｘ方向の移動はモータ６の駆動
によって行なわれる。ステージ３の直交する２辺には、
反射平面がＸ方向に伸びた反射ミラー７と、反射平面が
Ｘ方向に伸びた反射ミラー８とが各々固設されている。
レーザ光波干渉測長器（以下単にレーザ干渉計と呼ぶ）
９は反射ミラー８にレーザ光を投影して、ステージ３の
Ｘ方向の位置（又は移動量）を検出し、レーザ干渉計１
０は反射ミラー７にレーザ光を投影して、ステージ３の
Ｘ方向の位置（又は移動量）を検出する。
９は反射ミラー８にレーザ光を投影して、ステージ３の
Ｘ方向の位置（又は移動量）を検出し、レーザ干渉計１
０は反射ミラー７にレーザ光を投影して、ステージ３の
Ｘ方向の位置（又は移動量）を検出する。
投影レンズ１の側方には、ウェハＷＡ上の位置合わせ用
のマークを検出（又は観察）するためＫ、オフアクシス
゛方式のウェハアライメント顕微鏡（以下、ＷＡＭと呼
ぶ）２０．２１が設けられている。尚、ＷＡＭ２１は第
１図では投影レンズｌの後にあり、図示されていない。
のマークを検出（又は観察）するためＫ、オフアクシス
゛方式のウェハアライメント顕微鏡（以下、ＷＡＭと呼
ぶ）２０．２１が設けられている。尚、ＷＡＭ２１は第
１図では投影レンズｌの後にあり、図示されていない。
ＷＡＭ２０，２１はそれぞれ投影レンズ１の光軸ＡＸと
平行な光軸を有し、Ｘ方向に細長く伸びた帯状のレーザ
スポット光ＹＳＰ、 θＳＰをウェノ・ＷＡ上に結像
する。
平行な光軸を有し、Ｘ方向に細長く伸びた帯状のレーザ
スポット光ＹＳＰ、 θＳＰをウェノ・ＷＡ上に結像
する。
（スポット光ＹＳＰは第１図では図示せず。）これらの
スポット光ＹＳＰ、＃ＳＰはウェノ・ＷＡ上の感光剤（
フォトレジスト）を感光させない波長の光であり、本実
施例では微小な振幅でＸ方向に振動している。そしてＷ
ＡＭ２０．２１はマークからの散乱光や回折光を受光す
る光電素子と、その光電信号をスポット光の振動周期で
同期整流する回路とを有し、スポット光θ５ｐ（ｙｓｐ
）のＸ方向の振動中心に対するマークのＸ方向のずれ量
に応じたアライメント信号を出力する。従ってＷＡＭ２
０．２１は所謂スポット光振動走査型の光電顕微鏡と同
等の構成のものである。
スポット光ＹＳＰ、＃ＳＰはウェノ・ＷＡ上の感光剤（
フォトレジスト）を感光させない波長の光であり、本実
施例では微小な振幅でＸ方向に振動している。そしてＷ
ＡＭ２０．２１はマークからの散乱光や回折光を受光す
る光電素子と、その光電信号をスポット光の振動周期で
同期整流する回路とを有し、スポット光θ５ｐ（ｙｓｐ
）のＸ方向の振動中心に対するマークのＸ方向のずれ量
に応じたアライメント信号を出力する。従ってＷＡＭ２
０．２１は所謂スポット光振動走査型の光電顕微鏡と同
等の構成のものである。
さて、本装置には投影レンズ１を介してウエノ・ＷＡ上
のマークを検出するレーザステップアライメント（以下
ＬＳＡと呼ぶ）光学系が設けられている。不図示のレー
ザ光源から発生して、不図示のエクスバンダー、シリン
ドリカルレンズ等を通ってきたレーザ光束ＬＢはフォト
レジストを感光させない波長の光で、ビームスプリッタ
−３０に入射して２つの光束に分割される。その一方の
レーザ光束はミラー３１で反射され、ビームスプリッタ
−３２を通過して、結像レンズ群３３で、横断面が帯状
のスポット光になるように、収束された後、レチクルＲ
と投影レンズ１との間に回路パターンの投影光路を遮光
しないように配置された第１折り返しミラー３４に入射
する。第１折り返しミラー３４はレーザ光束をレチクル
Ｒに向けての 上方に反射する。そのレーザ光束はレチクルＲ４ｅ下側
に設けられて、レチクルＲの表面と平行な反射平面を有
するミラー３５に入射して、投影レンズ１の入射踵の中
心に向けて反射される。ミラー３５からのレーザ光束は
投影レンズ１によって収束され、ウェハＷＡ上にＸ方向
に細長く伸びた帯状のスポット光ＬＹＳとして結像され
る。スポット光ＬＹＳはウェハＷＡ上でＸ方向に伸びた
回折格子状のマークを相対的にＸ方向に走査して、その
マークの位置を検出するために使われる。スポット光Ｌ
ＹＳがマークを照射すると、マークからは回折光が生じ
る。それら光情報は再び投影レンズ１、ミラー３５、ミ
ラー３４、結像レンズ群３３、及びビームスプリッタ−
３４に戻り、ビームスプリッター３檜で反射されて、集
光レンズと空間フィルターから成る光学素子３６に入射
する。
のマークを検出するレーザステップアライメント（以下
ＬＳＡと呼ぶ）光学系が設けられている。不図示のレー
ザ光源から発生して、不図示のエクスバンダー、シリン
ドリカルレンズ等を通ってきたレーザ光束ＬＢはフォト
レジストを感光させない波長の光で、ビームスプリッタ
−３０に入射して２つの光束に分割される。その一方の
レーザ光束はミラー３１で反射され、ビームスプリッタ
−３２を通過して、結像レンズ群３３で、横断面が帯状
のスポット光になるように、収束された後、レチクルＲ
と投影レンズ１との間に回路パターンの投影光路を遮光
しないように配置された第１折り返しミラー３４に入射
する。第１折り返しミラー３４はレーザ光束をレチクル
Ｒに向けての 上方に反射する。そのレーザ光束はレチクルＲ４ｅ下側
に設けられて、レチクルＲの表面と平行な反射平面を有
するミラー３５に入射して、投影レンズ１の入射踵の中
心に向けて反射される。ミラー３５からのレーザ光束は
投影レンズ１によって収束され、ウェハＷＡ上にＸ方向
に細長く伸びた帯状のスポット光ＬＹＳとして結像され
る。スポット光ＬＹＳはウェハＷＡ上でＸ方向に伸びた
回折格子状のマークを相対的にＸ方向に走査して、その
マークの位置を検出するために使われる。スポット光Ｌ
ＹＳがマークを照射すると、マークからは回折光が生じ
る。それら光情報は再び投影レンズ１、ミラー３５、ミ
ラー３４、結像レンズ群３３、及びビームスプリッタ−
３４に戻り、ビームスプリッター３檜で反射されて、集
光レンズと空間フィルターから成る光学素子３６に入射
する。
この光学素子３６はマークからの回折光（１次回折光や
２次回折光）を透過させ、正反射光（０次光）を遮断し
て、その回折光をミラー３７を介して光電素子３８の受
光面に集光する。光電素子３８は集光した回折光の光量
に応じた光電信号を出力する。以上、ミラー３１、ビー
ムスプリッタ−３２、結像レンズ群３３、ミラー３４．
３５、光学素子３６、ミラー３７、及び光電素子３８は
、ウェハＷＡ上のマークのＸ方向の位置を検出するスル
ーザレンズ方式のアライメント光学系（以下、Ｙ−ＬＳ
Ａ系と呼ぶ）を構成する。
２次回折光）を透過させ、正反射光（０次光）を遮断し
て、その回折光をミラー３７を介して光電素子３８の受
光面に集光する。光電素子３８は集光した回折光の光量
に応じた光電信号を出力する。以上、ミラー３１、ビー
ムスプリッタ−３２、結像レンズ群３３、ミラー３４．
３５、光学素子３６、ミラー３７、及び光電素子３８は
、ウェハＷＡ上のマークのＸ方向の位置を検出するスル
ーザレンズ方式のアライメント光学系（以下、Ｙ−ＬＳ
Ａ系と呼ぶ）を構成する。
一方、ビームスプリッタ−３０で分割された別のレーザ
光束は、ウェノ・ＷＡ上のマークのＸ方向の位置を検出
するスルーザレンズ方式のアライメント光学系（以下、
Ｘ−ＬＳＡ系と呼ぶ）に入射する。Ｘ−ＬＳＡ系はＹ−
ＬＳＡ系と全く同様に、ミーｙ−４１、ビームスプリッ
タ−４２、結像レンズ群４３、ミラー４４．４５、光学
素子４６、ミラー４７、及び光電素子４８から構成され
、ウェハＷＡ上にＸ方向に細長く伸びた帯状のスポット
光ＬＸＳを結像する・ 主制御装置１１１５０は、光電素子３８．４８からの光
電信号、ＷＡＭ２０．２１からのアライメント信号、及
びレーザ干渉計９，１０からの位置情報とを入力して、
位置合せのための各徨演算処理を行なうとともに、モー
タ５，６を駆動するための指令を出力する。この主制御
装＃５０はマイクロコンピュータやミニコンピユータ等
の演算処理部を備えており、その演算処理部には重ね合
わせ精度（位置合わせ精度）を測定するための装置制御
用のソフトウェアや、精度計算用のソフトウェア等が含
まれている。
光束は、ウェノ・ＷＡ上のマークのＸ方向の位置を検出
するスルーザレンズ方式のアライメント光学系（以下、
Ｘ−ＬＳＡ系と呼ぶ）に入射する。Ｘ−ＬＳＡ系はＹ−
ＬＳＡ系と全く同様に、ミーｙ−４１、ビームスプリッ
タ−４２、結像レンズ群４３、ミラー４４．４５、光学
素子４６、ミラー４７、及び光電素子４８から構成され
、ウェハＷＡ上にＸ方向に細長く伸びた帯状のスポット
光ＬＸＳを結像する・ 主制御装置１１１５０は、光電素子３８．４８からの光
電信号、ＷＡＭ２０．２１からのアライメント信号、及
びレーザ干渉計９，１０からの位置情報とを入力して、
位置合せのための各徨演算処理を行なうとともに、モー
タ５，６を駆動するための指令を出力する。この主制御
装＃５０はマイクロコンピュータやミニコンピユータ等
の演算処理部を備えており、その演算処理部には重ね合
わせ精度（位置合わせ精度）を測定するための装置制御
用のソフトウェアや、精度計算用のソフトウェア等が含
まれている。
ＬＳＡ系によるマーク位置検出は、例えば特開昭５９−
１８７２０８号公報に開示されているようなりＣｌ３り
光方式により行なわれる。これは光電素子３８．４８か
らの回折光強度に応じた光電信号を、レーザ干渉計９．
１０からステージ３の単位移動（例えば０．０２ｐｍ）
のたびに出力される測長用のパルスでサンプリングし、
そのサンプリング値（光強度）をメモリに順次記憶する
ことによって行なわれる。そしてメモリに取り込まれた
回折光の強度分布波形のデータから演算によつ−Ｃマー
クの中心位置を検出するものである。この検出方式はス
ポット光ＬＹＳ％ＬＸＳがマークと一致するようにステ
ージ３を位置決め及び停止させる必要はなく、単にマー
クがスポット光ＬＹＳ。
１８７２０８号公報に開示されているようなりＣｌ３り
光方式により行なわれる。これは光電素子３８．４８か
らの回折光強度に応じた光電信号を、レーザ干渉計９．
１０からステージ３の単位移動（例えば０．０２ｐｍ）
のたびに出力される測長用のパルスでサンプリングし、
そのサンプリング値（光強度）をメモリに順次記憶する
ことによって行なわれる。そしてメモリに取り込まれた
回折光の強度分布波形のデータから演算によつ−Ｃマー
クの中心位置を検出するものである。この検出方式はス
ポット光ＬＹＳ％ＬＸＳがマークと一致するようにステ
ージ３を位置決め及び停止させる必要はなく、単にマー
クがスポット光ＬＹＳ。
ＬＸＳによって１度だけ相対走査されるようにステージ
３を移動させるだけで、マークの位置（スポット光とマ
ークとが一致したときのステージ３の位置）が検出でき
る。
３を移動させるだけで、マークの位置（スポット光とマ
ークとが一致したときのステージ３の位置）が検出でき
る。
第３図は上記ＷＡＭ２０．２１と、Ｙ−ＬＳＡ系、Ｘ−
ＬＳＡ系によるスポット光＃ ＳＰ、ＹＳＰ。
ＬＳＡ系によるスポット光＃ ＳＰ、ＹＳＰ。
ＬＹＳ、ＬＸＳの投影レンズ１の結像面（ウエノ・ＷＡ
の表面と同一）における配置関係２示す平面図である。
の表面と同一）における配置関係２示す平面図である。
第３図において、光軸ＡＸを原坐とする座標系ｘｙを定
めたとき、Ｘ軸とｙ軸はそれぞれステージ３の移動方向
を表わす。第３図中、光軸ＡＸを中心とする円形の領域
はイメージフィールドｉｆであり、その内側の矩形の領
域はレチクルＲの有効パターン領域の投影像Ｐ【である
。スポット光ＬＹＳはイメージフィールドｉｆ内で投影
像Ｐｒの外側の位置で、かつＸ軸上に一致するよりに形
成され、スポット光ＬＸＳもイメージフィールドｉｆ内
で投影像Ｐｒの外側の位置で、ｙ軸上に一致するように
形成される。一方、２つのスポット光θｓｐ、ｙｓｐの
倣動中心はＸ軸からｙ方向に距離Ｙｏだけ離れた線分（
Ｘ軸と平行）を上に一致するように、かつそのＸ方向の
間隔ＤｘがウェハＷＡの直径よりも小さな値になるよう
に定められている。本装置ではスポット光θＳｐ、ｙｓ
ｐはｙ軸に対して左右対称に配置されており、主制御装
置５０は光軸ＡＸの投影点に対するスポット光ａｓｐ、
ＹＳＰの各位置に関する情報を記憶している。また主制
御装置５０は、光軸ＡＸの投影点に対するスポット光Ｌ
ＹＳのＸ方向の中心位置（距離ＸＩ）とスポット光ＬＸ
Ｓのｙ方向の中心位置（距離ｙｉ）に関する情報も記憶
している。
めたとき、Ｘ軸とｙ軸はそれぞれステージ３の移動方向
を表わす。第３図中、光軸ＡＸを中心とする円形の領域
はイメージフィールドｉｆであり、その内側の矩形の領
域はレチクルＲの有効パターン領域の投影像Ｐ【である
。スポット光ＬＹＳはイメージフィールドｉｆ内で投影
像Ｐｒの外側の位置で、かつＸ軸上に一致するよりに形
成され、スポット光ＬＸＳもイメージフィールドｉｆ内
で投影像Ｐｒの外側の位置で、ｙ軸上に一致するように
形成される。一方、２つのスポット光θｓｐ、ｙｓｐの
倣動中心はＸ軸からｙ方向に距離Ｙｏだけ離れた線分（
Ｘ軸と平行）を上に一致するように、かつそのＸ方向の
間隔ＤｘがウェハＷＡの直径よりも小さな値になるよう
に定められている。本装置ではスポット光θＳｐ、ｙｓ
ｐはｙ軸に対して左右対称に配置されており、主制御装
置５０は光軸ＡＸの投影点に対するスポット光ａｓｐ、
ＹＳＰの各位置に関する情報を記憶している。また主制
御装置５０は、光軸ＡＸの投影点に対するスポット光Ｌ
ＹＳのＸ方向の中心位置（距離ＸＩ）とスポット光ＬＸ
Ｓのｙ方向の中心位置（距離ｙｉ）に関する情報も記憶
している。
これらの位置情報は、重ね合わせ精度の検査時に、ステ
ージ３の移動位置を制御するための基準値となるもので
ある。
ージ３の移動位置を制御するための基準値となるもので
ある。
次に、第２図に示した装置を用いて、その装置の重ね合
わせ精度をチェックする方法を、第１図を参照して説明
する。第１図のフローチャートの各ステップは主制御装
置５０によって実行される。
わせ精度をチェックする方法を、第１図を参照して説明
する。第１図のフローチャートの各ステップは主制御装
置５０によって実行される。
検査に先立って第１図中に示したようなレチクルＲ１を
用意する。レチクルＲ１のパターン領域ＰＡの中心を原
点として座標系ｘｙを定めたとき、パターン領域ＰＡの
周辺のＸ軸、ｙ軸上の夫々には、ウニ・・ＷＡ上に投影
露光されるような回折格子マークＲＹ、ＲＸが形成され
ている。さらにパターン領域ＰＡの中央部には同様にＸ
軸、ｙ軸上の夫夫に回折格子マークＫＹ、ＫＸが形成さ
れている。
用意する。レチクルＲ１のパターン領域ＰＡの中心を原
点として座標系ｘｙを定めたとき、パターン領域ＰＡの
周辺のＸ軸、ｙ軸上の夫々には、ウニ・・ＷＡ上に投影
露光されるような回折格子マークＲＹ、ＲＸが形成され
ている。さらにパターン領域ＰＡの中央部には同様にＸ
軸、ｙ軸上の夫夫に回折格子マークＫＹ、ＫＸが形成さ
れている。
回折格子マークＫＹ、ＫＸは、マークＲＹ、ＲＸと全く
同じ形状、寸法のものである。このようなレチクルＲ１
ｆ、第１図のようにステッパーのレチクルホルダ（不図
示）に装着し、不図示のレチクルアライメントセンサー
を用いて、パターン領域ＰＡの中心に投影レンズ１の光
軸ＡＸが通るように、レチクルＲ１の位置決めを行なう
。
同じ形状、寸法のものである。このようなレチクルＲ１
ｆ、第１図のようにステッパーのレチクルホルダ（不図
示）に装着し、不図示のレチクルアライメントセンサー
を用いて、パターン領域ＰＡの中心に投影レンズ１の光
軸ＡＸが通るように、レチクルＲ１の位置決めを行なう
。
次にペア・シリコン等の表面にフォトレジストを塗布し
たウェハＷＡｉウェノ１ホルダ２上の所定の位置に真空
吸着し、ステップ１００に示すように、ステップ・アン
ド・リピート方式により、レチクルＲ１のパターン領域
ＰＡ（マークＫＹ、ＫＸ）とマークＲＹ、 ＲＸ との
像をウェハＷＡ上にファースト・プリント（第１層転写
）として露光する。その後、そのウエノ・ＷＡを現像す
ると、ウェハＷＡ上にはパターン領域ＰＡに対応したレ
ジストパターンによる領域Ｐ Ａ’がマトリックス状に
配列して形成される。その１つの領域Ｐ Ａ’ を拡
大してみると、レジストパターンによる微小凹凸が集合
した回折格子マークＭＸ、ＭＹ（マークＲＸ、ＲＹの転
写像）が領域ＰＡ’の周辺に形成され、領域ＰＡ’の中
央部にはレジストパターンによる微小凹凸が集合した回
折格子マークＫＸＩ。
たウェハＷＡｉウェノ１ホルダ２上の所定の位置に真空
吸着し、ステップ１００に示すように、ステップ・アン
ド・リピート方式により、レチクルＲ１のパターン領域
ＰＡ（マークＫＹ、ＫＸ）とマークＲＹ、 ＲＸ との
像をウェハＷＡ上にファースト・プリント（第１層転写
）として露光する。その後、そのウエノ・ＷＡを現像す
ると、ウェハＷＡ上にはパターン領域ＰＡに対応したレ
ジストパターンによる領域Ｐ Ａ’がマトリックス状に
配列して形成される。その１つの領域Ｐ Ａ’ を拡
大してみると、レジストパターンによる微小凹凸が集合
した回折格子マークＭＸ、ＭＹ（マークＲＸ、ＲＹの転
写像）が領域ＰＡ’の周辺に形成され、領域ＰＡ’の中
央部にはレジストパターンによる微小凹凸が集合した回
折格子マークＫＸＩ。
ＫＹｌ（マークＫＸ、ＫＹの転写像）が形成される。尚
、レチクルＲ１上のマーク配置に対してウェハＷＡ上の
マーク配置が左右、上下に反転するのは、投影光学系を
用いたからである。
、レチクルＲ１上のマーク配置に対してウェハＷＡ上の
マーク配置が左右、上下に反転するのは、投影光学系を
用いたからである。
次に、ウェハＷＡをステップ１０１に示すように、再び
フォトレジストを塗布してステッパーのウェハホルダー
２上の所定の位置にセットし、ウェハＷＡ上の離れた２
ケ所に形成されたマークの夫々を、ＷＡＭ２０．２１に
よって検出するようにステージ３のｘｙＸ方向位置とホ
ルダ２の回転位置とを調整する位置合わせ、所謂グロー
バルアライメントを行なう。
フォトレジストを塗布してステッパーのウェハホルダー
２上の所定の位置にセットし、ウェハＷＡ上の離れた２
ケ所に形成されたマークの夫々を、ＷＡＭ２０．２１に
よって検出するようにステージ３のｘｙＸ方向位置とホ
ルダ２の回転位置とを調整する位置合わせ、所謂グロー
バルアライメントを行なう。
次に、ステップ・アンド・リピート方式の重ね合わせ露
光を行なう訳であるが、レチクルＲ，はステップ１００
のときの状態でステッパーに装着したままにしておく。
光を行なう訳であるが、レチクルＲ，はステップ１００
のときの状態でステッパーに装着したままにしておく。
まずステップ１０２に示すように、１つのパターン領域
ＰＡ″への重ね合わせ露光に先立って、Ｘ−ＬＳＡ系に
よるスポット光ＬＸＳとマークＭＸ（！：をＸ方向に相
対考査して、スポット光ＬＸＳとマークＭＸとが一致し
たときのステージ３のＸ方向の位［Ａｘｉ検出し、引き
続いてＹ−ＬＳＡ系によるスポット光ＬＹＳとマークＭ
ＹとｔｙＸ方向相対走査して、スポット光ＬＹＳとマー
クＭＹとが一致したときのステージ３のＸ方向の位置Ａ
ｙを検出する。この検出位置（Ａｘ、Ａｙ）は主制御装
置５０内に記憶される。
ＰＡ″への重ね合わせ露光に先立って、Ｘ−ＬＳＡ系に
よるスポット光ＬＸＳとマークＭＸ（！：をＸ方向に相
対考査して、スポット光ＬＸＳとマークＭＸとが一致し
たときのステージ３のＸ方向の位［Ａｘｉ検出し、引き
続いてＹ−ＬＳＡ系によるスポット光ＬＹＳとマークＭ
ＹとｔｙＸ方向相対走査して、スポット光ＬＹＳとマー
クＭＹとが一致したときのステージ３のＸ方向の位置Ａ
ｙを検出する。この検出位置（Ａｘ、Ａｙ）は主制御装
置５０内に記憶される。
次にステップ１０３に示すように、検出位置（Ａｘ、Ａ
ｙ）に対してＸ方向にΔＸ（例えば−２０μｍ）、Ｘ方
向にＡｙ（例えば−２０μｍ）だけステージ３がシフト
（オフセット）するような位置（Ａｘ＋Δｘ、Ａｙ＋Δ
ｙ ）を算出する。このシフト量ΔＸ、Ａｙは予め決め
られた微小量でよい。
ｙ）に対してＸ方向にΔＸ（例えば−２０μｍ）、Ｘ方
向にＡｙ（例えば−２０μｍ）だけステージ３がシフト
（オフセット）するような位置（Ａｘ＋Δｘ、Ａｙ＋Δ
ｙ ）を算出する。このシフト量ΔＸ、Ａｙは予め決め
られた微小量でよい。
そして主制御装置５０は、レーザ干渉計９．１０で計測
されるステージ３の位置が、算出された位置（ＡＸ＋Δ
ｘ、Ａｙ＋Δｙ）と一致するようにモータ５．６を制御
してステージ３を位置決めする。
されるステージ３の位置が、算出された位置（ＡＸ＋Δ
ｘ、Ａｙ＋Δｙ）と一致するようにモータ５．６を制御
してステージ３を位置決めする。
そしてその位置で、ステップ１０４に示すようにウェハ
ＷＡへのセカンド・プリント（第２層転写）としてレチ
クルＲ１の投影像を重ね合わせ露光する。以上のステッ
プ１０２．１０３をウェハＷＡの各領域ＰＡ’について
同様に行ない、ステップ・アンド・リピート方式でレチ
クルＲ１の投影像の重ね合わせ位Ｉｔを（ΔＸ、Ａｙ）
だけずらして露光する。露光の終了したウェハＷＡは現
像され、セカンド・プリントで転写されたレチクルＲ，
のレジストパターンが形成される。このときウェハＷＡ
上にはレチクルＲ１のマークＫＸ、ＫＹの夫夫に対応し
た回折格子マークＫＸ２、ＫＹ２が形成される。ここで
マークＫＸ２は先に形成されたマークＫＸＩに対してＸ
方向にΔＸ′だけずれて位置し、マークＫＹ２は先に形
成されたマークＫＹ１に対してＸ方向にΔｙ′だけずれ
て位置するものとする。
ＷＡへのセカンド・プリント（第２層転写）としてレチ
クルＲ１の投影像を重ね合わせ露光する。以上のステッ
プ１０２．１０３をウェハＷＡの各領域ＰＡ’について
同様に行ない、ステップ・アンド・リピート方式でレチ
クルＲ１の投影像の重ね合わせ位Ｉｔを（ΔＸ、Ａｙ）
だけずらして露光する。露光の終了したウェハＷＡは現
像され、セカンド・プリントで転写されたレチクルＲ，
のレジストパターンが形成される。このときウェハＷＡ
上にはレチクルＲ１のマークＫＸ、ＫＹの夫夫に対応し
た回折格子マークＫＸ２、ＫＹ２が形成される。ここで
マークＫＸ２は先に形成されたマークＫＸＩに対してＸ
方向にΔＸ′だけずれて位置し、マークＫＹ２は先に形
成されたマークＫＹ１に対してＸ方向にΔｙ′だけずれ
て位置するものとする。
このようなレジストパターンが形成されたウェハＷＡｉ
、ステップ１０５に示すように、再びホルダ２上の所定
の位置にセットされ、グローバルアライメントが行なわ
れる。
、ステップ１０５に示すように、再びホルダ２上の所定
の位置にセットされ、グローバルアライメントが行なわ
れる。
次に、ステップ１０６に示すように、主制御装置５０は
ステージ３を移動させてＸ−ＬＳＡ系のスポット光ＬＸ
ＳとマークＫＸ１．ＫＸ２とを相対走査し、マークＫＸ
１とＫ Ｘ ２の夫々からの回折光のＸ方向の強度分布
波形を取り込む。そして、この強度分布波形から２つの
マークＫＸＩとＫＸ２のＸ方向の間隔ΔＸ′を算出する
。同様にＹ−Ｌ、ＳＡ系を用いて２つのマークＫＹ１と
ＫＹ２のＸ方向の間隔Δｙ°を算出する。
ステージ３を移動させてＸ−ＬＳＡ系のスポット光ＬＸ
ＳとマークＫＸ１．ＫＸ２とを相対走査し、マークＫＸ
１とＫ Ｘ ２の夫々からの回折光のＸ方向の強度分布
波形を取り込む。そして、この強度分布波形から２つの
マークＫＸＩとＫＸ２のＸ方向の間隔ΔＸ′を算出する
。同様にＹ−Ｌ、ＳＡ系を用いて２つのマークＫＹ１と
ＫＹ２のＸ方向の間隔Δｙ°を算出する。
次に主制御装置５０は、ステップ１０７に示すように、
設計上のシフト量ΔＸ、Ａｙと実測値としての間隔ΔＸ
′、Δｙ′との偏差の絶対値を求める。この偏差が重ね
合わせ露光時における重ね合わせ精度（又は位置合わせ
精度）である。この精度は主制御装置５０内に記憶され
、実際の半導体素子製造時の管理データとして使われる
。
設計上のシフト量ΔＸ、Ａｙと実測値としての間隔ΔＸ
′、Δｙ′との偏差の絶対値を求める。この偏差が重ね
合わせ露光時における重ね合わせ精度（又は位置合わせ
精度）である。この精度は主制御装置５０内に記憶され
、実際の半導体素子製造時の管理データとして使われる
。
以上本実施例ではレチクルＲ１上の中央部に一対のマー
クＫＸ、ＫＹのみを設けたが、パターン領域ＰＡ内の複
数の位置に一対のマークＫＸ、ＫＹを設けるようにすれ
ば、ウェハＷＡ上の１つの領域Ｐ Ａ’内の多数点にお
ける重ね合わせ精度が計測でき、領域ＰＡ’内の各点に
おける精度のちがいから、投影レンズ１のディストーシ
ョンが検出可能となる。またウェハＷＡ上の複数の領域
ＰＡ’の夫々について重ね合わせ精度を求め、それから
平均偏差（δ値）を求めるようにしてもよい・本実施例
によれば、ファースト・プリントとセカンド・プリント
とでレチクル交換が行なわれず、レチクルは装置に装着
されたままであるから、Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系に
よるマーク位置の検出誤差と、ステージ３の位置決め誤
差とを含んだアライメント誤差に起因した重ね合わせ精
度が評価できる。
クＫＸ、ＫＹのみを設けたが、パターン領域ＰＡ内の複
数の位置に一対のマークＫＸ、ＫＹを設けるようにすれ
ば、ウェハＷＡ上の１つの領域Ｐ Ａ’内の多数点にお
ける重ね合わせ精度が計測でき、領域ＰＡ’内の各点に
おける精度のちがいから、投影レンズ１のディストーシ
ョンが検出可能となる。またウェハＷＡ上の複数の領域
ＰＡ’の夫々について重ね合わせ精度を求め、それから
平均偏差（δ値）を求めるようにしてもよい・本実施例
によれば、ファースト・プリントとセカンド・プリント
とでレチクル交換が行なわれず、レチクルは装置に装着
されたままであるから、Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ−ＬＳＡ系に
よるマーク位置の検出誤差と、ステージ３の位置決め誤
差とを含んだアライメント誤差に起因した重ね合わせ精
度が評価できる。
また本実施例ではセカンド・プリント時のウェハＷＡア
ライメントの際、マークＭＸ、ＭＹを検出したが、精度
計測用のマークＫＸＩ、ＫＹ、を検出しても同様の効果
が得られる。ただし第１図に示したようなパターン領域
ＰＡ’の周辺のマークＭＸ、ＭＹは、実素子の製造時の
マーク打込み配置と同じにしであるため、本実施例のよ
うにマークＭＸ、ＭＹｉ検出してアライメントを行々う
ことは、実素子製造時のアライメント状態をそのまま再
現していることになり、より実際的ｆｘ、Ｗｔ度チェッ
クが行なえるといった利点がある。
ライメントの際、マークＭＸ、ＭＹを検出したが、精度
計測用のマークＫＸＩ、ＫＹ、を検出しても同様の効果
が得られる。ただし第１図に示したようなパターン領域
ＰＡ’の周辺のマークＭＸ、ＭＹは、実素子の製造時の
マーク打込み配置と同じにしであるため、本実施例のよ
うにマークＭＸ、ＭＹｉ検出してアライメントを行々う
ことは、実素子製造時のアライメント状態をそのまま再
現していることになり、より実際的ｆｘ、Ｗｔ度チェッ
クが行なえるといった利点がある。
さらに、本実施例では、ステップＩＣ〕３に示したよう
に、ずらし方向は一通りにしたが、ウニ・・ＷＡ上の異
なる領域ＰＡ’毎にずらし方向、あるいはすらしｔを変
化させて重ね合わせ露光を行なった後、各領域ＰＡ’毎
に精度を求め、その平均を求めるようにしてもよい。尚
、アライメントセンサーとしては本実施例のような方式
に限られるものではなく、そのステッパーに付属してウ
ェハマークを検出できるものであれば、どのような形式
のものであっても同様の効果が得られる。またステッパ
ー形式であれば、プロキシミテイ方式のＸ線露光装置に
おいても同様に実施可能である。
に、ずらし方向は一通りにしたが、ウニ・・ＷＡ上の異
なる領域ＰＡ’毎にずらし方向、あるいはすらしｔを変
化させて重ね合わせ露光を行なった後、各領域ＰＡ’毎
に精度を求め、その平均を求めるようにしてもよい。尚
、アライメントセンサーとしては本実施例のような方式
に限られるものではなく、そのステッパーに付属してウ
ェハマークを検出できるものであれば、どのような形式
のものであっても同様の効果が得られる。またステッパ
ー形式であれば、プロキシミテイ方式のＸ線露光装置に
おいても同様に実施可能である。
次に不発明の第２の実施列によるステッピング′ＮＩ摩
の検査方法を第４図に示したフローチャート図に基づい
て説明する。この検査のために用意するレチクルは第１
図に示したものと全く同じでよいが、マークＫＸ、ＫＹ
の周辺には所定の寸法で遮光領域が形成されている。
の検査方法を第４図に示したフローチャート図に基づい
て説明する。この検査のために用意するレチクルは第１
図に示したものと全く同じでよいが、マークＫＸ、ＫＹ
の周辺には所定の寸法で遮光領域が形成されている。
まず主制御装置５０は、ステップ１１０に示すように、
レチクルＲ１のパターン領域ＰＡの寸法に応じたショッ
ト（チップ）配列データに基づいてステージ３をステッ
ピングサセテ、パターン領域ＰＡの投影像をステップ・
アンド・リピート方式でウェハＷＡに露光する。露光が
完了したらレチクルＲ１とウェハＷＡとは共にそのまま
の状態にしておく。これによってフォトレジスト内には
マークＫＸ、ＫＹの潜像が形成される。
レチクルＲ１のパターン領域ＰＡの寸法に応じたショッ
ト（チップ）配列データに基づいてステージ３をステッ
ピングサセテ、パターン領域ＰＡの投影像をステップ・
アンド・リピート方式でウェハＷＡに露光する。露光が
完了したらレチクルＲ１とウェハＷＡとは共にそのまま
の状態にしておく。これによってフォトレジスト内には
マークＫＸ、ＫＹの潜像が形成される。
そしてステップ１１１に示すように、主制御装置５０は
ステップ１１０で用いたショット配列データの各シ冒ッ
トの位置を１，７方向に夫々ΔＸ、Δｙだけ修正する演
算を行なう。このずらし量ΔＸ、Δｙは予め定められた
値であり、主制御装置５０内に記憶されている。
ステップ１１０で用いたショット配列データの各シ冒ッ
トの位置を１，７方向に夫々ΔＸ、Δｙだけ修正する演
算を行なう。このずらし量ΔＸ、Δｙは予め定められた
値であり、主制御装置５０内に記憶されている。
次に主制御装置５０は、ステップ１１２に示すように修
正されたショット配列データに従って、ステージ３をス
テッピングさせて、レチクルＲ。
正されたショット配列データに従って、ステージ３をス
テッピングさせて、レチクルＲ。
のパターン領域ＰＡの投影像をウェハＷＡ上のフォトレ
ジスト内の潜像に重ね合わせるようにして再露光する。
ジスト内の潜像に重ね合わせるようにして再露光する。
この際、ステップ１１０で露光されたマークＫＸ、ＫＹ
に対応した潜像の周辺は末露光部となっており、この末
露光部に、ステップ１１２でマークＫＸ、ＫＹの投影像
が露光されることになる。ウェハＷＡへの再露光が完了
したら、そのウェハＷＡをステッパーからアノロードし
て現像する。現像後のウェハＷＡ上のショット領域ＰＡ
’の夫々には、ステップ１１０で転写されたマークＫＸ
Ｉ、ＫＹ、とステップ１１２で転写されたマークＫＸ２
、ＫＹ２とがそれぞれ間隔Δ ｌ、Δｙ′だけ離れて形
成される。
に対応した潜像の周辺は末露光部となっており、この末
露光部に、ステップ１１２でマークＫＸ、ＫＹの投影像
が露光されることになる。ウェハＷＡへの再露光が完了
したら、そのウェハＷＡをステッパーからアノロードし
て現像する。現像後のウェハＷＡ上のショット領域ＰＡ
’の夫々には、ステップ１１０で転写されたマークＫＸ
Ｉ、ＫＹ、とステップ１１２で転写されたマークＫＸ２
、ＫＹ２とがそれぞれ間隔Δ ｌ、Δｙ′だけ離れて形
成される。
次にステップ１１３に示すように、そのウェハＷＡをホ
ルダ２上の所定位置に載置し、ウェハのグローバルアラ
イメントを行なう。
ルダ２上の所定位置に載置し、ウェハのグローバルアラ
イメントを行なう。
そしてステップ１１４に示すように、Ｘ−ＬＳＡ系、Ｙ
−ＬＳＡ系を用いてマークＫＸ、とＫＸ２の間隔Δｘ′
、及びマークＫＹ１とＫＹ２の間隔Δｙ゛を計測する。
−ＬＳＡ系を用いてマークＫＸ、とＫＸ２の間隔Δｘ′
、及びマークＫＹ１とＫＹ２の間隔Δｙ゛を計測する。
次に主制御装置５０はステップ１１５に示すように、予
め定められたずらし量（ΔＸ、Δｙ）と実測した間隔（
Δ ｌ、Δｙ’）との差の絶対値を、ステッピング精度
として算出する。
め定められたずらし量（ΔＸ、Δｙ）と実測した間隔（
Δ ｌ、Δｙ’）との差の絶対値を、ステッピング精度
として算出する。
本実施例によれば、レーザ干渉計、９，１０及び干−夕
５．６により制御されるステージ３単体の位置合わせ精
度、すなわちステッピング精度が容易に検査できる。
５．６により制御されるステージ３単体の位置合わせ精
度、すなわちステッピング精度が容易に検査できる。
（発明の効果）
以上本発明によれば、高価な検査装置を必要とせずに露
光装置の重ね合わせ（位置合わせ）精度やステージのス
テッピング精度をセルフ・チェックできるとともに、精
度検査用のレチクル（マスク）を２枚用意する必要がな
いので、検査にかかるコストも低減できるといった効果
がある。さらに１枚のレチクルのみをセットした状態で
重ね合わせ露光を行なうので、レチクルアライメント誤
差が本質的に含まれず、より厳密な精度測定ができると
いった効果が得られる。
光装置の重ね合わせ（位置合わせ）精度やステージのス
テッピング精度をセルフ・チェックできるとともに、精
度検査用のレチクル（マスク）を２枚用意する必要がな
いので、検査にかかるコストも低減できるといった効果
がある。さらに１枚のレチクルのみをセットした状態で
重ね合わせ露光を行なうので、レチクルアライメント誤
差が本質的に含まれず、より厳密な精度測定ができると
いった効果が得られる。
第１図は本発明の実施例による露光装置のセルフ・チェ
ックの手順を模式的に示すフローチャート図、第２図は
本発明の実施例に好適な縮小投影型露光装置の概略的な
構成を示す斜視図、第３図はウェハアライメントセンサ
ーとしてのスポット光の投影結像面上での配置を示す平
面図、第４図は本発明の第２の実施例によるスデノビン
グｎ度のセルフ・チェックの手順を模式的に示すフロー
チャート図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・・・・投影レンズ、 ３・・・・・・ステー
ジ、５０・・・・・・主制御装置、 Ｒ１■ζ１・・・
・・レチクル。 ＷＡ・・・・・・ウェハ、 ＲＸ％ＲＹ、ＫＸ、ＫＹ
、、、、−。 レチクル上のマーク、 ＭＸ、ＭＹ、ＫＸ１％ＫＹｌ・・・・・・第１のマーク
、ＫＸ２、ＫＹ２・・・・・・第２のマーク。
ックの手順を模式的に示すフローチャート図、第２図は
本発明の実施例に好適な縮小投影型露光装置の概略的な
構成を示す斜視図、第３図はウェハアライメントセンサ
ーとしてのスポット光の投影結像面上での配置を示す平
面図、第４図は本発明の第２の実施例によるスデノビン
グｎ度のセルフ・チェックの手順を模式的に示すフロー
チャート図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・・・・投影レンズ、 ３・・・・・・ステー
ジ、５０・・・・・・主制御装置、 Ｒ１■ζ１・・・
・・レチクル。 ＷＡ・・・・・・ウェハ、 ＲＸ％ＲＹ、ＫＸ、ＫＹ
、、、、−。 レチクル上のマーク、 ＭＸ、ＭＹ、ＫＸ１％ＫＹｌ・・・・・・第１のマーク
、ＫＸ２、ＫＹ２・・・・・・第２のマーク。
Claims (2)
- （１）２次元移動可能なステージと、該ステージ上に保
持された感光基板に形成されたアライメント用のマーク
を検出するアライメントセンサーとを備え、マスクのパ
ターン像を感光基板上の所望位置に順次位置決めして露
光する装置において、前記マークを感光基板上に形成す
るための原画パターンを有するマスクを保持する保持手
段と；前記原画パターンの像を感光基板に露光して第１
のマークを形成する第１露光制御手段と；該第１マーク
を前記アライメントセンサーで検出することにより、前
記第１露光制御手段による被露光位置を検出する検出手
段と；該検出された被露光位置に対して予め定められた
量だけ、前記マスクの原画パターン像と感光基板とを相
対的にずらして重ね合わせ露光し、感光基板上に第２の
マークを形成する第２露光制御手段と；前記アライメン
トセンサーと共同して前記第１マークと第２マークの間
隔を計測する間隔測定手段と；該間隔と前記予め定めら
れたずらし量との差を、位置合わせ精度として検出する
精度検出手段とを備えたことを特徴とするセルフ・チェ
ック機能を有する露光装置。 - （２）２次元移動可能なステージと、該ステージ上に保
持された感光基板に形成されたアライメント用のマーク
を検出するアライメントセンサーとを備え、マスクのパ
ターン像を感光基板上の所望位置に順次位置決めして露
光する装置において、前記マークを感光基板上に形成す
るための原画パターンを有するマスクを保持する保持手
段と；前記ステージをステッピングさせて、前記原画パ
ターンの像を感光基板上の設計位置に順次露光し、第１
のマークを形成する第１露光制御手段と；前記ステージ
をステッピングさせて、前記設計位置に対して予め定め
られた量だけ、前記マスクの原画パターン像と感光基板
とを相対的にずらした位置に、順次再露光し、感光基板
上に第２のマークを形成する第２露光制御手段と；前記
アライメントセンサーと共同して前記第１マークと第２
マークの間隔を計測する間隔測定手段と；該間隔と前記
予め定められたずらし量との差を、前記ステージ単体の
位置合わせ精度として検出する精度検出手段とを備えた
ことを特徴とするセルフ・チェック機能を有する露光装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171419A JPH0722099B2 (ja) | 1985-08-03 | 1985-08-03 | 精度検査方法及び該検査機能を有する露光装置 |
| US07/060,021 US4803524A (en) | 1985-08-03 | 1987-06-09 | Method of and apparatus for detecting the accuracy of superposition exposure in an exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171419A JPH0722099B2 (ja) | 1985-08-03 | 1985-08-03 | 精度検査方法及び該検査機能を有する露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232614A true JPS6232614A (ja) | 1987-02-12 |
| JPH0722099B2 JPH0722099B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=15922782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171419A Expired - Lifetime JPH0722099B2 (ja) | 1985-08-03 | 1985-08-03 | 精度検査方法及び該検査機能を有する露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722099B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027511A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | 露光装置 |
| JPH03185807A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Canon Inc | 半導体製造方法 |
| US5561438A (en) * | 1991-11-13 | 1996-10-01 | Seiko Epson Corporation | Ferrite Antenna |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49119584A (ja) * | 1973-03-15 | 1974-11-15 | ||
| JPS5919318A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Hitachi Ltd | 転写パタ−ンの位置ずれ検査方法および転写パタ−ンマスク |
| JPS60120360A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-27 | Nec Kyushu Ltd | 縮小投影型露光装置 |
-
1985
- 1985-08-03 JP JP60171419A patent/JPH0722099B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49119584A (ja) * | 1973-03-15 | 1974-11-15 | ||
| JPS5919318A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Hitachi Ltd | 転写パタ−ンの位置ずれ検査方法および転写パタ−ンマスク |
| JPS60120360A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-27 | Nec Kyushu Ltd | 縮小投影型露光装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027511A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | 露光装置 |
| JPH03185807A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Canon Inc | 半導体製造方法 |
| JPH0666244B2 (ja) * | 1989-12-15 | 1994-08-24 | キヤノン株式会社 | 半導体製造方法 |
| US5561438A (en) * | 1991-11-13 | 1996-10-01 | Seiko Epson Corporation | Ferrite Antenna |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722099B2 (ja) | 1995-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |