JPH0963924A - アライメント方法 - Google Patents
アライメント方法Info
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- JPH0963924A JPH0963924A JP7210621A JP21062195A JPH0963924A JP H0963924 A JPH0963924 A JP H0963924A JP 7210621 A JP7210621 A JP 7210621A JP 21062195 A JP21062195 A JP 21062195A JP H0963924 A JPH0963924 A JP H0963924A
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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
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
-
- 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
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- 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
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のアライメントセンサのベースライン計
測の時間を短縮する。 【解決手段】 一枚目のレチクルをロードしてレチクル
のパターン中心の位置を求める。同時に第１のアライメ
ントセンの検出中心の位置を求め、レチクルのパターン
中心からその検出中心までのベースライン量Ｂ11を求め
る。次に、第２アライメントセンサのベースライン量Ｂ
21を求め、ベースライン量の差分ΔＢ（＝Ｂ21−Ｂ11）
を計算する（ステップ１０４）。２枚目以降のレチクル
については、第１のアライメントセンサのベースライン
量Ｂ12を上記と同様の方法により求め、第２のアライメ
ントセンサのベースライン量Ｂ22を、Ｂ22＝Ｂ21＋ΔＢ
で算出し（ステップ１０９）、それに基づいて第２のア
ライメントセンサによりファインアライメントを行っ
て、レチクルのパターンをウエハの各ショット領域に露
光する（ステップ１１０，１１１）。
測の時間を短縮する。 【解決手段】 一枚目のレチクルをロードしてレチクル
のパターン中心の位置を求める。同時に第１のアライメ
ントセンの検出中心の位置を求め、レチクルのパターン
中心からその検出中心までのベースライン量Ｂ11を求め
る。次に、第２アライメントセンサのベースライン量Ｂ
21を求め、ベースライン量の差分ΔＢ（＝Ｂ21−Ｂ11）
を計算する（ステップ１０４）。２枚目以降のレチクル
については、第１のアライメントセンサのベースライン
量Ｂ12を上記と同様の方法により求め、第２のアライメ
ントセンサのベースライン量Ｂ22を、Ｂ22＝Ｂ21＋ΔＢ
で算出し（ステップ１０９）、それに基づいて第２のア
ライメントセンサによりファインアライメントを行っ
て、レチクルのパターンをウエハの各ショット領域に露
光する（ステップ１１０，１１１）。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置において
マスク（レチクル等）と基板（ウエハ等）とを位置合わ
せするためのアライメント方法に関し、特に複数のアラ
イメントセンサを使い分けて位置合わせする場合に好適
なものである。
マスク（レチクル等）と基板（ウエハ等）とを位置合わ
せするためのアライメント方法に関し、特に複数のアラ
イメントセンサを使い分けて位置合わせする場合に好適
なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子、撮像素子
（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁気ヘッド等の製造の際に使用
されるステッパー等の投影露光装置においては、マスク
としてのレチクル上に形成された回路パターンを感光基
板としてのウエハ又はガラスプレート等上のフォトレジ
スト層に高い重ね合わせ精度で転写するために、レチク
ルとウエハとを高精度に位置合わせ（アライメント）す
ることが求められている。
（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁気ヘッド等の製造の際に使用
されるステッパー等の投影露光装置においては、マスク
としてのレチクル上に形成された回路パターンを感光基
板としてのウエハ又はガラスプレート等上のフォトレジ
スト層に高い重ね合わせ精度で転写するために、レチク
ルとウエハとを高精度に位置合わせ（アライメント）す
ることが求められている。
【０００３】このためのアライメントセンサとしては、
レーザ光をウエハ上のドット列状のアライメントマーク
に照射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用
いてそのマークの位置を検出するＬＳＡ（Laser Step A
lignment）方式、ハロゲンランプを光源とする波長帯域
幅の広い光で照明して撮像したアライメントマークの画
像データを画像処理して計測するＦＩＡ（Field Image
Alignment)方式、あるいはウエハ上の回折格子状のアラ
イメントマークに、同一周波数又は周波数を僅かに変え
たレーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光
を干渉させ、その位相からアライメントマークの位置を
計測するＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）
方式等のアライメントセンサがある。
レーザ光をウエハ上のドット列状のアライメントマーク
に照射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用
いてそのマークの位置を検出するＬＳＡ（Laser Step A
lignment）方式、ハロゲンランプを光源とする波長帯域
幅の広い光で照明して撮像したアライメントマークの画
像データを画像処理して計測するＦＩＡ（Field Image
Alignment)方式、あるいはウエハ上の回折格子状のアラ
イメントマークに、同一周波数又は周波数を僅かに変え
たレーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光
を干渉させ、その位相からアライメントマークの位置を
計測するＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）
方式等のアライメントセンサがある。
【０００４】また、従来のアライメント方式としては、
投影光学系を介してウエハの位置を測定するＴＴＬ（ス
ルー・ザ・レンズ）方式、及び投影光学系を介すること
なく直接ウエハの位置を計測するオフ・アクシス方式が
ある。また、レチクル及び投影光学系を介してレチクル
上のアライメントマークとウエハ上のアライメントマー
クとの位置ずれ量を検出するＴＴＲ（スルー・ザ・レチ
クル）方式のアライメント方式も使用されている。
投影光学系を介してウエハの位置を測定するＴＴＬ（ス
ルー・ザ・レンズ）方式、及び投影光学系を介すること
なく直接ウエハの位置を計測するオフ・アクシス方式が
ある。また、レチクル及び投影光学系を介してレチクル
上のアライメントマークとウエハ上のアライメントマー
クとの位置ずれ量を検出するＴＴＲ（スルー・ザ・レチ
クル）方式のアライメント方式も使用されている。
【０００５】以上各種のアライメントセンサ及びアライ
メント方式は各々目的に応じて使用されるが、一般に特
にＴＴＬ方式及びオフ・アクシス方式のアライメントセ
ンサでは、それらのアライメントセンサの検出中心とレ
チクルパターンの投影像の中心（以下、「パターン中
心」という）とは一致していない。従って、レチクルと
ウエハとのアライメントに先立ち、レチクルのパターン
中心と、アライメントセンサの検出中心との２次元的な
位置ずれ量であるベースライン量を正確に計測するため
のベースライン計測が行われる。以下に、ＦＩＡ方式で
且つオフ・アクシス方式、及びＬＳＡ方式で且つＴＴＬ
方式のアライメントセンサ（以下「第１アライメントセ
ンサ及び第２アライメントセンサ」という）が備えられ
た投影露光装置における、それらのアライメントセンサ
のベースライン計測の従来例について説明する。なお、
この投影露光装置にはレチクルの位置を検出するための
レチクルアライメント顕微鏡も設置されているものとす
る。また、最終的なウエハアライメントはＬＳＡ方式の
第２アライメントセンサにより行われるものとする。
メント方式は各々目的に応じて使用されるが、一般に特
にＴＴＬ方式及びオフ・アクシス方式のアライメントセ
ンサでは、それらのアライメントセンサの検出中心とレ
チクルパターンの投影像の中心（以下、「パターン中
心」という）とは一致していない。従って、レチクルと
ウエハとのアライメントに先立ち、レチクルのパターン
中心と、アライメントセンサの検出中心との２次元的な
位置ずれ量であるベースライン量を正確に計測するため
のベースライン計測が行われる。以下に、ＦＩＡ方式で
且つオフ・アクシス方式、及びＬＳＡ方式で且つＴＴＬ
方式のアライメントセンサ（以下「第１アライメントセ
ンサ及び第２アライメントセンサ」という）が備えられ
た投影露光装置における、それらのアライメントセンサ
のベースライン計測の従来例について説明する。なお、
この投影露光装置にはレチクルの位置を検出するための
レチクルアライメント顕微鏡も設置されているものとす
る。また、最終的なウエハアライメントはＬＳＡ方式の
第２アライメントセンサにより行われるものとする。
【０００６】図３は、従来のベースライン計測の方法の
一例を示すフローチャートであり、この図３のステップ
２０１において、先ずレチクルが交換された後、ステッ
プ２０２において、ウエハステージ上に設置された基準
マーク部材上の２つの基準マーク（以下、「基準マーク
Ａ」という）が対応する２つのレチクルアライメント顕
微鏡の視野内にくるように位置決めし、レチクルアライ
メント顕微鏡によりレチクル上の所定の２つのアライメ
ントマークと２つの基準マークＡとの位置ずれを測定
し、レチクルのパターン中心の位置を求める。同時に、
第１アライメントセンサの顕微鏡の検出中心と、ウエハ
上の基準マーク部材上の基準マークＡと異なる基準マー
ク（以下「基準マークＢ」という）との位置ずれを計測
する。基準マークＡ，Ｂ間の間隔は、予め計測されてお
り、演算によりレチクルのパターン中心と第１アライメ
ントセンサの検出中心との間の相対的な距離（ベースラ
イン量１）が検出される。
一例を示すフローチャートであり、この図３のステップ
２０１において、先ずレチクルが交換された後、ステッ
プ２０２において、ウエハステージ上に設置された基準
マーク部材上の２つの基準マーク（以下、「基準マーク
Ａ」という）が対応する２つのレチクルアライメント顕
微鏡の視野内にくるように位置決めし、レチクルアライ
メント顕微鏡によりレチクル上の所定の２つのアライメ
ントマークと２つの基準マークＡとの位置ずれを測定
し、レチクルのパターン中心の位置を求める。同時に、
第１アライメントセンサの顕微鏡の検出中心と、ウエハ
上の基準マーク部材上の基準マークＡと異なる基準マー
ク（以下「基準マークＢ」という）との位置ずれを計測
する。基準マークＡ，Ｂ間の間隔は、予め計測されてお
り、演算によりレチクルのパターン中心と第１アライメ
ントセンサの検出中心との間の相対的な距離（ベースラ
イン量１）が検出される。
【０００７】次に、ステップ２０３においてウエハステ
ージを一定の速度で駆動しながら、第２アライメントセ
ンサにより基準マーク部材上の別の基準マーク（以下
「基準マークＣ」という）の位置を検出する。基準マー
クＡ，Ｂ，Ｃの間の間隔は予め求められているため、ス
テップ２０２で求めたレチクルのパターン中心の位置か
ら第２アライメントセンサの検出中心までの相対的な距
離（ベースライン量２）が演算により検出される。
ージを一定の速度で駆動しながら、第２アライメントセ
ンサにより基準マーク部材上の別の基準マーク（以下
「基準マークＣ」という）の位置を検出する。基準マー
クＡ，Ｂ，Ｃの間の間隔は予め求められているため、ス
テップ２０２で求めたレチクルのパターン中心の位置か
ら第２アライメントセンサの検出中心までの相対的な距
離（ベースライン量２）が演算により検出される。
【０００８】次に、ステップ２０４において第２アライ
メントセンサにより、例えば特開昭６１−４４４２９号
公報で開示されているエンハンスト・グローバル・アラ
イメント（以下、「ＥＧＡ」という）方式でウエハアラ
イメントが行われ、ステップ２０５において、ウエハの
全部のショット領域にレチクルの回路パターンが投影露
光される。また、同一のレチクルが転写される全てのウ
エハについてステップ２０４，２０５が繰り返して実行
される。そして、ステップ２０６で１ロットの全てのウ
エハへの露光が終了したかどうかが確認される。終了し
ていない場合は、ステップ２０１に戻り、レチクルが交
換される。そして、以上のステップ２０２及び２０３に
おける第１及び第２の２つのアライメントセンサのベー
スライン計測は、レチクルが交換される毎に繰り返し実
行されていた。
メントセンサにより、例えば特開昭６１−４４４２９号
公報で開示されているエンハンスト・グローバル・アラ
イメント（以下、「ＥＧＡ」という）方式でウエハアラ
イメントが行われ、ステップ２０５において、ウエハの
全部のショット領域にレチクルの回路パターンが投影露
光される。また、同一のレチクルが転写される全てのウ
エハについてステップ２０４，２０５が繰り返して実行
される。そして、ステップ２０６で１ロットの全てのウ
エハへの露光が終了したかどうかが確認される。終了し
ていない場合は、ステップ２０１に戻り、レチクルが交
換される。そして、以上のステップ２０２及び２０３に
おける第１及び第２の２つのアライメントセンサのベー
スライン計測は、レチクルが交換される毎に繰り返し実
行されていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来の技術にお
いては、第１アライメントセンサはＦＩＡ方式のアライ
メントセンサであり、ウエハステージを位置決めした状
態で計測を行う。一方、第２アライメントセンサはＬＳ
Ａ方式のアライメントセンサであるために、ウエハステ
ージを一定の速度で走査しながら計測を行う。従って、
第１アライメントセンサと第２アライメントセンサとを
同時に使用して２つのベースライン量１，２を一度に計
測することはできない。即ち、ステップ２０２とステッ
プ２０３とは同時には実行できない。
いては、第１アライメントセンサはＦＩＡ方式のアライ
メントセンサであり、ウエハステージを位置決めした状
態で計測を行う。一方、第２アライメントセンサはＬＳ
Ａ方式のアライメントセンサであるために、ウエハステ
ージを一定の速度で走査しながら計測を行う。従って、
第１アライメントセンサと第２アライメントセンサとを
同時に使用して２つのベースライン量１，２を一度に計
測することはできない。即ち、ステップ２０２とステッ
プ２０３とは同時には実行できない。
【００１０】また、ステップ２０２では、レチクルアラ
イメント顕微鏡により、レチクル上の２つのアライメン
トマークとそれらに対応するウエハステージの基準マー
ク部材上の２つの基準マークＡとの位置ずれを計測し
て、ウエハステージの走り（露光ショットの配列方向に
対応する）に対するレチクルの水平面内の回転ずれ状態
を計測する工程も含まれている。従って、ＦＩＡ方式及
びＬＳＡ方式に限らず、いずれの方式のウエハアライメ
ントセンサを用いる場合にもステップ２０２とステップ
２０３とを同時に実行できない。
イメント顕微鏡により、レチクル上の２つのアライメン
トマークとそれらに対応するウエハステージの基準マー
ク部材上の２つの基準マークＡとの位置ずれを計測し
て、ウエハステージの走り（露光ショットの配列方向に
対応する）に対するレチクルの水平面内の回転ずれ状態
を計測する工程も含まれている。従って、ＦＩＡ方式及
びＬＳＡ方式に限らず、いずれの方式のウエハアライメ
ントセンサを用いる場合にもステップ２０２とステップ
２０３とを同時に実行できない。
【００１１】そのため、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け
ＩＣ）等を少量多品種生産する際のように、１ロットの
ウエハを処理する間でレチクルの交換頻度が高い場合に
は、レチクル交換毎に２つのアライメントセンサのベー
スライン計測を行う必要があるため、ベースライン計測
に要する時間が長くなり、生産性が低下するという不都
合があった。
ＩＣ）等を少量多品種生産する際のように、１ロットの
ウエハを処理する間でレチクルの交換頻度が高い場合に
は、レチクル交換毎に２つのアライメントセンサのベー
スライン計測を行う必要があるため、ベースライン計測
に要する時間が長くなり、生産性が低下するという不都
合があった。
【００１２】本発明は斯かる点に鑑み、複数のアライメ
ントセンサのベースライン計測に要する時間を短縮でき
るアライメント方法を提供することを目的とする。
ントセンサのベースライン計測に要する時間を短縮でき
るアライメント方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による第１のアラ
イメント方法は、基板（８）上の各ショット領域の位置
を互いに異なる検出方式で検出する第１及び第２のアラ
イメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）を備え、この２つの
アライメントセンサの少なくとも一方の検出結果を用い
て、その基板（８）の露光対象のショット領域をマスク
（１８）のパターンの露光位置に位置合わせして当該シ
ョット領域にそのパターンを転写する露光装置のアライ
メント方法において、その第１及び第２のアライメント
センサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の検出中心と第１のマスクの
パターンの露光中心との位置関係（ベースライン量等）
をそれぞれ計測し、この計測された２つの位置関係の差
を求める第１工程（ステップ１０２〜１０４）と、その
第１及び第２のアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）
の内の一方のアライメントセンサを用いて第１の基板上
の所定のショット領域の位置を計測し、該計測結果及び
その第１工程で計測された間隔に基づいて該ショット領
域を位置合わせして、その第１のマスクのパターンを転
写する第２工程（ステップ１０５，１０６）と、第２の
マスクのパターンの露光を行う際に、その第１及び第２
のアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の内の計測時
間が短い方のアライメントセンサの検出中心とその第２
のマスクのパターンの露光中心との間隔を計測する第３
工程（ステップ１０８）と、その第１及び第２のアライ
メントセンサの内の一方のアライメントセンサを用いて
第２の基板上の所定のショット領域の位置を計測し、こ
の計測結果、その第１工程で計測された位置関係の差、
及びその第３工程で計測された間隔に基づいて該ショッ
ト領域を位置合わせする第４工程（ステップ１０９，１
１０）と、を有するものである。
イメント方法は、基板（８）上の各ショット領域の位置
を互いに異なる検出方式で検出する第１及び第２のアラ
イメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）を備え、この２つの
アライメントセンサの少なくとも一方の検出結果を用い
て、その基板（８）の露光対象のショット領域をマスク
（１８）のパターンの露光位置に位置合わせして当該シ
ョット領域にそのパターンを転写する露光装置のアライ
メント方法において、その第１及び第２のアライメント
センサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の検出中心と第１のマスクの
パターンの露光中心との位置関係（ベースライン量等）
をそれぞれ計測し、この計測された２つの位置関係の差
を求める第１工程（ステップ１０２〜１０４）と、その
第１及び第２のアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）
の内の一方のアライメントセンサを用いて第１の基板上
の所定のショット領域の位置を計測し、該計測結果及び
その第１工程で計測された間隔に基づいて該ショット領
域を位置合わせして、その第１のマスクのパターンを転
写する第２工程（ステップ１０５，１０６）と、第２の
マスクのパターンの露光を行う際に、その第１及び第２
のアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の内の計測時
間が短い方のアライメントセンサの検出中心とその第２
のマスクのパターンの露光中心との間隔を計測する第３
工程（ステップ１０８）と、その第１及び第２のアライ
メントセンサの内の一方のアライメントセンサを用いて
第２の基板上の所定のショット領域の位置を計測し、こ
の計測結果、その第１工程で計測された位置関係の差、
及びその第３工程で計測された間隔に基づいて該ショッ
ト領域を位置合わせする第４工程（ステップ１０９，１
１０）と、を有するものである。
【００１４】斯かる本発明のアライメント方法によれ
ば、第２のマスク又は第２のマスク以降のマスクに関し
ては第１及び第２のアライメントセンサの内のいずれか
１つのアライメントセンサだけについて、アライメント
センサの検出中心とマスクのパターンの露光中心との相
対位置の計測を行えばよい。従って、アライメントセン
サの相対位置の計測に要する時間が低減され、特にマス
クの交換頻度が高い場合には、スループット（生産性）
が向上する。
ば、第２のマスク又は第２のマスク以降のマスクに関し
ては第１及び第２のアライメントセンサの内のいずれか
１つのアライメントセンサだけについて、アライメント
センサの検出中心とマスクのパターンの露光中心との相
対位置の計測を行えばよい。従って、アライメントセン
サの相対位置の計測に要する時間が低減され、特にマス
クの交換頻度が高い場合には、スループット（生産性）
が向上する。
【００１５】この場合、その第３工程で使用されるアラ
イメントセンサとその第４工程で使用されるアライメン
トセンサとが異なってもよい。これにより、その第４工
程では例えばより高精度なアライメントセンサを使用で
きる。また、本発明による第２のアライメント方法は、
基板（８）上の各ショット領域の位置を互いに異なる検
出方式で検出する第１及び第２のアライメントセンサ
（ＡＳ１，ＡＳ２）を備え、この２つのアライメントセ
ンサの少なくとも一方の検出結果を用いて、その基板
（８）の露光対象のショット領域をマスク（１８）のパ
ターンの露光位置に位置合わせして当該ショット領域に
そのパターンを転写する露光装置のアライメント方法に
おいて、所定のマスクのパターンの露光を行う際に、そ
の２つのアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の内の
一方のアライメントセンサの検出中心とその所定のマス
クのパターンの露光中心との位置関係を計測し、その２
つのアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の内の他方
のアライメントセンサを用いて露光対象の基板上のショ
ット領域の位置を計測し、この計測結果、及びその一方
のアライメントセンサについて計測された位置関係に基
づいてこのショット領域を位置合わせするものである。
イメントセンサとその第４工程で使用されるアライメン
トセンサとが異なってもよい。これにより、その第４工
程では例えばより高精度なアライメントセンサを使用で
きる。また、本発明による第２のアライメント方法は、
基板（８）上の各ショット領域の位置を互いに異なる検
出方式で検出する第１及び第２のアライメントセンサ
（ＡＳ１，ＡＳ２）を備え、この２つのアライメントセ
ンサの少なくとも一方の検出結果を用いて、その基板
（８）の露光対象のショット領域をマスク（１８）のパ
ターンの露光位置に位置合わせして当該ショット領域に
そのパターンを転写する露光装置のアライメント方法に
おいて、所定のマスクのパターンの露光を行う際に、そ
の２つのアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の内の
一方のアライメントセンサの検出中心とその所定のマス
クのパターンの露光中心との位置関係を計測し、その２
つのアライメントセンサ（ＡＳ１，ＡＳ２）の内の他方
のアライメントセンサを用いて露光対象の基板上のショ
ット領域の位置を計測し、この計測結果、及びその一方
のアライメントセンサについて計測された位置関係に基
づいてこのショット領域を位置合わせするものである。
【００１６】斯かる本発明の第２のアライメント方法に
よれば、第１のアライメント方法と同様に、いずれか一
方のアライメントセンサの検出中心とマスクのパターン
の露光中心との位置関係を測定する時間が省略され、ス
ループットが向上する。
よれば、第１のアライメント方法と同様に、いずれか一
方のアライメントセンサの検出中心とマスクのパターン
の露光中心との位置関係を測定する時間が省略され、ス
ループットが向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるアライメント
方法の実施の形態の一例につき図１及び図２を参照して
説明する。本例は、ステッパー型の投影露光装置におい
て２種類の検出方式が異なるウエハ用のアライメントセ
ンサを用いてアライメントを行う場合に本発明を適用し
たものである。
方法の実施の形態の一例につき図１及び図２を参照して
説明する。本例は、ステッパー型の投影露光装置におい
て２種類の検出方式が異なるウエハ用のアライメントセ
ンサを用いてアライメントを行う場合に本発明を適用し
たものである。
【００１８】図２は、本例の投影露光装置の全体の概略
構成を示し、この図２において、露光時には露光照明系
ＡＬからの露光用の照明光がレチクル１８に照射され、
その照明光のもとでレチクル１８のパターンが投影光学
系１９を介して例えば１／５に縮小されて、フォトレジ
ストが塗布されたウエハ８上の各ショット領域に投影さ
れる。露光用の照明光としては、水銀ランプのｉ線（波
長：３６５ｎｍ）の他、エキシマレーザ光（波長：２４
８ｎｍ，１９３ｎｍ等）等も使用できる。ここで、投影
光学系１９の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直
な平面で図２の紙面に平行にＸ軸を、図２の紙面に垂直
にＹ軸を取る。
構成を示し、この図２において、露光時には露光照明系
ＡＬからの露光用の照明光がレチクル１８に照射され、
その照明光のもとでレチクル１８のパターンが投影光学
系１９を介して例えば１／５に縮小されて、フォトレジ
ストが塗布されたウエハ８上の各ショット領域に投影さ
れる。露光用の照明光としては、水銀ランプのｉ線（波
長：３６５ｎｍ）の他、エキシマレーザ光（波長：２４
８ｎｍ，１９３ｎｍ等）等も使用できる。ここで、投影
光学系１９の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直
な平面で図２の紙面に平行にＸ軸を、図２の紙面に垂直
にＹ軸を取る。
【００１９】この場合、レチクル１８はレチクルステー
ジ２０上に保持され、レチクルステージ２０は投影光学
系１９の光軸ＡＸに垂直な平面内でＸ方向、Ｙ方向、及
び回転方向（θ方向）にレチクル１８の位置決めを行
う。レチクルステージ２０上に固定された不図示の移動
鏡及び外部に設置されたレーザ干渉計によりレチクルス
テージ２０のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が常時計測さ
れ、計測値が装置全体の動作を統轄制御する中央制御系
（不図示）に供給されている。レチクル１８のパターン
領域の近傍にはＸ軸用の回折格子状のレチクルマーク、
及びＹ軸用の回折格子状のレチクルマーク（不図示）が
形成され、それらの外側にはレチクルアライメント用の
一対のアライメントマーク２Ａ，２Ｂも形成されてい
る。
ジ２０上に保持され、レチクルステージ２０は投影光学
系１９の光軸ＡＸに垂直な平面内でＸ方向、Ｙ方向、及
び回転方向（θ方向）にレチクル１８の位置決めを行
う。レチクルステージ２０上に固定された不図示の移動
鏡及び外部に設置されたレーザ干渉計によりレチクルス
テージ２０のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が常時計測さ
れ、計測値が装置全体の動作を統轄制御する中央制御系
（不図示）に供給されている。レチクル１８のパターン
領域の近傍にはＸ軸用の回折格子状のレチクルマーク、
及びＹ軸用の回折格子状のレチクルマーク（不図示）が
形成され、それらの外側にはレチクルアライメント用の
一対のアライメントマーク２Ａ，２Ｂも形成されてい
る。
【００２０】一方、ウエハ８は不図示のウエハホルダを
介してウエハステージ１５上に載置されている。ウエハ
ステージ１５は投影光学系１９の光軸ＡＸに垂直な平面
内でＸ方向、Ｙ方向、及び回転方向（θ方向）にウエハ
８の位置決めを行うと共に、ウエハ８の焦点方向（Ｚ方
向）の位置決めも行う。ウエハステージ１５上に固定さ
れた移動鏡１４ｂ及び外部に設置されたレーザ干渉計１
４ａによりウエハ８のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が常
時計測され、計測値が中央制御系に供給されている。ウ
エハ８の各ショット領域にはウエハアライメント用のウ
エハマーク２１が形成されている。また、ウエハステー
ジ１５上のウエハ８の近傍には、レチクルアライメント
用の基準マーク及びウエハマークと同じピッチの格子状
の基準マーク等が形成された基準マーク部材９が固定さ
れている。図２は、基準マーク部材９が投影光学系１９
の露光フィールド内に移動され、基準マーク部材９上の
基準マークがアライメント照明光により照明されている
状態を示している。露光時には、ウエハ８の露光対象の
ショット領域が投影光学系１９の露光フィールド内に移
動される。
介してウエハステージ１５上に載置されている。ウエハ
ステージ１５は投影光学系１９の光軸ＡＸに垂直な平面
内でＸ方向、Ｙ方向、及び回転方向（θ方向）にウエハ
８の位置決めを行うと共に、ウエハ８の焦点方向（Ｚ方
向）の位置決めも行う。ウエハステージ１５上に固定さ
れた移動鏡１４ｂ及び外部に設置されたレーザ干渉計１
４ａによりウエハ８のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が常
時計測され、計測値が中央制御系に供給されている。ウ
エハ８の各ショット領域にはウエハアライメント用のウ
エハマーク２１が形成されている。また、ウエハステー
ジ１５上のウエハ８の近傍には、レチクルアライメント
用の基準マーク及びウエハマークと同じピッチの格子状
の基準マーク等が形成された基準マーク部材９が固定さ
れている。図２は、基準マーク部材９が投影光学系１９
の露光フィールド内に移動され、基準マーク部材９上の
基準マークがアライメント照明光により照明されている
状態を示している。露光時には、ウエハ８の露光対象の
ショット領域が投影光学系１９の露光フィールド内に移
動される。
【００２１】ガラス基板よりなる基準マーク部材９上に
は、後述するＴＴＲ方式の一対のレチクルアライメント
顕微鏡用の一対のスリット状の基準マーク１１Ａ，１１
Ｂ、ＦＩＡ方式のアライメントセンサ用の十字型の基準
マーク１２、及びＬＳＡ方式のアライメントセンサ用の
ドット列状のマークからなる基準マーク１０が形成され
ている。また、レチクルアライメント顕微鏡用の一対の
基準マーク１１Ａ，１１Ｂを囲む円形領域は、基準マー
ク部材９の底部から露光用照明光と同じ波長の照明光で
随時照明されるようになっている。
は、後述するＴＴＲ方式の一対のレチクルアライメント
顕微鏡用の一対のスリット状の基準マーク１１Ａ，１１
Ｂ、ＦＩＡ方式のアライメントセンサ用の十字型の基準
マーク１２、及びＬＳＡ方式のアライメントセンサ用の
ドット列状のマークからなる基準マーク１０が形成され
ている。また、レチクルアライメント顕微鏡用の一対の
基準マーク１１Ａ，１１Ｂを囲む円形領域は、基準マー
ク部材９の底部から露光用照明光と同じ波長の照明光で
随時照明されるようになっている。
【００２２】次に、本例の投影露光装置に備えられたア
ライメントセンサの構成及び動作について説明する。本
例では、レチクルアライメント顕微鏡の他に、ウエハア
ライメント用の検出方式が異なる２種類のアライメント
センサが備えられている。先ず、レチクル１８の上方に
は、ＴＴＲ方式の一対のレチクルアライメント顕微鏡Ａ
Ｓ３Ａ，ＡＳ３Ｂが設けられている。レチクルアライメ
ントに際しては、ウエハステージ１５の内部に導かれた
照明用ライトガイド７の先端部から露光用照明光と同じ
波長域のアライメント照明光ＩＬ１が射出される。アラ
イメント照明光ＩＬ１は、集光レンズＬ１を経てビーム
スプリッター１７Ｂで、ビームスプリッター１７Ｂを透
過する部分とビームスプリッター１７Ｂで上向きに反射
される部分とに２分割される。ビームスプリッター１７
Ｂを透過した照明光はミラー１７Ａで上向きに反射され
る。２分割された後に上向きに方向が変えられた２つの
照明光は、それぞれ基準マーク部材９の底面部から、一
対の基準マーク１１Ａ，１１Ｂを透過した後、投影光学
系１９を介してレチクル１８の下面に形成されたスリッ
ト状のアライメントマーク２Ｂ，２Ａの近傍に基準マー
ク１１Ａ，１１Ｂの像を形成する。そして、レチクル１
８を透過した照明光がそれぞれミラー２２Ｂ，２２Ａで
反射され、対物レンズＬ２Ｂ，Ｌ２Ａを介して２次元Ｃ
ＣＤ等の撮像素子からなる一対の光電センサ１Ｂ，１Ａ
の受光面にそれぞれ２つのマークの像を結像する。光電
センサ１Ａの受光面には、基準マーク部材９上の基準マ
ーク１１Ｂの像とアライメントマーク２Ａとの重なった
像が形成され、光電センサ１Ｂの受光面には、基準マー
ク部材９上の基準マーク１１Ａの像とアライメントマー
ク２Ｂとの重なった像が形成される。光電センサ１Ａ，
１Ｂからの画像信号を信号処理することにより、ウエハ
ステージ１５上の基準マーク部材９に対するレチクル１
８の相対位置及びＸＹ平面での回転角のずれが検出され
る。
ライメントセンサの構成及び動作について説明する。本
例では、レチクルアライメント顕微鏡の他に、ウエハア
ライメント用の検出方式が異なる２種類のアライメント
センサが備えられている。先ず、レチクル１８の上方に
は、ＴＴＲ方式の一対のレチクルアライメント顕微鏡Ａ
Ｓ３Ａ，ＡＳ３Ｂが設けられている。レチクルアライメ
ントに際しては、ウエハステージ１５の内部に導かれた
照明用ライトガイド７の先端部から露光用照明光と同じ
波長域のアライメント照明光ＩＬ１が射出される。アラ
イメント照明光ＩＬ１は、集光レンズＬ１を経てビーム
スプリッター１７Ｂで、ビームスプリッター１７Ｂを透
過する部分とビームスプリッター１７Ｂで上向きに反射
される部分とに２分割される。ビームスプリッター１７
Ｂを透過した照明光はミラー１７Ａで上向きに反射され
る。２分割された後に上向きに方向が変えられた２つの
照明光は、それぞれ基準マーク部材９の底面部から、一
対の基準マーク１１Ａ，１１Ｂを透過した後、投影光学
系１９を介してレチクル１８の下面に形成されたスリッ
ト状のアライメントマーク２Ｂ，２Ａの近傍に基準マー
ク１１Ａ，１１Ｂの像を形成する。そして、レチクル１
８を透過した照明光がそれぞれミラー２２Ｂ，２２Ａで
反射され、対物レンズＬ２Ｂ，Ｌ２Ａを介して２次元Ｃ
ＣＤ等の撮像素子からなる一対の光電センサ１Ｂ，１Ａ
の受光面にそれぞれ２つのマークの像を結像する。光電
センサ１Ａの受光面には、基準マーク部材９上の基準マ
ーク１１Ｂの像とアライメントマーク２Ａとの重なった
像が形成され、光電センサ１Ｂの受光面には、基準マー
ク部材９上の基準マーク１１Ａの像とアライメントマー
ク２Ｂとの重なった像が形成される。光電センサ１Ａ，
１Ｂからの画像信号を信号処理することにより、ウエハ
ステージ１５上の基準マーク部材９に対するレチクル１
８の相対位置及びＸＹ平面での回転角のずれが検出され
る。
【００２３】次に、第１のＦＩＡ方式のアライメントセ
ンサＡＳ１は、投影光学系１９の下方の側面近傍に設置
されており、ウエハ８のプリアライメント用に使用され
る。その前のベースライン計測時には、光源５から射出
された照明光ＩＬ３は、ハーフプリズム１６及び対物レ
ンズＬ４を透過してミラー２５で下方に反射され、基準
マーク部材９上の基準マーク１２に照射される。基準マ
ーク１２で反射された検出光は入射した光路を逆戻りし
て、再びミラー２５に入射して水平方向に反射され、対
物レンズＬ４を介してハーフプリズム１６に入射する。
検出光はハーフプリズム１６で反射され、指標板１３上
に基準マーク１２の像を形成する。指標板１３には指標
マークが形成されており、指標マークを透過した検出光
は結像レンズＬ５によって２次元ＣＣＤ等の撮像素子か
らなる光電センサ６上に２つのマークの像を結像する。
基準マーク１２と指標マークの像を画像処理して位置ず
れを求め、それに基づきアライメントセンサＡＳ１のベ
ースライン量が求められる。なお、アライメントセンサ
ＡＳ１によるプリアライメント時には、ウエハ８上の所
定のアライメントマークの位置が検出される。
ンサＡＳ１は、投影光学系１９の下方の側面近傍に設置
されており、ウエハ８のプリアライメント用に使用され
る。その前のベースライン計測時には、光源５から射出
された照明光ＩＬ３は、ハーフプリズム１６及び対物レ
ンズＬ４を透過してミラー２５で下方に反射され、基準
マーク部材９上の基準マーク１２に照射される。基準マ
ーク１２で反射された検出光は入射した光路を逆戻りし
て、再びミラー２５に入射して水平方向に反射され、対
物レンズＬ４を介してハーフプリズム１６に入射する。
検出光はハーフプリズム１６で反射され、指標板１３上
に基準マーク１２の像を形成する。指標板１３には指標
マークが形成されており、指標マークを透過した検出光
は結像レンズＬ５によって２次元ＣＣＤ等の撮像素子か
らなる光電センサ６上に２つのマークの像を結像する。
基準マーク１２と指標マークの像を画像処理して位置ず
れを求め、それに基づきアライメントセンサＡＳ１のベ
ースライン量が求められる。なお、アライメントセンサ
ＡＳ１によるプリアライメント時には、ウエハ８上の所
定のアライメントマークの位置が検出される。
【００２４】また、ＴＴＬ方式で且つＬＳＡ方式の第２
のアライメントセンサＡＳ２は、投影光学系１９の上部
側面付近に設置されている。このアライメントセンサＡ
Ｓ２は、レチクル１８とウエハ８の各ショット領域との
最終的な位置決めのためのアライメント（ファイン・ア
ライメント）に使用される。ウエハのアライメントに際
して、レーザ光源３から射出されたレーザビームＩＬ２
は、ハーフプリズム２３を透過してミラー２４で投影光
学系１９の上部に向けて反射され、投影光学系１９の上
部から投影光学系１９を通過してウエハ８上の計測対象
のショット領域に付設されたウエハマーク２１に照射さ
れる。ウエハマーク２１からの回折光は、入射した光路
を逆戻りして、再び投影光学系１９を通過する。投影光
学系１９を通過した回折光は、ミラー２４で水平方向に
反射され、ハーフプリズム２３に入射する。回折光はハ
ーフプリズム２３で下方に反射され、フォトダイオード
等の受光センサ４の受光面に入射する。受光センサ４の
検出信号を処理して受光センサ４に入射する光量を計測
し、光量が最も大きくなる位置をウエハマーク２１の位
置として求める。そして、そのウエハマーク２１の位置
に基づいて露光対象ショット領域の位置決めを行う。な
お、アライメントセンサＡＳ２のベースライン計測の場
合は、図２に示すように、基準マーク部材９が投影光学
系１９の露光フィールドに移動され、基準マーク部材９
上の基準マーク１０がレーザビームＩＬ２により照明さ
れる。この場合、アライメントセンサＡＳ２の検出中心
の基準マーク１０に対する相対位置が計測される。
のアライメントセンサＡＳ２は、投影光学系１９の上部
側面付近に設置されている。このアライメントセンサＡ
Ｓ２は、レチクル１８とウエハ８の各ショット領域との
最終的な位置決めのためのアライメント（ファイン・ア
ライメント）に使用される。ウエハのアライメントに際
して、レーザ光源３から射出されたレーザビームＩＬ２
は、ハーフプリズム２３を透過してミラー２４で投影光
学系１９の上部に向けて反射され、投影光学系１９の上
部から投影光学系１９を通過してウエハ８上の計測対象
のショット領域に付設されたウエハマーク２１に照射さ
れる。ウエハマーク２１からの回折光は、入射した光路
を逆戻りして、再び投影光学系１９を通過する。投影光
学系１９を通過した回折光は、ミラー２４で水平方向に
反射され、ハーフプリズム２３に入射する。回折光はハ
ーフプリズム２３で下方に反射され、フォトダイオード
等の受光センサ４の受光面に入射する。受光センサ４の
検出信号を処理して受光センサ４に入射する光量を計測
し、光量が最も大きくなる位置をウエハマーク２１の位
置として求める。そして、そのウエハマーク２１の位置
に基づいて露光対象ショット領域の位置決めを行う。な
お、アライメントセンサＡＳ２のベースライン計測の場
合は、図２に示すように、基準マーク部材９が投影光学
系１９の露光フィールドに移動され、基準マーク部材９
上の基準マーク１０がレーザビームＩＬ２により照明さ
れる。この場合、アライメントセンサＡＳ２の検出中心
の基準マーク１０に対する相対位置が計測される。
【００２５】なお、本例のそのアライメントセンサＡＳ
２は例えばＸ軸用であり、Ｙ軸用のＬＳＡ方式のアライ
メントセンサ（不図示）も設置されている。次に、本例
の第１のアライメントセンサＡＳ１及び第２のアライメ
ントセンサＡＳ２のベースライン計測の動作について図
１を参照して説明する。以下、Ｘ方向のベースライン量
に関して説明するが、Ｙ方向のベースライン量も同様に
計測される。
２は例えばＸ軸用であり、Ｙ軸用のＬＳＡ方式のアライ
メントセンサ（不図示）も設置されている。次に、本例
の第１のアライメントセンサＡＳ１及び第２のアライメ
ントセンサＡＳ２のベースライン計測の動作について図
１を参照して説明する。以下、Ｘ方向のベースライン量
に関して説明するが、Ｙ方向のベースライン量も同様に
計測される。
【００２６】図１は、本例のアライメント方法を説明す
るためのフローチャートを示し、図１は、アライメント
を行って露光するまでの工程を示している。この図１に
示すように、先ずステップ１０１において、１枚目のレ
チクルがレチクルステージ２０上にロードされる。次に
ステップ１０２において、先ず、ウエハステージ１５上
の基準マーク部材９上の基準マーク１１Ａ，１１Ｂの中
心を投影光学系１９の露光フィールドの中心に移動し、
レチクルアライメント顕微鏡ＡＳ３Ａ，ＡＳ３Ｂによ
り、アライメントマーク２Ａ，２Ｂと基準マーク部材９
上の基準マーク１１Ｂ，１１Ａとの相対的な位置ずれ量
を求める。ここで、その一対のマーク同士のＸ方向への
位置ずれを平均して、その位置ずれ量をΔｘ1 とする。
この場合、アライメントマーク２Ａとアライメントマー
ク２Ｂとの間の中心位置Ｒ0 のウエハ上への投影位置Ｐ
R をレチクル１８のパターンの中心位置（以下「パター
ン中心」という）とすれば、基準マーク部材９上の基準
マーク１１Ａと基準マーク１１Ｂとの中心位置ＰW とパ
ターン中心ＰR とのＸ方向への位置ずれ量はΔｘ1 とな
る。更にここでは、一対のマーク同士のＹ方向への位置
ずれ量の差分からレチクル１８のＸＹ平面上での回転角
も求められる。
るためのフローチャートを示し、図１は、アライメント
を行って露光するまでの工程を示している。この図１に
示すように、先ずステップ１０１において、１枚目のレ
チクルがレチクルステージ２０上にロードされる。次に
ステップ１０２において、先ず、ウエハステージ１５上
の基準マーク部材９上の基準マーク１１Ａ，１１Ｂの中
心を投影光学系１９の露光フィールドの中心に移動し、
レチクルアライメント顕微鏡ＡＳ３Ａ，ＡＳ３Ｂによ
り、アライメントマーク２Ａ，２Ｂと基準マーク部材９
上の基準マーク１１Ｂ，１１Ａとの相対的な位置ずれ量
を求める。ここで、その一対のマーク同士のＸ方向への
位置ずれを平均して、その位置ずれ量をΔｘ1 とする。
この場合、アライメントマーク２Ａとアライメントマー
ク２Ｂとの間の中心位置Ｒ0 のウエハ上への投影位置Ｐ
R をレチクル１８のパターンの中心位置（以下「パター
ン中心」という）とすれば、基準マーク部材９上の基準
マーク１１Ａと基準マーク１１Ｂとの中心位置ＰW とパ
ターン中心ＰR とのＸ方向への位置ずれ量はΔｘ1 とな
る。更にここでは、一対のマーク同士のＹ方向への位置
ずれ量の差分からレチクル１８のＸＹ平面上での回転角
も求められる。
【００２７】このステップ１０２では、以上の工程と同
時に、第１のアライメントセンサＡＳ１のベースライン
計測を行う。第１のアライメントセンサＡＳ１を使用し
て、基準マーク部材９上の基準マーク１２の像とアライ
メントセンサＡＳ１内の指標板１３との位置ずれから、
ウエハ８上でのアライメントセンサＡＳ１の検出中心と
基準マーク１２との相対的な位置ずれ量を検出する。こ
こで、そのＸ方向への位置ずれ量をΔｘ2 とする。基準
マーク部材９上の基準マーク同士の間隔は予め精密な測
定器で求められており、例えば基準マーク１１Ａと基準
マーク１１Ｂとの間の中心位置ＰW と基準マーク１２と
のＸ方向への間隔をＤ1 とすれば、アライメントセンサ
ＡＳ１の検出中心位置ＰW1とパターン中心ＰR との間隔
Ｂ11は、Ｂ11＝Ｄ1 ＋Δｘ1 ＋Δｘ2 で求められる。こ
の間隔Ｂ11がアライメントセンサＡＳ１のＸ方向へのベ
ースライン量となる。また、第１のアライメントセンサ
ＡＳ１では静止状態でＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量を
同時に計測できるため、同時にＹ方向へのベースライン
量も求められる。
時に、第１のアライメントセンサＡＳ１のベースライン
計測を行う。第１のアライメントセンサＡＳ１を使用し
て、基準マーク部材９上の基準マーク１２の像とアライ
メントセンサＡＳ１内の指標板１３との位置ずれから、
ウエハ８上でのアライメントセンサＡＳ１の検出中心と
基準マーク１２との相対的な位置ずれ量を検出する。こ
こで、そのＸ方向への位置ずれ量をΔｘ2 とする。基準
マーク部材９上の基準マーク同士の間隔は予め精密な測
定器で求められており、例えば基準マーク１１Ａと基準
マーク１１Ｂとの間の中心位置ＰW と基準マーク１２と
のＸ方向への間隔をＤ1 とすれば、アライメントセンサ
ＡＳ１の検出中心位置ＰW1とパターン中心ＰR との間隔
Ｂ11は、Ｂ11＝Ｄ1 ＋Δｘ1 ＋Δｘ2 で求められる。こ
の間隔Ｂ11がアライメントセンサＡＳ１のＸ方向へのベ
ースライン量となる。また、第１のアライメントセンサ
ＡＳ１では静止状態でＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量を
同時に計測できるため、同時にＹ方向へのベースライン
量も求められる。
【００２８】次に、ステップ１０３において、第２のア
ライメントセンサＡＳ２のベースライン量を求めるた
め、第２のアライメントセンサＡＳ２からレーザビーム
を照射して、基準マーク部材９上の基準マーク１０の位
置を検出する。この場合、上述のようにウエハステージ
１５を走査して、アライメントセンサＡＳ２の受光セン
サ４の受光量が最大となる位置を検出する。ここで、そ
の受光量が最大となる位置までのウエハステージ１５の
Ｘ方向への移動量をΔｘ3 とし、中心位置ＰW と基準マ
ーク１２との間のＸ方向への間隔をＤ2 とすれば、アラ
イメントセンサＡＳ２の検出中心位置ＰW2とパターン中
心ＰR との間隔Ｂ21は、Ｂ21＝Ｄ2 ＋Δｘ 1 ＋Δｘ3 で
求められる。この間隔Ｂ21がアライメントセンサＡＳ２
のＸ方向へのベースライン量となる。その後、ウエハス
テージ１５をＹ方向に走査することにより、Ｙ軸用のＬ
ＳＡ方式の第２のアライメントセンサ（不図示）のＹ方
向へのベースライン量が求められる。そして、ステップ
１０２，１０３で求められたベースライン量Ｂ11，Ｂ21
は不図示の中央制御系に記憶される。そして、ステップ
１０４において、第２のアライメントセンサＡＳ２のベ
ースライン量Ｂ21と第１のアライメントセンサＡＳ１の
ベースライン量Ｂ11との差分ΔＢ（＝Ｂ21−Ｂ 11）を求
める。
ライメントセンサＡＳ２のベースライン量を求めるた
め、第２のアライメントセンサＡＳ２からレーザビーム
を照射して、基準マーク部材９上の基準マーク１０の位
置を検出する。この場合、上述のようにウエハステージ
１５を走査して、アライメントセンサＡＳ２の受光セン
サ４の受光量が最大となる位置を検出する。ここで、そ
の受光量が最大となる位置までのウエハステージ１５の
Ｘ方向への移動量をΔｘ3 とし、中心位置ＰW と基準マ
ーク１２との間のＸ方向への間隔をＤ2 とすれば、アラ
イメントセンサＡＳ２の検出中心位置ＰW2とパターン中
心ＰR との間隔Ｂ21は、Ｂ21＝Ｄ2 ＋Δｘ 1 ＋Δｘ3 で
求められる。この間隔Ｂ21がアライメントセンサＡＳ２
のＸ方向へのベースライン量となる。その後、ウエハス
テージ１５をＹ方向に走査することにより、Ｙ軸用のＬ
ＳＡ方式の第２のアライメントセンサ（不図示）のＹ方
向へのベースライン量が求められる。そして、ステップ
１０２，１０３で求められたベースライン量Ｂ11，Ｂ21
は不図示の中央制御系に記憶される。そして、ステップ
１０４において、第２のアライメントセンサＡＳ２のベ
ースライン量Ｂ21と第１のアライメントセンサＡＳ１の
ベースライン量Ｂ11との差分ΔＢ（＝Ｂ21−Ｂ 11）を求
める。
【００２９】以上のステップ１０２，１０３により第２
のアライメントセンサＡＳ２の検出中心のレチクルのパ
ターン中心からのベースライン量が求められたため、次
のステップ１０５において、この第２のアライメントセ
ンサＡＳ２を使用して、例えばエンハンスト・グローバ
ル・アライメント（ＥＧＡ）方式でウエハ８の最終的な
アライメント（ファイン・アライメント）を行う。即
ち、ウエハステージ１５を走査して、ウエハ８の計測対
象の複数のショット領域（サンプルショット）のウエハ
マークからの回折光の光量が最大になる位置を順次検出
し、その結果よりウエハ８上の全部のショット領域の配
列座標を求める。そして、ステップ１０６において、こ
の配列座標と先に求めたベースライン量とに基づいて、
各ショット領域の中心を順次レチクル１８のパターン中
心に位置決めして、露光照明系ＡＬからの露光光のもと
でレチクルのパターンをそのショット領域に転写する。
のアライメントセンサＡＳ２の検出中心のレチクルのパ
ターン中心からのベースライン量が求められたため、次
のステップ１０５において、この第２のアライメントセ
ンサＡＳ２を使用して、例えばエンハンスト・グローバ
ル・アライメント（ＥＧＡ）方式でウエハ８の最終的な
アライメント（ファイン・アライメント）を行う。即
ち、ウエハステージ１５を走査して、ウエハ８の計測対
象の複数のショット領域（サンプルショット）のウエハ
マークからの回折光の光量が最大になる位置を順次検出
し、その結果よりウエハ８上の全部のショット領域の配
列座標を求める。そして、ステップ１０６において、こ
の配列座標と先に求めたベースライン量とに基づいて、
各ショット領域の中心を順次レチクル１８のパターン中
心に位置決めして、露光照明系ＡＬからの露光光のもと
でレチクルのパターンをそのショット領域に転写する。
【００３０】その後、１枚目のレチクルを使用する全て
のウエハについてステップ１０５，１０６が繰り返され
る。次に、ステップ１０７において、レチクルが２枚目
のレチクルに交換され、レチクルステージ２０上にロー
ドされる。次に、ステップ１０８において、先のステッ
プ１０２と同様にレチクルアライメント顕微鏡ＡＳ３
Ａ，ＡＳ３Ｂにより２枚目のレチクルのパターン中心の
位置ずれを計測すると同時に第１のアライメントセンサ
ＡＳ１のベースライン計測を行う。ここで求められた２
枚目のレチクルに関するアライメントセンサＡＳ１のＸ
方向へのベースライン量をＢ12とする。
のウエハについてステップ１０５，１０６が繰り返され
る。次に、ステップ１０７において、レチクルが２枚目
のレチクルに交換され、レチクルステージ２０上にロー
ドされる。次に、ステップ１０８において、先のステッ
プ１０２と同様にレチクルアライメント顕微鏡ＡＳ３
Ａ，ＡＳ３Ｂにより２枚目のレチクルのパターン中心の
位置ずれを計測すると同時に第１のアライメントセンサ
ＡＳ１のベースライン計測を行う。ここで求められた２
枚目のレチクルに関するアライメントセンサＡＳ１のＸ
方向へのベースライン量をＢ12とする。
【００３１】従来は、次のステップにおいて、先のステ
ップ１０３と同様に第２のアライメントセンサＡＳ２の
ベースライン計測を行っていたが、本例では、次のステ
ップ１０９で、アライメントセンサＡＳ２のベースライ
ン計測は行わず、先のステップ１０４で求めたベースラ
イン量Ｂ11，Ｂ21の差分ΔＢとステップ１０８で求めた
ベースライン量Ｂ12とに基づいてアライメントセンサＡ
Ｓ２のベースライン量Ｂ22を、Ｂ22＝Ｂ12＋ΔＢで計算
する。
ップ１０３と同様に第２のアライメントセンサＡＳ２の
ベースライン計測を行っていたが、本例では、次のステ
ップ１０９で、アライメントセンサＡＳ２のベースライ
ン計測は行わず、先のステップ１０４で求めたベースラ
イン量Ｂ11，Ｂ21の差分ΔＢとステップ１０８で求めた
ベースライン量Ｂ12とに基づいてアライメントセンサＡ
Ｓ２のベースライン量Ｂ22を、Ｂ22＝Ｂ12＋ΔＢで計算
する。
【００３２】そして、この求められたベースライン量Ｂ
22に基づき、次のステップ１１０において、第２のアラ
イメントセンサＡＳ２を使用してステップ１０５と同様
にウエハのファイン・アライメントを行い、ステップ１
１１において当該ウエハの全ショット領域へレチクルの
パターンを転写する。また、そのレチクルを使用する全
部のウエハについてステップ１１０，１１１が繰り返さ
れる。以上のステップ１０７〜１１１までの工程はレチ
クルの交換毎に繰り返され、ステップ１１２で１ロット
内の全部のウエハへの露光が終了したことを確認して終
了する。
22に基づき、次のステップ１１０において、第２のアラ
イメントセンサＡＳ２を使用してステップ１０５と同様
にウエハのファイン・アライメントを行い、ステップ１
１１において当該ウエハの全ショット領域へレチクルの
パターンを転写する。また、そのレチクルを使用する全
部のウエハについてステップ１１０，１１１が繰り返さ
れる。以上のステップ１０７〜１１１までの工程はレチ
クルの交換毎に繰り返され、ステップ１１２で１ロット
内の全部のウエハへの露光が終了したことを確認して終
了する。
【００３３】なお、長時間経過するまでの間に、第１の
アライメントセンサＳＡ１の検出中心と第２のアライメ
ントセンサＳＡ２の検出中心との間隔が一定に保たれず
シフトする恐れがある。しかし、前述のＡＳＩＣ（特定
用途向けＩＣ）のように短時間でレチクルを交換するよ
うな場合には、アライメントセンサ間のシフト量は無視
できる程小さいものである。
アライメントセンサＳＡ１の検出中心と第２のアライメ
ントセンサＳＡ２の検出中心との間隔が一定に保たれず
シフトする恐れがある。しかし、前述のＡＳＩＣ（特定
用途向けＩＣ）のように短時間でレチクルを交換するよ
うな場合には、アライメントセンサ間のシフト量は無視
できる程小さいものである。
【００３４】以上、本例の方法によれば、１枚目のレチ
クル以外のすべてのレチクルに関して、第２のアライメ
ントセンサＡＳ２のベースライン計測が省略される。前
述のように特にＡＳＩＣ等を少量多品種生産する場合の
ようにレチクルの交換頻度が高い場合には、ベースライ
ン計測の時間が省略されることによる効果は大きく、生
産性が著しく向上する。
クル以外のすべてのレチクルに関して、第２のアライメ
ントセンサＡＳ２のベースライン計測が省略される。前
述のように特にＡＳＩＣ等を少量多品種生産する場合の
ようにレチクルの交換頻度が高い場合には、ベースライ
ン計測の時間が省略されることによる効果は大きく、生
産性が著しく向上する。
【００３５】また、本例では、１枚目以降のレチクルに
関しては、ベースライン量の計測は第１のアライメント
センサＡＳ１だけが対象となる。前述のように、レチク
ルアライメント顕微鏡及びアライメントセンサＡＳ１の
計測は、静止状態において、且つ、Ｘ方向及びＹ方向が
同時に行われるので、短時間に且つ極めて高精度に計測
が行われるため、第２のアライメントセンサＡＳ２のベ
ースライン量Ｂ22は高精度に算出される。
関しては、ベースライン量の計測は第１のアライメント
センサＡＳ１だけが対象となる。前述のように、レチク
ルアライメント顕微鏡及びアライメントセンサＡＳ１の
計測は、静止状態において、且つ、Ｘ方向及びＹ方向が
同時に行われるので、短時間に且つ極めて高精度に計測
が行われるため、第２のアライメントセンサＡＳ２のベ
ースライン量Ｂ22は高精度に算出される。
【００３６】なお、本例はステッパ型の投影露光装置に
本発明を適用したものであるが、レチクルとウエハとを
相対的に走査して露光するステップ・アンド・スキャン
方式等の走査型の投影露光装置にも同様に適用できる。
このように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
る。
本発明を適用したものであるが、レチクルとウエハとを
相対的に走査して露光するステップ・アンド・スキャン
方式等の走査型の投影露光装置にも同様に適用できる。
このように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
る。
【００３７】
【発明の効果】本発明の第１のアライメント方法によれ
ば、第２のマスク又は第２のマスク以降のマスクに関し
ては第１及び第２のアライメントセンサの内のいずれか
１つのアライメントセンサだけについて、アライメント
センサの検出中心とマスクのパターンの露光中心との相
対位置の計測を行えばよい。従って、複数のアライメン
トセンサの露光中心との位置関係（ベースライン量等）
計測に要する時間が減少し、特にマスクの交換頻度が高
い場合には、スループット（生産性）が向上する。
ば、第２のマスク又は第２のマスク以降のマスクに関し
ては第１及び第２のアライメントセンサの内のいずれか
１つのアライメントセンサだけについて、アライメント
センサの検出中心とマスクのパターンの露光中心との相
対位置の計測を行えばよい。従って、複数のアライメン
トセンサの露光中心との位置関係（ベースライン量等）
計測に要する時間が減少し、特にマスクの交換頻度が高
い場合には、スループット（生産性）が向上する。
【００３８】また、第３工程で使用されるアライメント
センサと第４工程で使用されるアライメントセンサとが
異なっている場合には、第３工程では最も計測時間の短
いアライメントセンサを使用し、第４工程では最もアラ
イメント精度に優れたアライメントセンサを選択するこ
とにより、高い生産性及び露光精度が達成できる。ま
た、本発明による第２のアライメント方法によれば、第
１のアライメント方法と同様に、いずれか一方のアライ
メントセンサの検出中心とマスクのパターンの露光中心
との間隔を測定する時間が省略され、複数のアライメン
トセンサを使用する場合でもスループットが向上する。
センサと第４工程で使用されるアライメントセンサとが
異なっている場合には、第３工程では最も計測時間の短
いアライメントセンサを使用し、第４工程では最もアラ
イメント精度に優れたアライメントセンサを選択するこ
とにより、高い生産性及び露光精度が達成できる。ま
た、本発明による第２のアライメント方法によれば、第
１のアライメント方法と同様に、いずれか一方のアライ
メントセンサの検出中心とマスクのパターンの露光中心
との間隔を測定する時間が省略され、複数のアライメン
トセンサを使用する場合でもスループットが向上する。
【図１】本発明によるアライメント方法の実施の形態の
一例を示すフローチャートである。
一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明によるアライメント方法の実施の形態で
使用される投影露光装置の一例を示す一部を切り欠いた
概略構成図である。
使用される投影露光装置の一例を示す一部を切り欠いた
概略構成図である。
【図３】従来のアライメント方法の一例を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
ＡＳ１ ＦＩＡ方式のアライメントセンサ ＡＳ２ ＬＳＡ方式のアライメントセンサ ＡＳ３Ａ，ＡＳ３Ｂ レチクルアライメント顕微鏡 １Ａ，１Ｂ 光電センサ ２Ａ，２Ｂ レチクルマーク ３ レーザ光源 ４ 受光センサ ５ 光源 ６ 光電センサ ７ 照明用ライトガイド ８ ウエハ ９ 基準マーク部材 １０，１１ａ，１１ｂ，１２ 基準マーク １３ 指標板 １４ａ レーザ干渉計 １５ ウエハステージ １８ レチクル ２０ レチクルステージ
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上の各ショット領域の位置を互いに
異なる検出方式で検出する第１及び第２のアライメント
センサを備え、該２つのアライメントセンサの少なくと
も一方の検出結果を用いて、前記基板の露光対象のショ
ット領域をマスクのパターンの露光位置に位置合わせし
て当該ショット領域に前記パターンを転写する露光装置
のアライメント方法において、 前記第１及び第２のアライメントセンサの検出中心と第
１のマスクのパターンの露光中心との位置関係をそれぞ
れ計測し、該計測された２つの位置関係の差を求める第
１工程と；前記第１及び第２のアライメントセンサの内
の一方のアライメントセンサを用いて第１の基板上の所
定のショット領域の位置を計測し、該計測結果及び前記
第１工程で計測された間隔に基づいて該ショット領域を
位置合わせして、前記第１のマスクのパターンを転写す
る第２工程と；第２のマスクのパターンの露光を行う際
に、前記第１及び第２のアライメントセンサの内の計測
時間が短い方のアライメントセンサの検出中心と前記第
２のマスクのパターンの露光中心との間隔を計測する第
３工程と；前記第１及び第２のアライメントセンサの内
の一方のアライメントセンサを用いて第２の基板上の所
定のショット領域の位置を計測し、該計測結果、前記第
１工程で計測された位置関係の差、及び前記第３工程で
計測された間隔に基づいて該ショット領域を位置合わせ
する第４工程と；を有することを特徴とするアライメン
ト方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のアライメント方法であっ
て、 前記第３工程で使用されるアライメントセンサと前記第
４工程で使用されるアライメントセンサとが異なること
を特徴とするアライメント方法。 - 【請求項３】 基板上の各ショット領域の位置を互いに
異なる検出方式で検出する第１及び第２のアライメント
センサを備え、該２つのアライメントセンサの少なくと
も一方の検出結果を用いて、前記基板の露光対象のショ
ット領域をマスクのパターンの露光位置に位置合わせし
て当該ショット領域に前記パターンを転写する露光装置
のアライメント方法において、 所定のマスクのパターンの露光を行う際に、前記２つの
アライメントセンサの内の一方のアライメントセンサの
検出中心と前記所定のマスクのパターンの露光中心との
位置関係を計測し、 前記２つのアライメントセンサの内の他方のアライメン
トセンサを用いて露光対象の基板上のショット領域の位
置を計測し、該計測結果、及び前記一方のアライメント
センサについて計測された位置関係に基づいて該ショッ
ト領域を位置合わせすることを特徴とするアライメント
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210621A JPH0963924A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | アライメント方法 |
| KR1019960031371A KR970012022A (ko) | 1995-08-18 | 1996-07-30 | 얼라이먼트 방법 |
| US08/698,095 US5671057A (en) | 1995-08-18 | 1996-08-15 | Alignment method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210621A JPH0963924A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | アライメント方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0963924A true JPH0963924A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16592366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210621A Withdrawn JPH0963924A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | アライメント方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5671057A (ja) |
| JP (1) | JPH0963924A (ja) |
| KR (1) | KR970012022A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3651630B2 (ja) * | 1996-08-05 | 2005-05-25 | 株式会社ニコン | 投影露光方法及び投影露光装置 |
| JPH10154646A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Nikon Corp | 搬送装置 |
| US6178392B1 (en) * | 1998-09-22 | 2001-01-23 | Intel Corporation | Method for combining the computer models of two surfaces in 3-D space |
| JP4164414B2 (ja) * | 2003-06-19 | 2008-10-15 | キヤノン株式会社 | ステージ装置 |
| JP4315427B2 (ja) * | 2003-08-07 | 2009-08-19 | キヤノン株式会社 | 位置測定方法、露光装置、及びデバイスの製造方法 |
| EP2026373B1 (de) * | 2007-08-07 | 2010-02-17 | Micronas GmbH | Positioniereinrichtung zum Positionieren einer Blende in einem lonenstrahl |
| JP2009099873A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP2010098143A (ja) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5365342A (en) * | 1984-10-18 | 1994-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Alignment and exposure apparatus and method for manufacture of integrated circuits |
| JP2642216B2 (ja) * | 1989-05-23 | 1997-08-20 | サイベック システムズ | 半導体物品の予備位置決め方法及び装置 |
| FI83565C (fi) * | 1989-06-26 | 1991-07-25 | Imatran Voima Oy | Foerfarande och anordning foer maetning av linjeringstillstaond. |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP7210621A patent/JPH0963924A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-07-30 KR KR1019960031371A patent/KR970012022A/ko not_active Application Discontinuation
- 1996-08-15 US US08/698,095 patent/US5671057A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5671057A (en) | 1997-09-23 |
| KR970012022A (ko) | 1997-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |