JPH0467772B2

JPH0467772B2 -

Info

Publication number: JPH0467772B2
Application number: JP60215002A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Nakada; Yoshitada Oshida; Masataka Shiba
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1992-10-29
Also published as: JPS6276622A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、回路パターンを縮小投影レンズを介
してウエハ上に露光する際、両者をアライメント
する縮小投影アライメント方法及びその装置に関
する。

〔発明の背景〕

半導体集積回路の微細化が進行するのに伴なつ
て、縮小投影露光装置で露光する際のレチクルと
ウエハとのアライメント精度はますます高精度が
要求されている。そのため、１チツプ毎にアライ
メントが行えるようにしてウエハ内のチツプの配
列誤差に対応できる縮小投影レンズを介すTTL
アライメント方式が、今後の高集積回路の製造に
おいて主流となつてきている。

第１３図は、TTLアライメント方式の一例を
示したものである。レチクル１の回路パターンは
縮小投影レンズ２を介し、ウエハ３上に１ないし
数チツプずつ露光される。４はウエハステージ、
１６はチツプである。ここでは、まずレチクルア
ライメント光学系５，５′により、レチクル初期
設定用パターン１５，１５′の位置を検出してレ
チクル１を初期位置にセツトする。次にウエハ上
のアライメントパターン１４，１４′を縮小投影
レンズ２を介してレチクル１上のアライメントパ
ターン１３，１３′上に結像し、両パターンをウ
エハアライメント検出光学系で検出するウエハア
ライメント検出光学系は、ミラー６，６′、リレ
ーレンズ７，７′、拡大レンズ８，８′、可動スリ
ツト９，９′、光電子増倍管１０，１０′及び露光
光と同じ波長のアライメント用照明光を発する光
フアイバ１１，１１′より成る。もし、検出した
ウエハアライメントパターン１４，１４′とレチ
クルアライメントパターン１３，１３′の位置が
一致していない場合にはウエハ３を搭載するウエ
ハステージ４をＸ方向及びＹ方向に移動して両パ
ターン１４，１４′、１３，１３′の位置を一致さ
せる。このようにしてアライメントが終了する
と、露光系１２により、露光光が照明される。
尚、この種のアライメント方式として関連するも
のは、特開昭55−41739号公報が挙げられる。

このTTLアライメント方式において、従来か
ら指摘されながら、依然として解決されない問題
点が、ウエハ上のホトレジストの塗布むらに起因
したアライメント精度の低下である。この問題
は、半導体回路が高集積化するのに伴い、近年極
めて深刻な問題となつている。

第１４図に示すように、ホトレジストは、スピ
ンコータ（回転塗布機）でウエハ３を高速回転さ
せ（Ｒ方向）、その遠心力によりウエハ全面に１
〜2μｍ（単層レジストの場合）の厚さに塗布さ
れる。従つて、ホトレジストの流れる方向は矢印
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示すようにウエハ中心から放射
状に広がる方向となる。第１５図はチツプ１７の
ｘ方向アライメントパターン１９の拡大図であ
る。通常アライメントパターンは第１５図に示す
ように凹もしくは凸の段差パターンで構成されて
おり、その上に塗布されたホトレジスト２３の膜
厚は段差の形状に応じてゆるやかな曲線を描く。
尚、ここで２１はSi基板、２２はSiO₂層である。
さて、第１４図に示すように、チツプ１７のｘ方
向アライメントパターン１９はレジストの流れ方
向Ｂと平行であるが、チツプ１８のｘ方向アライ
メントパターン２０はレジストの流れ方向Ｃと直
角になつている。その結果、第１５図ａに示すよ
うにアライメントパターン１９近傍のパターン位
置検出方向のホトレジスト膜厚分布は左右対称と
なるが、一方同図ｂに示すようにアライメントパ
ターン２０近傍のホトレジスト膜厚分布は、パタ
ーン段差部でホトレジストの流れが乱れ、左右非
対称となる。尚、同図ａ及びｂにおいて、Ｂ及び
Ｃはレジストの流れる方向を示している。アライ
メントパターン１９及び２０はパターン照明光２
４ａ及び２５ａによつて照明されるが、パターン
からの反射光は近似的にホトレジスト表面からの
反射光２４ｂ，２５ｂとSi基板２１もしくは
SiO₂層２２表面からの反射光２４ｃ，２５ｃと
の干渉光として得られる。従つて第１７図に示す
ように、ホトレジスト２３の膜厚に応じてその干
渉光強度は周期的に変化する。その結果、アライ
メントパターン１９からの反射光強度分布は第１
６図ａに示すように左右対称となるが、アライメ
ントパターン２０からの反射光強度分布は同図ｂ
に示すように左右非対称となる。従つて、検出信
号波形の対称性を利用し、波形の対称中心をアラ
イメントパターンの中心位置とする従来のアライ
メント方式においては、同図ｂに示すように真の
パターン中心位置xwに対し、xdをパターン中心
位置とみなしてしまい、誤差exが生じ、アライ
メント精度の低下を招いていた。第１８図は、ウ
エハ３０上の各チツプにおけるアライメント誤差
の大きさと方向を矢印で示したものである。例え
ばチツプ３１におけるアライメント誤差３２は、
第１９図に示すように、ｘ方向については３２
ｘ，ｙ方向については３２ｙの各矢印で表され
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑
み、レジスト塗布むらに起因したアライメント精
度の低下を除去し、安定した高い精度でレチクル
とウエハとをアライメントできるようにした縮小
投影アライメント方法及びその装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は上記目的を達成するために、単
色照明ではレジスト内多重干渉が生じ、一方白色
照明光の下では、ホトレジスト内の多重干渉が小
さく、その結果ホトレジスト塗布むらに起因した
検出信号の非対称性が発生せず、常にコントラス
トが高く、又、波形の対称性のよいアライメント
パターン検出信号が得られ、位置検出精度が極め
て高いことに着目し、レチクルとウエハとのアラ
イメントの際に、あらかじめ縮小投影レンズを介
すことなく、又アライメント光学系とは異なる別
光学系にて、白色照明光とアライメント照明光と
同一波長の単色照明光とでウエハ上のアライメン
トパターンを照明し、各々の照明光の下でアライ
メントパターンの位置検出を行い、両位置検出信
号の差を求めておき、そのパターン位置検出誤差
データに基づいて、アライメントの際のアライメ
ント量を補正し、レジスト塗布むらに起因したア
ライメント精度の低下を除去することを特徴とす
るものである。

また本発明によるアライメント方式において
は、パターン位置検出誤差データは、まず、ウエ
ハ上の中心部のチツプを含む少なくとも５つ程度
のチツプ近傍のアライメントパターンに対して、
白色照明及び単色照明によりパターン位置検出を
行うことにより求め他のチツプについては、求め
た位置検出誤差データと対応するアライメントパ
ターンの位置座標より、アライメントパターンの
位置座標と発生する位置検出誤差量との関係を導
出し、その関係に基づいて任意位置のアライメン
トパターン位置検出誤差量を求めるものである。

また、本発明においては、白色照明光は輝線ス
ペクトルを含まない平坦なスペクトル分布を示す
ものとする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例とその原理を第１図から
第１２図により説明する。

本発明においては、レチクルとウエハとのアラ
イメントの前にあらかじめ、ウエハ上の全チツプ
もしくは数チツプについて、極めてコントラスト
の高い検出信号が得られ位置検出精度の高い白色
照明光及びアライメント照明光と同一波長の単色
照明光によるアライメントパターン位置検出を行
つておき、両位置検出データの差に基づいてアラ
イメント量の補正を行う点が大きな特徴である。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す図であ
り、ウエハ上の全チツプもしくは数チツプについ
て、白色光及び単色光照明の下でアライメントパ
ターンを検出するパターン検出光学系５１（以
下、サブパターン検出系と呼ぶ）を備えた、ステ
ージ４０とTTLアライメント兼露光用ステージ
４１を独立して持つアライナを上方から見たもの
である。供給側トラツク４２より供給されたウエ
ハは、まずプリアライメントステージ４３で概略
の姿勢を決定する。プリアライメントされたウエ
ハは吸着式あるいは機械式のハンドリング機構４
４により、サブパターン検出ステージ４０の上に
セツトされ４５のようになる。４９はチツプ５
０，５０′はｘ及びｙ方向位置検出アライメント
パターン、５２はサブパターン検出系５１の検出
視野である。

以下、第２図に基づいてこのサブパターン検出
系５１について詳しく説明する。この検出系は、
XYステージ４０、白色光・単色光アライメント
照明系、及びｘ・ｙ方向アライメントパターン検
出光学系から成る。まず、白色光照明用フアイバ
７０ａにより超高圧水銀ランプから白色光がシヤ
ツタ７１ａを通して照明される。この時、シヤツ
タ７１ｂは閉じている照明された白色光は、ハー
フミラー７２、集光レンズ７３、ハーフミラー６
３、リレーレンズ６２、ミラー６１、及び拡大レ
ンズ６０を経てウエハ４５上のｘ方向アライメン
トパターン５０を照明する。今、パターン５０の
近傍においてホトレジストの塗布むらが生じてい
るものとする。パターンからの反射光は、再び拡
大レンズ６０、ミラー６１、リレーレンズ６２、
ハーフミラー６３を経た後、拡大レンズ６４及び
シリンドリカルレンズ６７により、パターン位置
検出方向と直交する方向（ｙ方向）に光学的に圧
縮され、ｘ方向位置検出用の１次元固体撮像素子
６８上に拡大結像される。尚、この際、パターン
からの反射光は、ハーフミラー６５を介して、ｙ
方向位置検出用の１次元固体撮像素子６８′にも
結像するが、ｘ方向パターン検出信号のみメモリ
（図示せず）に記憶すればこれは特に問題ない。
また拡大レンズ６０，６４は３色色補正された顕
微鏡対物レンズを使用する。次に、シヤツタ７１
ａを閉じてシヤツタ７１ｂを開く。そして、単色
光照明用フアイバ７０ｂにより単色光（ｇ線；本
実施例においては、アライメント照明に超高圧水
銀ランプのｇ線を使つている）が照明される。照
明された単色光は、白色光と全く光学系を経て、
ｘ方向アライメントパターン５０を照明する。パ
ターンからの反射光は、やはり同様の光学系を経
て１次元固体センサ上６８に拡大結像される。
尚、ｙ方向アライメントパターン検出についても
全く同様である。第３図ａは白色照明におけるｘ
方向アライメントパターン５０の検出像７５であ
る。同図ｂは、その際のｘ方向位置検出用の１次
元固体撮像素子６８の検出信号波形である。両図
より、白色照明の場合は、ホトレジスト内での光
の多重干渉がほとんど発生せず、従つて塗布むら
の影響もなく、極めてコントラストが高く又、波
形の対称性のよい信号が得られることがわかる。
従つて、信号波形の対称性を利用し波形の対称中
心をアライメントパターンの中心位置とするパタ
ーン位置検出方式を用いた場合、非常に高い精度
でパターン中心位置xaが検出できる。一方、同
図ｃは、単色（ｇ線）照明におけるｘ方向アライ
メントパターン５０の検出像７７である。又、同
図ｄは、その際の１次元固体撮像素子６８の検出
信号波形である。両図より、単色照明の場合は、
レジスト内で光の多重干渉が発生し、アライメン
トパターン近傍でホトレジストに塗布むらがある
と、検出信号が非対称になることがわかる。そし
て検出されたパターン中心位置はxbとなり、白
色照明におけるほぼ理想的な中心位置xaに対し
誤差exが生じる。

そこで、アライメントの前に、このサブパター
ン検出系によりあらかじめ、両照明間のパターン
位置検出誤差exを全チツプについて検出してお
き、アライメントの際にこの値に基づいて補正を
加えることによりアライメント精度の向上が図れ
る。しかしスループツトを考慮すると、数チツプ
の測定から、ウエハ上の全チツプにおける検出誤
差を類推する方が望ましい。そこで本実施例では
後者の方法を採用した。以下、詳しく説明する。
一般にホトレジストの塗布むらの影響が最も顕著
に現れるのは、第１４図に示すようにウエハの中
央部をｘ及びｙ方向に横切るチツプ１００〜１０
８である。そこで、まず、このサブパターン検出
系により、チツプ１００について、ｘ及びｙ方向
パターン１００ｘ，１００ｙを白色・単色照明に
より検出する。検出された中心位置をそれぞれ
（xaO，yaO）（白色照明），（xbO，ybO）（単色
照明）そしてｘ方向及びｙ方向について、両照明
間のパターン位置検出誤差e_xp，e_ypを(1)式及び(2)
式により算出する。

e_xo＝x_ao−x_bo (1) e_yo＝x_ao−x_bo (2) 但しｎ＝０〜８次に、チツプ１０１〜１０４について、ｘ方向
パターンを、チツプ１０５〜１０８について、ｙ
方向パターンを同様に白色・単色照明により検出
する。検出された中心位置をそれぞれx_a1〜x_a4
（白色照明）、x_b1〜x_b4（単色照明）、y_a5〜y_a8（白色
照明）、y_b5〜y_b8（単色照明）とする。同様に両照
明間のパターン位置検出誤差e_xo，e_yo（ｎ＝１〜
８）を(1)式及び(2)式により算出する。第５図は、
ｘ方向パターン１００ｘ〜１０４ｘの設計座標を
それぞれ（x₀，y_x）〜（x₄，y_x）とし、ｙ方向パ
ターン１００ｙ，１０５ｙ〜１０５ｙ〜１０８ｙ
の設計座標をそれぞれ（x_y，y₀），（x_y，y₅）〜
（x_y，y₈）とした時の各パターンの位置検出誤差
e_x0〜e_x8、e_y0，e_y5〜e_y8を示したものである。矢
印の大きさが誤差の大きさを、矢印の向きが誤差
の方向を示す。

次にこれらの位置検出誤差データから、誤差が
最小となる仮想原点（x_s，y_s）を求める。第６図
ａ及びｂはｘ方向及びｙ方向における両照明間の
パターン位置検出誤差量e_xo及びe_yoをプロツトし
たものである。両図より、それぞれの誤差曲線７
９及び８０は、(3)式及び(4)式により２次近似でき
ることがわかる。

e_x（ｘ）＝a_xx²＋b_xｘ＋c_x (3) e_y（ｙ）＝a_yy²＋b_yｙ＋c_y (4) 従つてまずパターンの各座標及び検出された誤
差を上式に代入し、最小二乗法によりa_x，b_x，
c_x，a_y，b_y，c_yを求める。そして、e_xo（ｘ）＝０及
びe_yo（ｙ）となるｘ及びｙ座標を求めることによ
り、仮想原点（x_s，y_s）が得られる。

次に任意位置のアライメントパターンにおける
白色・単色照明間のパターン位置検出誤差e_x，e_y
を類推する一般式を第７図に基づいて説明する。
図において、チツプ８２の近傍のｘ及びｙ方向ア
ライメントパターンの検出誤差は、それぞれ、仮
想原点からの距離m_x及びm_yの関数f_e（m_x）及びf_e
（m_y）で表される誤差量のｘ及びｙ方向への写像
として与えられる。従つて一般式は、(5)式及び(6)
式で表される。

e_x ^*（ｘ，ｙ）＝f_e（m_x）・cosθ_x (5) e_x ^*（ｘ，ｙ）＝f_e（m_y）・sinθ_y (6) 但し、f_e（m_x）＝a_n・m_x ²＋b_nm_x＋c_n f_e（m_y）＝a_nm_y ²＋b_nm_y＋c_n m_x＝√（_x−_s）²＋（_x−_s）² m_y＝√（_y−_s）²＋（_y−_s）² θ_x＝tan^-1（y_x−y_s）／（x_x−x_s） θ_y＝tan^-1（y_y−y_s）／（x_y−x_s）ここで、f_e（m_x）及びf_e（m_y）は第８図に示す
ように、(5)式及び(6)式に各パターンの座標及び検
出された誤差を代入し、最小二乗法により求め
る。

以上より、まずサブパターン検出系によりウエ
ハ上の数チツプについて白色・単色照明間のアラ
イメントパターン検出誤差を検出する。次にその
誤差データに基づいて、誤差が最小となる仮想原
点（x_s，y_s）を求める。そして、(5)式及び(6)式に
より、任意位置すなわち全チツプについてアライ
メントパターン検出誤差e_x ^*（ｘ，ｙ）e_y ^*（ｘ，
ｙ）を類推し、そのデータをメモリ（図示せず）
に記憶する。

さて、全チツプのアライメントパターン検出誤
差をメモリに記憶すると、第１図において、ウエ
ハ４５はアーム４８によりTTLアライメント兼
露光用ステージ４１に移され、４６のようにセツ
トされる。ここでは、ウエハのθ回転量補正が行
われた後、各チツプごとにTTLアライメントが
行われる。TTLアライメント光学系は、第１３
図に示したものと全く同じである。第９図はホト
マル１０からの出力信号であり、両端の大きな信
号変化がレチクルのアライメントパターン（窓パ
ターン）のエツジを示しており、両エツジの中心
x_rがレチクルアライメントパターンの中心位置で
ある。図のように非対称なウエハアライメントパ
ターンの検出信号に対して、従来の波形の対称中
心をパターンの中心位置とするパターン位置検出
方式を適用した場合、検出中心位置はx_bとなる。
しかし、あらかじめ求めて記憶しておいた白色・
単色照明間の検出誤差量e_x ^*（ｘ，ｙ）を用い、
(7)式に示すように補正を加えてやることにより、
理想的には白色照明における極めて高い精度でウ
エハアライメントパターンの中心位置x_aを求める
ことができる。

x_a＝x_b＋e_x ^*（ｘ，ｙ） (7) 補正されたウエハアライメントパターンの中心
位置x_aとレチクルアライメントパターンの中心位
置x_rよりアライメント量△を求め、ステージ４１
をｘ方向に微動させる。ｙ方向のアライメントに
ついても事情は全く同じである。アライメントが
終了すると、露光系１２より露光光が照射され、
レチクル１の回路パターンがウエハ上のチツプに
焼きつけられる。以上の動作を各チツプごとに繰
り返し、全チツプの露光が終了すると、排出側ト
ラツク４７によりウエハが排出される。以上のよ
うに、従来問題となつていた単色照明特有のホト
レジスト内多重干渉に起因したホトレジスト塗布
むらによる検出誤差を各チツプごとに、補正して
アライメントが行えるため、アライメント精度が
向上する。また、本実施例では、ウエハ上の数チ
ツプについて検出誤差量を測定し、そのデータか
ら全チツプの検出誤差量を類推する方法を用いた
が、スループツトの低下が許容できるならば、全
チツプについてあらかじめ検出誤差量を測定し、
そのデータをメモリに記憶しておくことも可能で
ある。その際には(1)〜(6)式を用いる必要はない。

次に本発明の第２の実施例を第１０図及び第１
１図により説明する。第１０図は、第１１図に示
したアライナの構成をさらに改良し、全チツプの
アライメントパターン検出誤差測定を目的として
サブパターン検出系５１を備えたステージと
TTLアライメント兼露光用ステージを合体させ
た構成のアライナを示したものである。８７は
XY方向に動く粗動ステージ、８８はサブパター
ン検出系５１を備えたパターン検出誤差測定用
の、８９はTTLアライメント兼露光用のXYθ精
動ステージである。プリアライメントが終わり
（図示せず）、白色、単色照明間のパターン検出誤
差量を測定されるウエハは、ステージ８８上に９
３のようにセツトされる。この時、既にパターン
検出誤差量が測定され、そのデータがメモリ（図
示せず）に記憶してある露光待ちウエハは、ステ
ージ８９に９０のようにセツトされ、θ回転が補
正されている。次に、この２つのウエハは粗動ス
テージ８７により、ステツプ・アンド・リピート
されながら、一方はサブパターン検出系５１によ
り各チツプのｘ・ｙ両方向のアライメントパター
ン検出を白色・単色照明下で行い、両検出位置デ
ータを遂時メモリ（図示せず）に記憶する。他方
は縮小投影レンズ２を介して、あらかじめメモリ
に記憶されている両照明間の検出誤差量に基づい
て補正を加えつつ、各チツプごとにアライメント
が行なわれ、ついで露光される。尚、両ステージ
の動作時間を短縮するため、先に記憶された両照
明下でのパターン検出位置データから検出誤差量
を算出するのは、ウエハ９３をステージ８８から
ステージ８９に搬送する際に行われる。第１１図
は、第１０図のアライナを上方から見たものであ
り、常に２つのウエハの対応するチツプに対し
て、白色・単色照明によるアライメントパターン
検出とTTLアライメント及び露光が行われる。
本実施例によれば、白色・単色照明によるパター
ン検出に時間をとられることなく、従来方式と同
程度のスループツトで、高精度なアライメントが
可能である。また、サブパターン検出系５１を改
良（図示せず）、ｘ・ｙ両アライメントパターン
を同時に検出できるようにすれば、ステージ８８
での動作時間はさらに短縮できる。

次に本発明の第３の実施例を第１２図により説
明する。第１２図は、第１０図に示したアライナ
の構成をさらに改良し、サブパターン検出系５１
をTTLアライメント兼露光用ステージに付属さ
せ、ステージを１つとしたアライナを示したもの
である。９６は白色・単色照明パターン検出及び
TTLアライメント兼露光用のXYθ精動ステージ
である。プリアライメントが終わり、（図示せず）
９７のようにセツトされたウエハは、第１の実施
例の要領で、サブパターン検出系５１によりパタ
ーン位置検出誤差データが測定され、メモリに記
憶される。次に、記憶された誤差データに基づい
て補正を加えつつ、各チツプごとにアライメント
が行われ、ついで露光される。本実施例において
は、プリアライメントも白色・単色照明パターン
検出と兼ねてサブパターン検出系５１で行うなら
ば、スループツトの低下はほとんどなく、又、装
置構成が極めて簡素になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のアライメント方
式によれば、TTLアライメントにおいて、従来
から指摘されながら、依然として解決されず、又
半導体回路の高集積化に伴い、深刻な問題となり
つつあるホトレジストの塗布むらに起因したアラ
イメント精度の低下が除去でき、安定した高い精
度でのアライメントが可能となり、高い生産性と
信頼性が得られるという効果を奏する。また、白
色・単色照明下でのパターン検出に要する時間を
無視することができ、従来のチツプアライメント
並のスループツトが得られ、従来方式に比べ、精
度向上とあわせ、高い総合能力を有するという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は２ステージ式アライナの上面図、第２
図は第１図におけるサブパターン検出系の斜視
図、第３図ａ〜ｄは白色照明及び単色照明におけ
るアライメントパターン検出像及び検出信号の違
いを示す図、第４図はサブパターン検出系により
検出されるアライメントパターンを示す平面図、
第５図は白色・単色照明にて検出されたアライメ
ントパターンの両照明間での検出誤差を示す図、
第６図ａ，ｂはｘ及びｙ方向のアライメントパタ
ーンの誤差曲線を示す図、第７図は任意位置のア
ライメントパターンの位置検出誤差の導出法を示
す図、第８図は仮想原点からの距離とアライメン
トパターンの位置検出誤差との関係を示す図、第
９図はホトマルからの出力信号を示す図、第１０
図は１ステージ２ウエハ式アライナの斜視図、第
１１図は第１０図に示したアライナの上面図、第
１２図は１ステージ１ウエハ式アライナの斜視
図、第１３図は従来のTTLアライメント方式の
１例を示す斜視図、第１４図はウエハ上に回転塗
布されるホトレジストの流れ方向と拡大したウエ
ハアライメントパターンを示す斜視図、第１５図
ａ，ｂはアライメントパターンの方向によるホト
レジスト膜厚分布の違いを示す図、第１６図ａ，
ｂは同様にアライメントパターンからの反射光強
度分布の違いを示す図、第１７図はホトレジスト
膜厚と干渉強度との関係を示す図、第１８図はウ
エハ上の各チツプにおけるアライメント誤差の大
きさと方向を示す平面図、第１９図はアライメン
ト誤差のｘ，ｙ方向成分を示す図である。符号の説明、１……レチクル、２……縮小投影
レンズ、３……ウエハ、１４，１４′，１９，２
０，５０，５０′，１００ｘ〜１０８ｘ，１００
ｙ〜１０８ｙ，８３，８３′，９９，９９′……ウ
エハアライメントパターン、５１……サブパター
ン検出系、８７……粗動ステージ、８８，８９，
９６……精動ステージ。

Claims

【特許請求の範囲】１レチクル回路パターンを縮小投影レンズを介
してウエハ上に露光する際両者をアライメントす
る方法において、予め、上記縮小投影レンズを介
することなく、第１の拡大レンズ及び第１の撮像
装置を備えたパターン検出光学系で、白色照明光
と、アライメント照明光と同一波長の単色照明光
とでウエハ上のアライメントパターンを照明して
各々の照明光の下でウエハ上のアライメントパタ
ーンの位置検出を行つて両位置検出信号の差から
位置検出誤差量を求め、アライメント照明光によ
つて照明されたレチクル上のアライメントパター
ンとウエハ上のアライメントパターンとを上記縮
小投影レンズを介して第２の拡大レンズ及び第２
の撮像装置を備えたアライメント光学系により検
出し、この検出されたアライメント量を上記位置
検出誤差量でもつて補正して、レチクルとウエハ
を相対的にアライメントすることを特徴とする縮
小投影式アライメント方法。２位置検出誤差量は、ウエハ上の中心部と周辺
部とについてアライメントパターンの位置検出を
行つて求め、他の任意位置についてはこの求めら
れた位置検出誤差量とその位置座標との関係から
位置検出誤差量を算出して求めることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の縮小投影式アライ
メント方法。３白色照明光は、スペクトル分布において輝線
スペクトルを含まない平担なスペクトル分布を示
すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
縮小投影式アライメント方法。４レチクル回路パターンを縮小投影レンズを介
してウエハ上に露光する際、両者をアライメント
する装置において、白色照明光と、アライメント
照明光と同一波長の単色照明光とでウエハ上のア
ライメントパターンを照明する第１の照明手段
と、該第１の照明手段によつて照明された各々の
照明光の下でウエハ上のアライメントパターンの
像を第１の拡大レンズで拡大し、第１の撮像装置
で撮像して両アライメントパターンの位置を示す
映像信号に変換して検出するパターン検出手段
と、該パターン検出手段によつて検出された両位
置検出信号の差から位置検出誤差量を求める位置
検出誤差量算出手段と、レチクル上のアライメン
トパターンとウエハ上のアライメントパターンと
を照明する第２の照明手段と、該第２の照明手段
によつて照明された両アライメントパターンの像
を上記縮小投影レンズを介して得、それを第２の
拡大レンズで拡大し、第２の撮像装置で撮像し、
映像信号に変換してアライメント量を検出するア
ライメント検出手段と、該アライメント検出手段
で検出されるアライメント量を、上記位置検出誤
差量算出手段で算出された位置検出誤差量でもつ
て補正し、レチクルとウエハとを相対的にアライ
メントするアライメント補正手段とを備え付けた
ことを特徴とする縮小投影式アライメント装置。５上記位置検出誤差量算出手段は、更にウエハ
上の任意の位置について、ウエハ上の中心部と周
辺部とについてパターン検出手段によつて検出さ
れた両位置信号の差と、その位置座標との関係か
ら位置検出誤差量を算出するように構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の縮小投
影式アライメント装置。６上記第１の照明手段における白色照明光は、
スペクトル分布において輝線スペクトルを含まな
い平担なスペクトル分布を示すように構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の縮小
投影式アライメント装置。