JPH0722099B2 - 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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- JPH0722099B2 JPH0722099B2 JP60171419A JP17141985A JPH0722099B2 JP H0722099 B2 JPH0722099 B2 JP H0722099B2 JP 60171419 A JP60171419 A JP 60171419A JP 17141985 A JP17141985 A JP 17141985A JP H0722099 B2 JPH0722099 B2 JP H0722099B2
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- photosensitive substrate
- exposure
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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 And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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・リピート方式で転与するための
露光装置、所謂ステッパーの精度検査方法、及び該方法
による自己診断（セルフ・チェック）機能を有する露光
装置に関する。
上にステップ・アンド・リピート方式で転与するための
露光装置、所謂ステッパーの精度検査方法、及び該方法
による自己診断（セルフ・チェック）機能を有する露光
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。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、ウェハ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
系のデイストーション（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、ウェハ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、重ね合わせ精度を
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あり、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。しかしながら、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
ずらわしくなり、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。
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、ウェハ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
系のデイストーション（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、ウェハ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、重ね合わせ精度を
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あり、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。しかしながら、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
ずらわしくなり、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
のレチクルを必要とし、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
本来の重ね合わせ精度が正確に検査できないといった問
題もあった。
のレチクルを必要とし、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
本来の重ね合わせ精度が正確に検査できないといった問
題もあった。
（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
ング精度を正確に検査する方法、及び露光装置自身が備
えている位置合わせ用のセンサーのみを用いて容易に精
度検査し得る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
ング精度を正確に検査する方法、及び露光装置自身が備
えている位置合わせ用のセンサーのみを用いて容易に精
度検査し得る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と、このステージ
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（Ｘ−LSA系、
Ｙ−LSA系）とを備え、マスクのパターン像を感光基板
上に順次露光する装置（ステッパー）の精度を検査する
方法において、 マスク上のアライメント用マークを感光基板上に露光す
る第１露光工程（ステップ100;110）と、第１露光工程
によって形成されるアーク像の感光基板上での被露光位
置に対して予め定められた量（Δｘ、Δｙ）だけマスク
のアライメント用マークと感光基板とを相対的にずらし
て重ね合わせ露光する第２露光工程（ステップ103、10
4;111、112）と、アライメントセンサー（Ｘ−LSA系、
Ｙ−LSA系）によって第１露光工程と第２露光工程とで
形成されたマーク像間の位置誤差を計測する工程（ステ
ップ106;114）と、その計測された位置誤差に応じた位
置合わせ精度を露光装置に記憶する工程（ステップ107;
115）とを含むことを技術的要点としている。
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（Ｘ−LSA系、
Ｙ−LSA系）とを備え、マスクのパターン像を感光基板
上に順次露光する装置（ステッパー）の精度を検査する
方法において、 マスク上のアライメント用マークを感光基板上に露光す
る第１露光工程（ステップ100;110）と、第１露光工程
によって形成されるアーク像の感光基板上での被露光位
置に対して予め定められた量（Δｘ、Δｙ）だけマスク
のアライメント用マークと感光基板とを相対的にずらし
て重ね合わせ露光する第２露光工程（ステップ103、10
4;111、112）と、アライメントセンサー（Ｘ−LSA系、
Ｙ−LSA系）によって第１露光工程と第２露光工程とで
形成されたマーク像間の位置誤差を計測する工程（ステ
ップ106;114）と、その計測された位置誤差に応じた位
置合わせ精度を露光装置に記憶する工程（ステップ107;
115）とを含むことを技術的要点としている。
さらに本発明は、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系と、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（ステッパー）において、 前記マークをウェハ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R1）を保
持する保持手段（レチクルホルダ）と、パターン領域PA
の像をウェハWAに露光して第１のマーク（KX1、KY1,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−LSA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102）と、その検出された被露光位
置に対して予め定められた量（Δｘ、Δｙ）だけ、レチ
クルR1のパターン領域PAの像とウェハWAとを相対的にず
らして重ね合わせ露光し、ウェハ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10
3,104）と、アライメントセンサー（Ｘ−LSA系、Ｙ−LS
A系）と共同して第１マーク（KX1、KY1）の第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′，Δ
ｙ′）と前記ずらし量（Δx,Δｙ）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。
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系と、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（ステッパー）において、 前記マークをウェハ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R1）を保
持する保持手段（レチクルホルダ）と、パターン領域PA
の像をウェハWAに露光して第１のマーク（KX1、KY1,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−LSA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102）と、その検出された被露光位
置に対して予め定められた量（Δｘ、Δｙ）だけ、レチ
クルR1のパターン領域PAの像とウェハWAとを相対的にず
らして重ね合わせ露光し、ウェハ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10
3,104）と、アライメントセンサー（Ｘ−LSA系、Ｙ−LS
A系）と共同して第１マーク（KX1、KY1）の第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′，Δ
ｙ′）と前記ずらし量（Δx,Δｙ）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ェハ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ハWA上の設計位置に順次
露光し、第１のマーク（KX1,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（Δ
x,Δｙ）だけ、レチクルの原画パターン像とウェハWAと
を相対的にずらした位置に、順次再露光し、ウェハ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′）とず
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。
とを備え、マスクのパターン像をウェハ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ハWA上の設計位置に順次
露光し、第１のマーク（KX1,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（Δ
x,Δｙ）だけ、レチクルの原画パターン像とウェハWAと
を相対的にずらした位置に、順次再露光し、ウェハ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′）とず
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型露光装置（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ェハ面（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型露光装置（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ェハ面（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1/5、又は1/10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ｙ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、ｙ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ｙ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にレーザ光を投射して、ステージ３のｙ方向
の位置（又は移動量）を検出し、レーザ干渉計10は反射
ミラー７にレーザ光を投射して、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）するために、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１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をウェハ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,θSPはウェハ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ｙ方向に振動している。そしてWAM20,21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θSP（YSP）のｙ方向の振動中心に対す
るマークのｙ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WAM20,21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。
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1/5、又は1/10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ｙ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、ｙ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ｙ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にレーザ光を投射して、ステージ３のｙ方向
の位置（又は移動量）を検出し、レーザ干渉計10は反射
ミラー７にレーザ光を投射して、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）するために、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１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をウェハ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,θSPはウェハ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ｙ方向に振動している。そしてWAM20,21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θSP（YSP）のｙ方向の振動中心に対す
るマークのｙ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WAM20,21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を介してウェハ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、不図示のエクスパンダー、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、ビームスプリッター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、ビームスプリッター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に向けて上方に反射
する。そのレーザ光束はレチクルＲの下側に設けられ
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の入射瞳の中心に向けて反
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ｙ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LYS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
ビームスプリッター32に戻り、ビームスプリッター32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、ビームスプリッター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ｙ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−LSA系と呼
ぶ）を構成する。
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、不図示のエクスパンダー、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、ビームスプリッター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、ビームスプリッター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に向けて上方に反射
する。そのレーザ光束はレチクルＲの下側に設けられ
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の入射瞳の中心に向けて反
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ｙ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LYS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
ビームスプリッター32に戻り、ビームスプリッター32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、ビームスプリッター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ｙ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−LSA系と呼
ぶ）を構成する。
一方、ビームスプリッター30で分割された別のレーザ光
束は、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、Ｘ−LS
A系と呼ぶ）に入射する。Ｘ−LSA系はＹ−LSA系と全く
同様に、ミラー41、ビームスプリッター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ｙ方向に細長く伸び
た帯状のスポット光LXSを結像する。
束は、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、Ｘ−LS
A系と呼ぶ）に入射する。Ｘ−LSA系はＹ−LSA系と全く
同様に、ミラー41、ビームスプリッター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ｙ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50は、光電素子38,48からの光電信号、WAM2
0,21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種演算
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。この主制御装置50はマイクロコンピュー
タやミニコンピュ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。
0,21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種演算
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。この主制御装置50はマイクロコンピュー
タやミニコンピュ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59−18720
8号公報に開示されているようなDC測光方式により行な
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0.02μｍ）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
から演算によって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。
8号公報に開示されているようなDC測光方式により行な
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0.02μｍ）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
から演算によって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。
第３図は上記WAM20,21と、Ｙ−LSA系、Ｘ−LSA系による
スポット光θSP,YSP,LYS,LXSの投影レンズ１の結像面
（ウェハWAの表面と同一）における配置関係を示す平面
図である。第３図において、光軸AXを原点とする座標系
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Pr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P
rの外側の位置で、かつｘ軸上に一致するように形成さ
れ、スポット光LXSもイメージフィールドif内で投影像P
r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の振動中心はｘ軸
からｙ方向に距離Yoだけ離れた線分（ｘ軸と平行）ｌ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,YSP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θSP,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LYSのｘ方向の中心位置（距離X1）とスポット
光LXSのｙ方向の中心位置（距離Y1）に関する情報も記
憶している。
スポット光θSP,YSP,LYS,LXSの投影レンズ１の結像面
（ウェハWAの表面と同一）における配置関係を示す平面
図である。第３図において、光軸AXを原点とする座標系
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Pr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P
rの外側の位置で、かつｘ軸上に一致するように形成さ
れ、スポット光LXSもイメージフィールドif内で投影像P
r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の振動中心はｘ軸
からｙ方向に距離Yoだけ離れた線分（ｘ軸と平行）ｌ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,YSP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θSP,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LYSのｘ方向の中心位置（距離X1）とスポット
光LXSのｙ方向の中心位置（距離Y1）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。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、ウェハ
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を第
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。
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、ウェハ
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を第
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。
次にベア・シリコン等の表面にフォトレジストを塗布し
たウェハWAをウェハホルダ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、
そのウェハ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PA′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PA′
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KX1,KY1（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。
たウェハWAをウェハホルダ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、
そのウェハ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PA′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PA′
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KX1,KY1（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。
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xy方向の位置とホルダ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。
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xy方向の位置とホルダ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R1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とをｘ方向に相対走査して、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
方向の位置Axを検出し、引き続いてＹ−LSA系によるス
ポット光LYSとマークMYとをｙ方向に相対走査して、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ｙ方向の位置Ay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。
光を行なう訳であるが、レチクルR1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とをｘ方向に相対走査して、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
方向の位置Axを検出し、引き続いてＹ−LSA系によるス
ポット光LYSとマークMYとをｙ方向に相対走査して、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ｙ方向の位置Ay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,Ay）に対
してｘ方向にΔｘ（例えば−20μｍ）、ｙ方向にΔｙ
（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＋Δｙ）を算出する。
このシフト量Δx,Δｙ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＋Δx,Ay＋Δ
ｙ）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。
してｘ方向にΔｘ（例えば−20μｍ）、ｙ方向にΔｙ
（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＋Δｙ）を算出する。
このシフト量Δx,Δｙ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＋Δx,Ay＋Δ
ｙ）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
重ね合わせ位置を（Δx,Δｙ）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R1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,K
Y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KX1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ｙ方向にΔｙ′だけずれ
て位置するものとする。
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
重ね合わせ位置を（Δx,Δｙ）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R1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,K
Y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KX1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ｙ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WAは、
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LXSとマーク
KX1,KX2とを相対走査し、マークKX1とKX2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KX1とKX2のｘ方向の間
隔Δｘ′を算出する。同様にＹ−LSA系を用いて２つの
マークKY1とKY2のｙ方向の間隔Δｙ′を算出する。
ージ３を移動させてＸ−LSA系のスポット光LXSとマーク
KX1,KX2とを相対走査し、マークKX1とKX2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KX1とKX2のｘ方向の間
隔Δｘ′を算出する。同様にＹ−LSA系を用いて２つの
マークKY1とKY2のｙ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,Δｙと実測値としての間隔Δｘ′，Δ
ｙ′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使われる。
上のシフト量Δx,Δｙと実測値としての間隔Δｘ′，Δ
ｙ′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PA′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。
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PA′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。
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・プイント時のウェハ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KX1,KY1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
同じにしてあるため、本実施例のようにマークMX,MYを
検出してアライメントを行なうことは、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、
より実際的な精度チェックが行なえるといった利点があ
る。
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KX1,KY1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
同じにしてあるため、本実施例のようにマークMX,MYを
検出してアライメントを行なうことは、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、
より実際的な精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103に示したように、
ずらし方向は一通りにしたが、ウェハWA上の異なる領域
PA′毎にずらし方向、あるいはずらし量を変化させて重
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。またステッパー方式であ
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。
ずらし方向は一通りにしたが、ウェハWA上の異なる領域
PA′毎にずらし方向、あるいはずらし量を変化させて重
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。またステッパー方式であ
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。
次に本発明の第２の実施例によるステッピング精度の検
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。
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をステッピッグさ
せて、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。
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をステッピッグさ
せて、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ョットの位
置をx,y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。
ップ110で用いたショット配列データの各ショットの位
置をx,y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R1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。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未露光部となっ
ており、この未露光部に、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ンロード
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KX1,KY1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Δｘ′，Δｙ′だけ離れて形成される。
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R1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。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未露光部となっ
ており、この未露光部に、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ンロード
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KX1,KY1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Δｘ′，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。
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KX1とKX2の間隔Δｘ′，及びマークKY
1とKY2の間隔Δｙ′を計測する。
系を用いてマークKX1とKX2の間隔Δｘ′，及びマークKY
1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
ｘ′，Δｙ′）との差の絶対値を、ステッピング精度と
して算出する。
められたずらし量（Δx,Δｙ）と実測した間隔（Δ
ｘ′，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及びモータ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。
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の実施例によるステッピン
グ精度のセルフ・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、R,R1……レチクル WA……ウェハ RX,RY,KX,KY……レチクル上のマーク MX,MY,KX1,KY1……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の実施例によるステッピン
グ精度のセルフ・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、R,R1……レチクル WA……ウェハ RX,RY,KX,KY……レチクル上のマーク MX,MY,KX1,KY1……第１のマーク KX2,KY2……第２のマーク
Claims (3)
- 【請求項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に順次露光する装置の精度
を検査する方法において、 マスク上のアライメント用マークを感光基板上に露光す
る第１露光工程と； 該第１露光工程によって形成されるマーク像の感光基板
上での被露光位置に対して予め定められた量だけ、前記
マスクのアライメント用マークと感光基板とを相対的に
ずらして重ね合わせ露光する第２露光工程と； 前記アライメントセンサーによって前記第１露光工程で
形成されたマーク像と前記第２露光工程で形成されたマ
ーク像とを検出することにより、該両マーク像間の位置
誤差を計測する工程と； 該計測された位置誤差に応じた位置合わせ精度を前記露
光装置に記憶する工程とを含むことを特徴とする精度検
査方法。 - 【請求項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に順次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マークの
第２マークの間隔を計測する間隔計測手段と； 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
徴とする露光装置。 - 【請求項３】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に順次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
の像を感光基板上に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計測手段と； 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 JPS6232614A (ja) | 1987-02-12 |
| JPH0722099B2 true 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) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2711107B2 (ja) * | 1988-06-27 | 1998-02-10 | 三菱電機株式会社 | 露光方法 |
| JPH0666244B2 (ja) * | 1989-12-15 | 1994-08-24 | キヤノン株式会社 | 半導体製造方法 |
| JPH05218726A (ja) * | 1991-11-13 | 1993-08-27 | Seiko Epson Corp | フェライトアンテナ |
Family Cites Families (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6232614A (ja) | 1987-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |