JPH10254123A - テストパターンが形成されたレチクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ベストフォーカス位置を短時間にバラツキなく
求めることができるレチクルおよび焦点位置の検出方法
を提供する。 【解決手段】レチクルＲには、レチクルステージＲＳに
載置されたときに感応基板Ｗとの距離がそれぞれ異なる
ように階段状に複数の階段面５２Ａ〜５２Ｇを形成し、
その階段面５２Ａ〜５２Ｇのそれぞれにテストパターン
５３を構成するフォーカスマーク５３Ａ〜５３Ｇを形成
する。レチクルＴＲを感応基板Ｗ上に一括露光し、感応
基板Ｗに露光されたテストパターン５３Ｗを現像し、現
像されたテストパターン５３Ｗを計測し、計測結果に基
づいて、テストパターン５３Ｗが形成されているどのマ
ーク形成領域５２Ａ〜５２Ｇが最適な焦点位置であるか
を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感応基板上にテス
トパターンを投影露光して露光装置の焦点位置を検出す
ることができるレチクルおよび焦点位置の検出方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】レチクル上に形成されたパターンをウエ
ハ上に露光する場合、焼き付けパターンのフォーカス状
態を管理することは重要であり、従来から各種の方式が
提案され使用されている。たとえば、ウエハをＺ軸方向
に微小ピッチ毎に移動させながらフォーカスマークの焼
き付けを行ない、焼き付けられたフォーカスマークをレ
ーザビームで走査して焦点調節状態を計測したり、作業
者がＳＥＭや光学式顕微鏡等でウエハ上に焼き付けられ
たフォーカスマークを観察してベストフォーカス位置を
求めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のベストフォーカス（焦点）位置検出方法に
おいては、ベストフォーカス位置を求めるためにＺ方向
にステージを移動させてフォーカスマークを順次露光し
なくてはならないので、そのために要する時間が長くな
る。また、ベストフォーカス位置を判断する作業にして
も、レーザビームの走査によりベストフォーカス位置を
自動的に検出する方式では比較的簡単に求まるが、作業
者が目視で行なう場合には作業効率が悪く、また作業者
によるばらつきも多い。

【０００４】本発明の目的は、ベストフォーカス位置を
短時間にバラツキなく求めることができるレチクルおよ
び焦点位置の検出方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】実施の形態の図に対応づ
けて本発明を説明する。請求項１の発明は図２に示すよ
うに、レチクルステージＲＳに載置され、感応基板Ｗ上
にテストパターンを投影露光して露光装置の焦点位置を
検出することができるレチクルに適用される。そして、
レチクルステージＲＳに載置されたときに感応基板Ｗと
の距離がそれぞれ異なるように階段状に複数の階段面５
２Ａ〜５２Ｇを形成し、その階段面５２Ａ〜５２Ｇのそ
れぞれにテストパターン５３を構成するフォーカスマー
ク５３Ａ〜５３Ｇを形成することにより、上述した目的
が達成される。階段面５２Ａ〜５２Ｇの各々に形成され
るフフォーカスマーク５３Ａ〜５３Ｇは複数のひし型マ
ークにすることができる。請求項３の発明は図１，図７
に示すように、レチクルステージＲＳに載置され、感応
基板Ｗ上にテストパターンを投影露光して露光装置の焦
点位置を検出することができるレチクルに適用される。
そして、レチクルステージＲＳに載置されたときに感応
基板Ｗとの距離が連続的に変化するようにレチクルＴＲ
に傾斜面６２を形成し、その傾斜面６２にテストパター
ン６３を形成することにより、上述した目的が達成され
る。請求項３のレチクルの場合、テストパターン６３
は、傾斜面６２の傾斜方向と直交する方向に延在するパ
ターン要素ＳＬを、その傾斜方向に一様に並設して作製
することができる。請求項５の発明は、図１，図２およ
び図５に示すように、感応基板Ｗ上に転写パターンを投
影露光する露光装置の焦点位置の検出方法に適用され、
そして、投影光学系の光軸方向に異なる形成領域に形成
されたテストパターン５３を有するレチクルＴＲを感応
基板Ｗ上に一括露光する露光工程（ステップＳ２）と、
感応基板Ｗに露光されたテストパターン５３Ｗを現像す
る現像工程（ステップＳ３）と、現像されたテストパタ
ーン５３Ｗを計測する計測工程（ステップＳ４）とを備
えることにより、上述した目的が達成される。この場
合、計測工程で計測された結果に基づいて、テストパタ
ーン５３Ｗが形成されているどのパターン形成領域５２
Ａ〜５２Ｇが最適な焦点位置であるかを判定する判定工
程（ステップＳ５）をさらに備えることが望ましい。レ
チクルのパターン形成面を階段状５２Ａ〜５２Ｇに形成
したり、傾斜面６２として形成することができる。

【０００６】以上の課題を解決するための手段の項の説
明では、実施の形態の図に対応づけけて本発明を説明し
たが、これにより本発明が実施の形態に限定されるもの
ではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１により本発明によるレチクル
および焦点位置検出方法が適用される露光装置について
説明する。

【０００８】水銀放電灯１からの露光光は楕円鏡２で集
光された後、露光量制御用のシャッタ３を通り、オプチ
カルインテグレータ４で照度を均一化されて、主コンデ
ンサレンズＣＬを介してレチクルＲを照明する。放電灯
１の発光強度がほぼ一定とすれば、シャッタ３の開時間
をシャッタコントローラ６で制御することにより常に一
定の露光量を得ることができる。

【０００９】レチクルＲは、Ｘ方向，Ｙ方向、およびθ
回転方向に微動するレチクルステージＲＳに保持されて
いる。レチクルＲとして、回路パターンが形成されて
いるデバイスレチクル、回路パターンとは別にレチク
ル周辺にテストパターンも形成されているデバイスレチ
クル、あるいはテストパターンがレチクル中央に形成
されているテストレチクルなどが用いられる。以下では
主にテストレチクルを用いてベストフォーカス位置を検
出する場合について説明する。

【００１０】レチクルＲを透過した光は投影レンズＰＬ
によってウエハＷ上へ結像投影される。レチクルＲの初
期位置の設定は、レチクルＲ周辺のアライメントマーク
を光電検出するレチクルアライメント系５からのマーク
検出信号に基づいて、レチクルステージＲＳを微動する
ことによって行なわれる。

【００１１】回路パターンを露光する前に、露光装置の
ベストフォーカス位置を検出する必要があり、後述する
テストレチクルをレチクルステージＲＳに載置する。こ
の場合、ウエハＷをウエハステージＳＴに載置して、テ
ストレチクル上の１つのテストパターンに焦点を合わせ
た後、複数のテストパターンを一括露光し、ウエハＷの
所定領域に複数のテストパターンを形成する。そして、
ウエハＷ上に焼付けられたテストパターンを現像してど
のテストパターンがベストフォーカスかを判断して、ウ
エハステージＳＴのＺ軸方向のオフセット量を算出す
る。ここでオフセット量とは、後述するＡＦセンサで検
出したベストフォーカス位置に対するウエハステージＳ
ＴのＺ軸方向の移動量である。すなわち、回路パターン
をウエハＷ上に露光する際にＡＦセンサで検出したベス
トフォーカス位置に対して、このオフセット量だけウエ
ハステージＳＴを微動して真のベストフォーカス位置を
設定するものである。

【００１２】一方、デバイスレチクルＲによりウエハＷ
上に回路パターンを焼き付ける場合、ウエハＷをウエハ
ステージＳＴに載置して、上述のベストフォーカス位置
になるようにウエハステージＳＴのＺ軸方向の位置を調
節する。その上で、ウエハステージＳＴを一定量ずつＸ
方向，Ｙ方向にステッピングさせ、ウエハＷ上のショッ
ト領域ごとに、レチクルＲの回路パターンを焼き付ける
ように移動する。ウエハステージＳＴの位置は干渉計で
計測され、ウエハステージコントローラ７によりステー
ジ駆動モータを駆動制御してウエハステージＳＴの位置
が制御される。

【００１３】図１において、ウエハアライメント系１１
はウエハＷ上のアライメントマークＩＲなどの各種パタ
ーンを検出するためのものである。Ｈｅ−Ｎｅなどのレ
ーザ光源１１ａからのレーザビームは、シリンドリカル
レンズなどを含むレンズ系１１ｂ、ビームスプリッタ１
１ｃ、および対物レンズ１０を介してミラーＭで折り曲
げられて、投影レンズＰＬの入射瞳の中心を通って投影
レンズＰＬの軸外からウエハＷ上に垂直にスリット光と
して照射される。ウエハＷからの戻り光は、投影レンズ
ＰＬを逆に進んで対物レンズ１０を介してビームスプリ
ッタ１１ｃで反射され、瞳リレー系１１ｄ、空間フィル
タ１１ｅを通って回折光と散乱光が光電素子１１ｆに受
光される。

【００１４】光電素子１１ｆからの光電信号は信号処理
系１２に入力し、マーク（パターン）のプロフィールに
対応した波形に基づいてマーク位置が検出される。この
とき信号処理系１２は、ステージコントローラ７内の干
渉計からの位置計測パルスに基づいて、スポット光とウ
エハＷとを相対移動させたときに得られる光電素子１１
ｆからの信号波形をサンプリングする。そして、このよ
うなＴＴＬ方式のウエハアライメント系１１、信号処理
系１２で得られるサンプリング信号に基づいて、後述す
るウエハＷ上のテストパターンを自動計測する。

【００１５】レチクルＲの回路パターンをウエハＷ上に
焼き付ける際、投影レンズＰＬの最良結像面、すなわち
レチクルＲのパターン像が最もコントラストよく結像す
る面と、ウエハＷのレジスト面とを正確に一致させる必
要がある。そのため、この実施の形態では、斜入射光式
焦点検出系（ＡＦセンサ）を設ける。ＡＦセンサは、レ
ジスト層に対して非感光性の光源１４からの光を投射光
学系１５によって結像光束にしてウエハＷに斜めに投射
し、その反射光を受光光学系１６、スリット１７を介し
て光電検出器１８で受光する。そして、投影レンズＰＬ
の最良結像面とレジスト面とが一致したとき、合焦信号
を検出器１８が出力し、最良像面に対してウエハ表面が
光軸方向にずれている時は、そのずれ量に対応した信号
を出力する。これら合焦や焦点ずれを表す信号（ＡＦ信
号）は、焦点制御ユニット（ＡＦユニット）９によって
処理される。主制御系８は、投影露光装置本体の各種動
作を統括制御する。

【００１６】図２は本発明によるレチクルの一実施の形
態を示すテストレチクルの平面図である。テストレチク
ルＴＲの領域５１はデバイスレチクルでは回路パターン
が形成される領域であり、その中央部には図２（ａ）に
示すようなＺ軸方向に段差が設けられた階段面５２Ａ〜
５２Ｇが形成されている。各階段面５２Ａ〜５２Ｇのそ
れぞれにはフォーカスマーク５３Ａ〜５３Ｇが形成され
ている。７つのフォーカスマーク５３Ａ〜５３Ｇを総称
してテストパターンと呼ぶ。このフォーカスマーク５３
Ａ〜５３Ｇのそれぞれは、Ｙ軸方向に細長い５個のひし
型マークをＸ軸方向に並べてなる。階段面５２Ｄはテス
トレチクルＴＲの表面ＳＲと同一平面である。フォーカ
スマーク５３Ａ〜５３Ｇのいずれか一つにフォーカシン
グし、その他をウエハＷ上にデフォーカス状態で露光す
ると、図３に示すように、ウエハＷ上に露光されたマー
ク５３ＷのＹ軸方向の長さが大きく変化する。

【００１７】このようなテストレチクルを用いてベスト
フォーカス位置を求める方法について説明する。図２に
示したテストレチクルＴＲをレチクルステージＲＳ上に
載置し、レチクルアライメント系５からのマーク検出信
号に基づいてレチクルステージＲＳを微動してレチクル
Ｒを初期設定する。ウエハＷをウエハステージＳＴ上に
載置してウエハアライメント系１１の光電素子１１ｆか
らの光電信号によりウエハＷを初期設定する。この状態
でウエハステージＳＴを移動して、投影レンズＰＬの光
軸をウエハＷの任意のショット領域に向ける。さらに、
レチクルＲの表面、すなわち階段面５２Ｄのパターン面
がウエハＷ上で合焦するように、ＡＦセンサで焦点検出
を行なう。これにより、投影レンズＰＬの最良結像面と
ウエハＷ上のレジスト面とのずれ量が検出されてＡＦコ
ントローラ９に入力され、ウエハステージＳＴのＺ軸位
置調節が行なわれる。そして、シャッタコントローラ６
によりシャッタ３を開いて任意のショット領域に階段面
５２Ａ〜５２Ｇのテストパターンを一括して焼き付け、
ウエハＷを現像してテストパターンを可視化する。現像
後のウエハＷをウエハステージＳＴに載置してフォーカ
スマークのＹ軸方向の長さを計測してベストフォーカス
が得られた階段面を検出する。

【００１８】図３はウエハＷを現像した後のウエハＷ上
の任意のショット領域ＳＨに形成されたフォーカスマー
ク５３Ｗを示す図であり、５２ＷＡ〜５２ＷＧは階段面
５２Ａ〜５２ＧのウエハＷ上で対応する領域を表す。図
３に示すように、ベストフォーカスである階段面５２Ｄ
のフォーカスマーク５３ＷのＹ軸方向の長さが最も長く
なる。レチクル上のフォーカスマーク５３Ａ〜５３Ｇの
それぞれのＺ軸方向の位置は、マーク形成面５２Ａ〜５
２Ｇによる段差でＺ軸上に変化しているため、ウエハＷ
上では１つ１つフォーカスを変化させたように焼き付け
られる。その結果、階段面５２Ｄの左右に位置する階段
面上のフォーカスマークは前ピン、後ピン状態となり、
像ずれ量が大きくなって図３に示すようにウエハＷ上の
フォーカスマーク５３ＷのＹ軸方向の長さが短くなる。

【００１９】フォーカスマークのＹ軸方向の長さ計測
は、ウエハアライメント系１１と信号処理系１２を使用
し、スリット状のレーザビームとウエハＷを相対走査し
て行なうことができる。すなわち図４に示すように、ス
リット状のレーザビームＬＢをＸ軸方向に各領域５２Ｗ
Ａ〜５２ＷＧの幅分だけ延在させておき、ウエハステー
ジＳＴをＹ軸方向に移動して各領域５２ＷＡ〜５２ＷＧ
のフォーカスマーク５３Ｗごとに相対走査する。この場
合、Ｙ軸方向に延在するフォーカスマーク５３Ｗのエッ
ジから散乱光が発生する。また、フォーカスマーク５３
Ｗのひし型形状マークが回折格子マークに近似した周期
構造になっていれば、その周期に対応した回折光も発生
し、それらは光電素子１１ｆで受光され、受光量に応じ
た光電信号として信号処理系１２に入力される。光電信
号はたとえば図４（ｂ）に示すような波形であり、した
がって、適切にしきい値を定めて２値化処理してハイレ
ベル信号の間隔を算出すれば、ひし型形状マークの長さ
Ｌを検出できる。

【００２０】図５のフローチャートを参照してベストフ
ォーカス位置を検出する動作について説明する。上述の
ようにテストレチクルＴＲをレチクルステージＲＳ上に
載置して位置決めした上で、階段面５２Ｄに合焦するよ
うにウエハステージＳＴのＺ軸位置を調節する（ステッ
プＳ１）。フォーカスマーク５３Ａ〜５３ＧをウエハＷ
上に一括露光する（ステップＳ２）。その後、ウエハＷ
を投影露光装置から搬出して現像する（ステップＳ
３）。現像したウエハＷを再び投影露光装置に搬入して
ウエハステージＳＴ上にセットし、ウエハアライメント
系により、階段面５２Ａ〜５２Ｇのそれぞれのフォーカ
スマーク５３Ｗについてそれぞれ上述したようにしてＹ
軸方向の長さＬを計測し（ステップＳ４）、信号処理系
１２から主制御系８にそれらの信号を送出する。主制御
系８はそれらの計測値の中から最も長さの長い信号を有
するマークが形成されている領域を選択し、ベストフォ
ーカスが得られた階段面がどれかを判定する（ステップ
Ｓ５）。

【００２１】階段面５２Ｄのフォーカスマークがベスト
フォーカスであれば、テストレチクルＴＲの表面ＳＲに
合焦するから、ＡＦセンサで検出した合焦位置に対して
ウエハＷをＺ軸方向に位置調節する必要はない。階段面
５２Ｄ以外のフォーカスマーク５３Ｗがベストフォーカ
スしていると判定したときは、その階段面と階段面５２
Ｄ（レチクル面）との高さ偏差分に応じてウエハＷをＺ
軸方向に位置調節するため、その偏差をオフセット量と
して記憶する（ステップＳ６）。実露光時において、ウ
エハＷ上の任意のショット領域の合焦状態をＡＦセンサ
で計測し、その計測値にオフセット量を加算してウエハ
ＷのＺ軸高さ位置を調節して露光を行なう。

【００２２】図６は図２のテストレチクルＴＲの作製方
法の一例を示す図である。図６において、テストレチク
ルＴＲは３枚の分割レチクルＴＲａ，ＴＲｂ，ＴＲｃか
らなり、中央の分割レチクルＴＲｂに図２（ａ）で示し
たような階段面５２Ａ〜５２Ｇを形成しておく。分割レ
チクルＴＲｂを上下から分割レチクルＴＲａおよびＴＲ
ｃで挟み込んで接着剤で接着してテストレチクルＴＲが
作成される。このようにすれば、分割レチクルＴＲｂと
して細長い四角柱状の素材を準備し、その表面に通常の
研削作業により階段面５２Ａ〜５２Ｇを形成することが
でき、平板の中央部に階段面を形成する場合に比べて製
作工程が簡素化し、低コストとなる。

【００２３】図７は本発明によるテストレチクルの他の
実施の形態の一例を示す図である。回路パターン形成領
域５１の中央部に図７（ａ）に示されるような傾斜面６
２を形成する。この傾斜面の中央部の領域６２Ｄの中央
の面をレチクル表面ＳＲと一致させ、その領域６２Ｄの
左右に均等に傾斜して領域６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６
２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇが形成されている。そして、傾斜
面６２の傾斜方向に直交する方向に延在する直線状のパ
ターン素線ＳＬを傾斜方向に一様な間隔で形成してテス
トパターン６３を形成する。

【００２４】このようなテストレチクルＴＲを用いて上
述したと同様な方法で、テストレチクルＴＲとウエハＷ
をアライメントしてウエハＷの任意のショット領域ＳＨ
を投影レンズＰＬの光軸に合致させ、テストレチクルＴ
Ｒの表面、すなわち領域６２Ｄの中央部に焦点調節して
テストパターンを一括露光し、さらに現像する。

【００２５】図８（ａ）はＡＦセンサにより領域６２Ｄ
に焦点を合わせて焼き付けられたフォーカスマーク６３
Ｗを示し、中央のフォーカスマーク６３ＷのＹ軸方向長
さが最大となっている。図８（ｂ）は中央領域６２Ｄよ
りも左側の領域にベストフォーカスされた場合に焼き付
けられたフォーカスマーク６３Ｗを示している。

【００２６】図７に示したテストレチクルＴＲの場合、
傾斜面の各領域６２Ａ〜６２Ｇのいずれの領域に合焦し
ているのかがわかりにくいので、図９に示すように、フ
ォーカスマーク６３に沿って指標６４を形成するのが好
ましい。図１０（ａ），（ｂ）はそれぞれ図９（ａ），
（ｂ）においてウエハＷ上に焼き付けられた指標６４Ｗ
を示す図である。

【００２７】図７に示すテストレチクルＴＲは図２のテ
ストレチクルと同様に、図１１に示すように３つの分割
レチクルＴＲａ，ＴＲｂ，ＴＲｃを互に接着して作成で
きる。この場合、中央の分割レチクルＴＲｂは四角柱の
ままとして、その上下面に回転軸ＡＸを立設し、上部分
割レチクルＴＲａの下面と下部分割レチクルＴＲｃの上
面に回転軸が嵌合する軸孔ＨＬを設け、図１１の２点鎖
線で示すように中央分割レチクルＴＲｂを所定角度回転
して接着すればよい。

【００２８】図１２は本発明によるテストレチクルの他
の実施の形態の一例を示す図である。図１２（ｂ）に示
すように、回路パターン形成領域７１の中央部に、図１
２（ａ）に示されるようなＺ軸方向に段差が設けられた
階段面７２Ａ〜７２Ｇ（総称して階段面７２）を形成す
る。この階段面７２のそれぞれにはフォーカスマーク７
３ＡＡ、７３ＡＢ、７３ＡＣおよび７３ＡＤが形成され
ている。

【００２９】図１２（ｃ）において、フォーカスマーク
７３ＡＡは、Ｘ方向に延びた直線をＹ軸方向に複数並べ
たものである。フォーカスマーク７３ＡＢは、Ｙ方向に
延びた直線をＸ軸方向に複数並べたものである。フォー
カスマ一ク７３ＡＣは、Ｘ軸に対し＋４５度傾いた直線
をＸ軸に対し−４５度方向に複数並べたものである。フ
ォーカスマーク７３ＡＣは、Ｘ軸に対し−４５度傾いた
直線をＸ軸に対し＋４５度方向に複数並べたものであ
る。つまり、上記フォーカスマーク７３は、Ｘ軸方向、
Ｙ軸方向、Ｘ軸に対して＋４５度方向およびＸ軸に対し
て−４５度方向に延びた４つのマークで構成されてい
る。

【００３０】このようなフォーカスマーク７３ＡＡ、７
３ＡＢ、７３ＡＣおよび７３ＡＤを各階段面７２に形成
しておくと、投影レンズＰＬの収差（像面湾曲収差、球
面収差、非点収差など）も確認することができる。した
がって、収差の一番少ない焦点位置（階段面）を求める
ことができる。フォーカスマーク７３は単なる直線でな
く、ひし形マークであってもよい。

【００３１】図１３は、本発明によるテストレチクルの
さらに別の実施の形態の一例を示す図である。図１３
（ｂ）に示すように回路パターン形成領域８１の中央部
に、図１３（ａ）に示されるようなＺ軸方向に傾斜する
傾斜面８２Ｘ、８２Ｙ（総称して傾斜面８２）を形成す
る。この傾斜面８２のそれぞれにはひし形マークが形成
されている。このようなフォーカスマーク８２Ｘおよび
８２Ｙを形成しておくと、Ｘ、Ｙ軸方向に最適な投影レ
ンズＰＬの焦点位置も確認することができる。例えば、
Ｘ軸方向ではマーク８２Ｃの部分で最適な結像が得ら
れ、Ｙ軸方向ではマーク８２Ｄ（Ｙ軸方向は不図示）の
位置で最適な結像が得られたなら、マーク８２Ｃと８２
Ｄとの平均的なＺ軸方向の位置を最適な焦点位置として
判断してよい。フォーカスマーク８２はひし形マークで
なく直線マークであってもよい。

【００３２】なお、以上ではテストレチクルに複数のテ
ストパターンを形成した場合について説明したが、中央
部に回路パターンを周辺部にテストパターンを形成した
デバイスレチクルにも同様に本発明を適用できる。ま
た、フォーカスマークの形状をひし型としたが、これに
限定されるものではない。さらに、階段面を有するテス
トレチクルについては、７つのフォーカスマークの形成
面の高さをそれぞれ変えた場合について説明したが、階
段面は７つに限定されず、露光装置に応じて必要な数の
面を形成することができる。さらに、傾斜面についても
７つの領域が有るように説明したが、さらに細かく領域
を分割しても良い。さらにまた、感応基板はウエハに限
らずガラス基板などでもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１〜４の発明によるレチクルに
は、レチクルステージに載置されたときに感応基板との
距離がそれぞれ異なるように階段状に複数の階段面を形
成したり、傾斜面を形成して、それらの階段面のそれぞ
れにフォーカスマークを形成したり、傾斜面に傾斜方向
に沿って一様なテストパターンを形成するようにしたの
で、それらを一括して感応基板上に焼き付ければ、１つ
のフォーカスマーク（テストパターン）を用いて感応基
板の高さを少しづつ移動して焼き付ける場合に比べて、
ベストフォーカス位置を検出する作業の効率が向上す
る。請求項５〜８の焦点位置の検出方法によれば、投影
光学系の光軸方向に異なる形成領域に形成されたテスト
パターンを感応基板上に一括露光し、そのテストパター
ンを現像し、さらに現像されたテストパターンを計測し
てベストフォーカス位置を検出することができるので、
１つのフォーカスマーク（テストパターン）を用いて感
応基板の高さを少しづつ移動して焼き付ける場合に比べ
て、ベストフォーカス位置を検出する前作業の効率が向
上する。請求項６の方法のように、現像されたテストパ
ターンの計測結果に基づいてどのパターン形成領域が最
適な焦点位置であるか判定すれば、目視でベストフォー
カスであるテストパターンを検出する必要がなく、バラ
ツキなくしかも高精度な検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレチクルが使用される投影露光装
置の構成例を示す全体構成図

【図２】（ａ）はテストレチクルの一例を示す（ｂ）の
ａ−ａ線断面図、（ｂ）は平面図

【図３】ウエハ上に焼付けられたフォーカスマークを示
す図

【図４】フォーカスマークのＹ軸方向の長さを計測する
方法を説明する図

【図５】フォーカスマークの中からベストフォーカスで
ある階段面を検出する処理を示すフローチャート

【図６】図２に示したテストレチクルの作製方法を説明
する斜視図

【図７】テストレチクルの別の実施の形態を示す図であ
り、（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線断面、（ｂ）は平面図

【図８】図７のフォーカスマークをウエハ上に焼付けた
場合を示す図

【図９】図７のテストレチクルに指標を付加したテスト
レチクルを示す平面図

【図１０】図９のフォーカスマークをウエハ上に焼付け
た場合を示す図

【図１１】図７に示したテストレチクルの作製方法を説
明する斜視図

【図１２】テストレチクルのさらに別の実施の形態を示
す図であり、（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線断面、（ｂ）は
平面図、（ｃ）はマークの詳細図

【図１３】テストレチクルのさらに別の実施の形態を示
す図であり、（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線断面、（ｂ）は
平面図

【符号の説明】

５１ 回路パターン領域 ５２Ａ〜５２Ｇ 階段面 ５３，６３ テストレチクル上のフォーカスマーク ５３Ｗ，６３Ｗ ウエハ上に焼き付けられたフォーカス
マーク ７１，８１ 回路パターン領域 ７２Ａ〜７２Ｇ 階段面 ７３ＡＡ〜７３ＡＤ マーク ８２Ｘ，８２Ｙ 傾斜面 Ｒ レチクル ＲＳ レチクルステージ ＴＲ テストレチクル Ｗ ウエハ ＳＴ ウエハステージ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レチクルステージに載置され、感応基板上
   にテストパターンを投影露光して露光装置の焦点位置を
   検出することができるレチクルにおいて、 レチクルステージに載置されたときに前記感応基板との
   距離がそれぞれ異なるように階段状に複数の階段面が形
   成され、その階段面のそれぞれに前記テストパターンを
   構成するフォーカスマークが形成されていることを特徴
   とするレチクル。
2. 【請求項２】請求項１のレチクルにおいて、前記階段面
   の各々に形成される前記フォーカスマークは複数のひし
   型マークからなることを特徴とするレチクル。
3. 【請求項３】レチクルステージに載置され、感応基板上
   にテストパターンを投影露光して露光装置の焦点位置を
   検出することができるレチクルにおいて、 レチクルステージに載置されたときに前記感応基板との
   距離が連続的に変化するように傾斜面が形成され、その
   傾斜面に前記テストパターンが形成されていることを特
   徴とするレチクル。
4. 【請求項４】請求項３のレチクルにおいて、前記テスト
   パターンは、前記傾斜面の傾斜方向と直交する方向に延
   在するパターン要素を、その傾斜方向に一様に並設して
   なることを特徴とするレチクル。
5. 【請求項５】感応基板上に転写パターンを投影露光する
   露光装置の焦点位置の検出方法において、 投影光学系の光軸方向に異なる形成領域に形成されたテ
   ストパターンを有するレチクルを感応基板上に一括露光
   する露光工程と、 前記感応基板に露光された前記テストパターンを現像す
   る現像工程と、 前記現像されたテストパターンを計測する計測工程とを
   備えることを特徴とする焦点位置の検出方法。
6. 【請求項６】請求項５の焦点位置の検出方法において、 前記計測工程で計測された結果に基づいて、前記テスト
   パターンが形成されているどのパターン形成領域が最適
   な焦点位置であるかを判定する判定工程をさらに備える
   ことを特徴とする焦点位置の検出方法。
7. 【請求項７】請求項５の検出方法において、 前記レチクルのパターン形成面は階段状に形成されてい
   ることを特徴とする焦点位置の検出方法。
8. 【請求項８】請求項５の検出方法において、 前記レチクルのパターン形成面は傾斜状に形成されてい
   ることを特徴とする焦点位置の検出方法。