JPH10335239A

JPH10335239A - 露光方法及び露光装置

Info

Publication number: JPH10335239A
Application number: JP9157585A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ine; 秀樹稲
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｎｏｎ−ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ検出系を安定
化させるために行なわれている種々の対策による問題
点、例えば熱膨張対策による装置コストの増大や、頻繁
なベースライン補正によるスループットの低下を発生さ
せずに高精度、高スループットな露光方法及び装置を実
現すること。【解決手段】ウエハーの周辺に設けられた複数のノッ
チマークを該ウエハー上のアライメントマークとともに
露光装置Ｓと別個に設けられたアライメントステーショ
ンＡＳで計測して、ノッチマークとウエハーとの相対関
係をオフセットとして記憶し、露光装置では該ウエハー
のノッチマークのみを計測し、その計測結果に基づいて
レチクルとウエハーの相対関係が求め、前記アライメン
トステーションＡＳで既知となったオフセットを用いて
露光すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は露光方法及び露光装
置に関し、特に半導体素子製造装置のように第１物体で
あるレチクル面上に形成されているＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬ
ＳＩ等の微細な電子回路パターンと第２物体であるウエ
ハー上のパターンとの相対的な位置合わせ（アライメン
ト）を行ない露光する際に好適な露光方法及び露光装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】集積回路の高密度化に伴い、半導体素子
製造用の投影露光装置では、レチクル面上の回路パター
ンをウエハー面上にますます高い解像力で投影露光する
ことが要求されている。露光装置の投影解像力を向上さ
せる方法としては露光光の波長を固定して投影光学系の
ＮＡを大きくする方法や、露光光をより短波長化する、
例えばｇ線からｉ線、ｉ線からエキシマレーザの発振波
長へ移行する等の方法がとられている。

【０００３】一方、回路パターンの微細化に伴い、レチ
クル上に形成されている電子回路パターンとウエハー上
のパターンを高精度にアライメントすることが要求され
ている。レチクルとウエハーの位置合わせはウエハー面
上に塗布されたレジストを感光させる露光光を使用する
場合と、レジストを感光させない非露光光、例えばＨｅ
−Ｎｅレーザの発振波長である６３３ｎｍの波長を使用
する場合がある。現在実用化されているアライメントの
為の波長は半導体プロセスに影響されにくいというメリ
ットのため、非露光光がほとんどである。

【０００４】本出願人も、非露光光を用いた位置合わせ
装置を、特開昭６３−３２３０３号公報や、特開平２−
１３０９０８号公報等で提案しており、実際に製品化さ
れて効果が確認されている。この方法は非露光ＴＴＬＯ
ｆｆａｘｉｓ方式と呼ばれているもので、レチクル上の
パターンをウエハー上に転写投影する投影光学系を介し
てウエハー上のパターンを非露光光で観察する方式であ
る。非露光光の波長で観察すると前記投影光学系には色
収差が発生するが、該色収差はアライメント光学系で補
正される。これに対し、投影光学系を介さず全く独立し
た光学系（Ｏｆｆａｘｉｓ顕微鏡）でウエハーを観察し
てアライメントするＮｏｎ−ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式
と呼ばれる方法もある。

【０００５】上記出願に見られるように、現在実際に使
用されているアライメント方法のほとんどにはウエハー
上のアライメントマークの光学像をＣＣＤカメラ等の撮
像素子に結像し、該撮像素子から得られる電気信号を処
理して、ウエハーの位置を検出するいわゆる画像処理法
が採用されている。前述の本出願人になる画像処理を利
用した非露光ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式はｉ線を露光光
とするｉ線ステッパには使用されているが、エキシマレ
ーザを露光光源としたエキシマステッパには採用されて
いない。この理由はエキシマステッパの場合、投影光学
系での非露光波長の収差、例えば波長６３３ｎｍにおけ
る色収差が非常に大きいためである。エキシマステッパ
において画像処理を前提にした位置合わせ方式を非露光
ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式で開口数（ＮＡ）０．２以上
で構成しようとすると、アライメントのための補正光学
系は投影光学系と同じくらいの大きさとなり、装置化す
る上ではほとんど可能性がないと判断される。

【０００６】また、たとえその大きさで構成できたとし
ても、ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ補正光学系と投影光学系と
の相対関係を表わすベースライン変動の要因となる各光
学系の敏感度が高くなる。このためベースラインの安定
性が特徴であるはずの非露光光ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方
式であるのに、Ｎｏｎ−ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式と同
じ欠点をもつことになる。勿論、ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ
方式固有のウエハーを駆動するステージの駆動ストロー
クや精度の点で有利な点はあるものの、装置の大きさ等
の点でＮｏｎ−ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式のほうが構成
面で有利となってしまう。

【０００７】このためエキシマステッパにおいては前述
の非露光光ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式の代わりに、投影
光学系に影響されない非露光光のＮｏｎ−ＴＴＬＯｆｆ
ａｘｉｓ方式を採用しているところが殆どである。非露
光光のＮｏｎ−ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式ではＯｆｆａ
ｘｉｓ顕微鏡と投影光学系との距離、いわゆるベースラ
インの時間的変動が精度悪化の主要因となる。このた
め、熱に影響されにくい部材を使用したり、頻繁にベー
スライン補正を行なう等のことが高精度化に必要とされ
る。

【０００８】上記非露光光ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式と
Ｎｏｎ−ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式の利点を組合せた方
式として、ウエハーを吸着するチャックを利用した方法
が本出願人より特開昭６１−２６３１２７号公報で提案
されている。

【０００９】この方法では先ずウエハーを吸着するチャ
ック上にチャックマークと呼ばれるマークを配置し、該
チャックマークとウエハー上のアライメントマークを露
光装置外のアライメントステーションと呼ばれる箇所で
露光装置と独立に計測して、チャックマークとウエハー
との相対関係を記憶する。この時点でウエハー内のマー
クの座標位置がチャックマークに移される。次いでウエ
ハーはチャックに吸着されたまま露光装置に搬入され
る。露光装置では露光光でレチクルを介して投影光学系
を通し観察するＴＴＬ＋ＴＴＲ露光光スコープと呼ばれ
る顕微鏡系でチャックマークのみを計測し、その結果に
基づいてウエハーの位置を知り、レチクルとウエハーの
相対関係を求める。この後で露光装置はレチクル上のパ
ターンをウエハー上に転写する露光動作に入る。この方
法はチャックマークの位置をＴＴＬ＋ＴＴＲ露光光スコ
ープにより検出を行なうことにより、Ｏｆｆａｘｉｓ顕
微鏡を用いる方法の欠点を全て解消し、ほとんどのプロ
セスに対し安定で、高精度な位置合わせが可能である。
また露光装置外でウエハーの計測を行なうため、計測回
数を増やす等して計測精度を向上させることを露光装置
のスループット低下といった代償なしに容易に達成する
ことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらチャック
を活用するこの方法も、ウエハーをチャックに吸着した
ままでアライメントステーションから露光装置へ搬入す
るため、ウエハーのみの搬送を行なう従来装置に対し、
装置が大型になって価格向上の原因となり、製品化する
上での問題となっていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の露光装置
及びチャックを利用する方式の問題点を解消すべくなさ
れたもので、チャックマークにウエハーの座標を移す代
わりに、ウエハー自体にウエハー内のアライメントマー
クの座標を置き換える基準を設けることで、チャックを
介在させることなくウエハーのアライメントを行なうこ
とを特徴としている。

【００１２】具体的にはウエハーの周辺に複数のノッチ
マークを構成し、該ノッチマークを前述のチャックマー
クの代わりの基準マークとして使用するのを特徴として
いる。アライメントステーションではウエハー上に形成
された回路パターンに所定の関係で配置されたアライメ
ントマークと、予めウエハー上に設けられた複数のノッ
チマークを露光装置と独立に計測して、ノッチマークと
ウエハー上のアライメントマークとの相対関係を記憶す
る。アライメントステーションにはレーザー干渉計が付
いており、ウエハー上のパターンの座標をアライメント
ステーションの絶対座標値上で計測できる。この時点で
ウエハー内のアライメントマークの座標位置はノッチマ
ークに対する相対関係に変換される。

【００１３】次いでウエハーは露光装置に搬入される。
露光装置ではノッチマークがＴＴＬ＋ＴＴＲ露光光スコ
ープでレチクルと投影光学系を介して観察される。その
計測結果に基づいてウエハーのノッチマークの位置が検
出されレチクルとウエハーの相対関係が求まると、アラ
イメントステーションで既知となっているノッチマーク
とウエハー上のパターンとの関係から、全てのマーク及
びパターン同士の関係が求められる。この後、露光装置
はレーザ干渉計を用いてレチクル上のパターンをウエハ
ー上に転写する露光動作に入ることを特徴としている。

【００１４】以上の構成を取ればウエハーをチャックに
吸着したままアライメントステーションから露光装置へ
搬送する必要がなくなるため、装置の大型化、高価格化
という問題を解決することができ、前述の目的を達成す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。図２は本発明の構成を表わす図面、また
図２は本発明で位置検出の対象となる複数のノッチマー
ク２、３、４の付いたウエハーである。ノッチマークは
一種の基準マークとしての役割を果たし、２次元的な位
置合わせを行なうために複数個必要である。図１におい
て右側にあるのがアライメントステーションＡＳ、左側
が露光装置Ｓで両者はコンピュータ５１により繋がって
いる。アライメントステーションＡＳにはノッチマーク
２、３、４を検出するための検出系ＡＳＮとウエハー１
のアライメントマークを検出するための検出系ＡＳＷを
構成した検出系ＡＳＢが配置されている。ウエハー１Ｘ
Ｙステージ２１８により駆動され、各ショットのアライ
メントマークは検出系ＡＳＷで、またノッチマーク２、
３、４は検出系ＡＳＮでそれぞれ検出される。図１では
ＸＹステージ２１８のみ記載されているが実際にはステ
ージの位置をモニターするレーザー干渉計、ウエハーを
吸着するチャック、フォーカス検出系等が具備されてい
る。チャック及びフォーカス検出系については図８で後
述する。

【００１６】ノッチマーク２、３、４とウエハー上の各
ショットのアライメントマークは干渉系付きＸＹステー
ジ２１８の移動により、検出系ＡＳＢで検出が行なわれ
る。検出されたウエハー１のノッチマークに対する各シ
ョット情報はＷＮオフセットとして記憶される。

【００１７】その後ウエハー１は露光装置Ｓへ搬送され
る。５１はコンピュータで、アライメントステーション
ＡＳと露光装置Ｓとを繋ぐ役目をする。露光装置Ｓへ搬
送されたウエハー１はノッチマーク２、３、４検出系Ａ
ＳＴで検出され、該ノッチマークとレチクル２との相対
位置が検出される。この検出結果よりアライメントステ
ーションＡＳで既に求まっている各ショット情報である
ＷＮオフセットを反映しながら、不図示のレーザ干渉計
を具備したＸＹステージ１８を駆動して露光が行なわれ
る。

【００１８】次いで露光装置Ｓ及びアライメントステー
ションＡＳの詳細について説明する。図３はウエハー上
の複数のノッチマークを露光装置Ｓ上で検出するＴＴＬ
＋ＴＴＲ検出系ＡＳＴの構成である。露光光であるエキ
シマレーザ５からの発振光６はファイバー７で導光さ
れ、アライメントスコープＡＳＴの照明系８に入射して
リレー１０、対物１１を透過し、レチクル１２を照明す
る。レチクル１２を透過した光は投影光学系１３を透過
し、ウエハー１上のノッチマーク２を照明する。照明さ
れたノッチマーク２の像１４は今度は照明時とは逆に投
影光学系１３、レチクル１２、対物１１、リレー１０を
透過し、エレクター１５で正立正像となって、ＣＣＤカ
メラ１６上に結像する。像１４はＣＣＤカメラ１６で光
電変換され、高速画像処理電子回路を含むコンピュータ
５１に取り込まれて画像処理され、ノッチマーク２の位
置が検出される。ノッチマーク２の位置を検出すると、
レーザ干渉計２６で制御されるＸＹステージ１８はノッ
チマーク３が検出可能な位置までウェハー１を移動す
る。ノッチマーク３の検出が終了すると、ＸＹステージ
１８はウェハー１をノッチマーク４が検出可能な位置ま
で移動する。このようにして複数個のノッチマークの位
置が検出される。

【００１９】レチクル１２上には図４に示す様なレチク
ルマーク１９が配置されていて、ノッチマーク２、３、
４とレチクルマーク１９との相対位置が検出される。図
５はノッチマーク２の検出時の画像、図６、７はノッチ
マーク３、４を検出時の画像を示すものである。

【００２０】図１に戻ると２０は照明系で、回路パター
ンが形成されているレチクル１２を露光光で照明する。
投影光学系１３はレチクル１２面上の回路パターンをウ
エハー１の面上に、例えば１／５倍に縮小投影する作用
をもっている。ウエハー１はウエハーチャック２１上に
置かれる。ウエハーチャック２１は駆動手段であるθ−
Ｚステージ２２上に配置され、ウエハー１をチャック表
面に吸着することで、各種振動に対しウエハー１の位置
がずれないようにする。θ−Ｚステージ２２はチルトス
テージ２３の上に構成され、ウエハー１をフォーカス方
向である投影光学系の光軸方向に上下動させる役目を持
つ。

【００２１】チルトステージ２３はレーザ干渉計２６で
制御するＸＹステージ１８上に構成され、ウエハー１の
反りを投影光学系１３の像面に対して最小となるように
補正する。またチルトステージ２３独自でフォーカス方
向に駆動することも可能である。チルトステージ２３上
に構成したバーミラー２５はレーザー干渉計２６により
ＸＹステージ１８の駆動量をモニターしている。レーザ
ー干渉計２６は回線を通じてコンピュータ５１に駆動量
に関する計測値を転送する。

【００２２】図３に示したフォーカス計測の投光系２
９、検出系３０はフォーカスだけでなく、ウエハーの面
の傾きも検出し、該検出結果を用いてチルトステージ２
３でその量を補正する。ウエハー１の面のフォーカス計
測値は、検出系３０から回線を通じ、コンピュータ５１
に転送される。

【００２３】図８はアライメントステーションＡＳの構
成を示すものである。アライメントステーションＡＳに
は２種類の検出系を持つ検出系ＡＳＢが配置されてい
る。２種類の検出系とはノッチマーク２、３、４を検出
する検出系ＡＳＮ、ウエハー１上のマークを検出する検
出系ＡＳＷである。ウエハー１はウエハーチャック２２
１上に載置される。ウエハーチャック２２１は駆動手段
であるθ−Ｚステージ２２２上に配置され、ウエハー１
をチャック表面に吸着することで、各種振動に対しウエ
ハー１の位置がずれないようにしている。θ−Ｚステー
ジ２２２はチルトステージ２２３上に構成され、ウエハ
ー１を検出系の光軸方向に上下動させる役目を持つ。チ
ルトステージ２２３はレーザ干渉計２２６で制御するＸ
Ｙステージ２１８上に構成され、検出系ＡＳＷの像面２
１７するウエハー１のずれが最小となるように補正す
る。またチルトステージ２２３独自でフォーカス方向に
駆動することも可能である。チルトステージ２２３上に
構成したバーミラー２２５レーザー干渉計２２６により
ＸＹステージ２１８の駆動量をモニターしている。レー
ザー干渉計２２６は回線を通じてコンピュータ５１に駆
動量に関する計測値を転送する。

【００２４】検出系の構成ではノッチマーク検出系ＡＳ
Ｎに露光光であるエキシマレーザ５からの発振光２０７
が照明系２０８に入射する。入射した光はリレー２１
０、対物２１１を透過し、ウエハー１上のノッチマーク
４を照明する。照明されたノッチマーク４の像２１７は
今度は照明時とは逆に対物２１１、リレー２１０を透過
し、エレクター２１５で正立正像となって、ＣＣＤカメ
ラ２１６に結像される。像２１７はＣＣＤカメラ２１６
で光電変換され、高速画像処理電子回路を含むコンピュ
ータ５１に取り込まれて画像処理され、ノッチマーク４
の位置が検出される。ノッチマーク４の位置を検出する
と、レーザ干渉計２２６で制御するＸＹステージ２１８
はノッチマーク３が検出可能な位置までウェハー１を移
動する。ノッチマーク３の検出が終了すると、ＸＹステ
ージ２１８はウェハー１をノッチマーク２が検出可能な
位置まで移動する。ウエハー１上のアライメントマーク
を検出する検出系ＡＳＷでは、光源であるハロゲンラン
プ１０７からの光を照明系１０８に入射させ、リレー１
１０、対物１１を透過してウエハー１上の不図示のアラ
イメントマークを照明する。アライメントマークの像１
１７は反射光として照明とは逆に対物１１１、リレー１
１０を透過し、エレクター１１５で正立正像になってＣ
ＣＤカメラ１１６に結像する。像１１７はＣＣＤカメラ
１１６で光電変換され、高速画像処理電子回路を含むコ
ンピュータ５１に取り込まれて画像処理され、アライメ
ントマークの位置が検出される。

【００２５】次いでアライメントステーションでは露光
装置Ｓの露光ステップ分だけＸＹステージ２１８を駆動
してウエハー１を移動させ、次のショットのアライメン
トマークの位置が検出できる状態に導く。このようにし
て移動、検出を繰り返すことで１０から１２ショット分
の計測を行なう。ＡＳＮとＡＳＷという２つの検出系で
検出された値からノッチマークとアライメントマークの
相対関係がＷＮオフセットとして記憶される。

【００２６】ダイバイダイシーケンスを行なう場合や、
全ショットのフォーカス情報が欲しい場合には全ショッ
トでのアライメントマークの計測と、フォーカス計測を
ＸＹステージ２１８を駆動して行なう。ここでアライメ
ントステーションＡＳと露光装置ＳでＷＮオフセットを
共有することを可能とする構成について説明する。アラ
イメントステーションＡＳの位置検出系ＡＳＢには前述
のようにウエハーのアライメントマークを検出する検出
系ＡＳＷと、ノッチマークを検出する検出系ＡＳＮの２
種類の検出系が配置されており、一方露光装置Ｓにはノ
ッチマーク検出系ＡＳＴが配置されている。アライメン
トステーションＡＳと露光装置Ｓの双方で検出対象とな
るノッチマークに対し、アライメントステーションの検
出系ＡＳＮと露光装置ＳのＴＴＬ＋ＴＴＲ検出系ＡＳＴ
は同じ光学条件で構成される。同じ光学条件とは検出波
長、ＮＡ、照明のσといった設計上の値だけでなく、調
整状態の同一性も含んでいる。同じ光学条件にすること
によりノッチマークがプロセスに影響されて変形したと
きも、アライメントステーションの検出系ＡＳＮで発生
するオフセットの値と、露光装置Ｓに構成された検出系
ＴＴＬ＋ＴＴＲ検出系ＡＳＴで発生するオフセットの値
を同じ値とすることができる。

【００２７】製造及び調整状態を定量的に把握するには
ＴＩＳ（ＴｏｏｌＩｎｄｕｃｅｄＳｈｉｆｔ）という
概念を使用するとよい。ＴＩＳの調整では計測するウエ
ハーのパターン要因で発生するオフセット（Ｗａｆｅｒ
ＩｎｄｕｃｅｄＳｈｉｆｔ）と検出系要因で発生する
オフセットＴＩＳとを分離する。分離するために計測す
るパターンの配置が０度である基準状態と、該パターン
を１８０度回転、即ちウエハーを１８０度回転した２つ
の状態で計測を行なう。該計測結果からＴＩＳの値が決
定され、ＴＩＳの値を小さくするように検出系を調整す
ることができる。ＴＩＳによる調整方法を利用した提案
は本出願人により特願平８−１１２０５９号で提案さ
れ、実用化されている。

【００２８】本発明を実施するには露光装置Ｓとアライ
メントステーションＡＳの検出系に互換性を持たせるた
め、ＴＩＳの値をある所定の小さな値以下に調整するす
ることが必須である。

【００２９】前述の通り、アライメントステーションＡ
Ｓでは２種類の検出系ＡＳＷ、ＡＳＮで干渉計付きＸＹ
ステージ２１８を駆動して、複数のノッチマーク及びウ
エハー上に半導体製造工程で作成したアライメントマー
クを計測する。該計測結果から複数のノッチマークの位
置に対するウエハーのアライメントマークの位置の相対
関係をＷＮオフセットとして記憶する。アライメントマ
ークの計測からはＸ、Ｙシフト成分だけでなく、ウエハ
ー全体における倍率、直交性、回転、ショットに関する
倍率、回転をノッチマーク基準に求めることができ、そ
れらがまとめてＷＮオフセットとなる。

【００３０】アライメントステーションＡＳから露光装
置Ｓへ送られたウエハーの複数のノッチマークはＴＴＬ
＋ＴＴＲ検出系ＡＳＴでレチクルマーク基準で計測さ
れ、その後アライメントステーションＡＳで求められて
いるＷＮオフセットを考慮して、露光を行なえば、ウエ
ハーの位置合わせ／露光が完了する。

【００３１】以上、本実施形態では露光光を使用したＴ
ＴＬ＋ＴＴＲ方式により直接レチクルとノッチマークを
計測し、これ以前にアライメントステーションＡＳにお
いて既に計測済みであるノッチマークとウエハー上のア
ライメントマークの位置関係の情報を使用して、レチク
ルとウエハーの相対位置検出を可能とした。装置の構成
ではノッチマーク検出に対しアライメントステーション
ＡＳでは露光光検出、露光装置ＳではＴＴＬ＋ＴＴＲ露
光光検出、ウエハーのアライメントマークはアライメン
トステーションＡＳでのハロゲン光検出である。

【００３２】本実施形態ではまた少なくとも３個以上の
ノッチマークをＴＴＬ＋ＴＴＲで検出するため、ＴＴＬ
＋ＴＴＲ検出系の長所であるベースラインの変動を考慮
しなくてよいというメリットを利用することができる。
ＴＴＬ＋ＴＴＲ検出系が可能となることでＯｆｆａｘｉ
ｓ顕微鏡を用いてアライメントを行なう場合のように熱
的に影響されにくい部材を使用したり、頻繁にベースラ
イン補正を行なうことが不要になり、装置の低コスト化
と、スループットの向上が達成可能となる。

【００３３】なお、上記までの露光装置におけるアライ
メント方式の説明はＴＴＬ＋ＴＴＲ方式でもＴＴＬＯｎ
ａｘｉｓ方式で説明を行なってきたが、本発明は同様に
ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ方式やＮｏｎ−ＴＴＬＯｆｆａｘ
ｉｓアライメント方式にも適用可能である。これらの場
合にもＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ顕微鏡や、Ｎｏｎ−ＴＴＬ
Ｏｆｆａｘｉｓ顕微鏡でノッチマークを検出し、アライ
メントステーションにおいて既に計測済みのノッチマー
クとウエハー上のアライメントマークの位置関係の情報
を使用して、レチクルとウエハーの相対位置を検出して
露光することにより、高精度、高スループットという目
的が達成される。

【００３４】本実施形態ではアライメントステーション
における計測シーケンスとして統計処理を使用したグロ
ーバルアライメントシーケンスで説明してきたが、その
他のシーケンス、例えば各ショットを全て計測し、該情
報をＷＮオフセットに含めて露光すればダイバイダイシ
ーケンスとなる。またある範囲内での線形性のみで統計
処理する等のシーケンスも使用できる。

【００３５】ウエハー上のアライメントマークを数多く
計測するシーケンスにおいてもアライメントステーショ
ンにおける計測時間が増えるのみで、露光装置Ｓは検出
系ＡＳＴで複数のノッチマークを検出するだけなので、
露光装置Ｓのスループットを悪くすることがないのも本
発明の利点である。

【００３６】本発明ではアライメントに関する例を示し
たが、アライメントステーションの計測はウエハーの他
の表面状態情報、例えばフォーカス計測にも適用するこ
とができる。各ショットのフォーカスをアライメントス
テーションにおいて計測し、その値もＷＮオフセットに
含めると露光装置Ｓに入る前に予めウエハーの形状を知
ることができ、露光装置におけるスループットを向上さ
せることができる。

【００３７】ノッチマークの構成は図２のマーク２、
３、４に示す様に３個に限るものではなく、より多くし
て精度の向上を期待することもできる。ただし例えばノ
ッチを４個構成にした場合などウエハーの回転方向の姿
勢が一義的に決まらないことがある。その場合には本実
施例で示したのとは別の検出系を設けて回転方向の姿勢
を検出すればよい。

【００３８】本発明を展開する場合には露光装置とアラ
イメントステーションの数の関係は既に本出願人により
提案されている方法をそのまま適用できる。即ち１つの
露光装置に複数のアライメントステーションを構成する
こともできるし、複数の露光装置に複数のアライメント
ステーションで構成することも可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の露光方法及
び装置によればウエハーの周辺に設けられた複数のノッ
チマークを該ウエハー上のアライメントマークとともに
露光装置Ｓと別個に設けられたアライメントステーショ
ンＡＳで計測して、ノッチマークとウエハーとの相対関
係をオフセットとして記憶し、露光装置では該ウエハー
のノッチマークのみを計測し、該計測結果に基づいてレ
チクルとウエハーの相対関係を求め、前記アライメント
ステーションＡＳで既知となったオフセットを用いて露
光することで、高速、高精度な露光を行なうことが可能
となった。

【００４０】特にノッチマーク検出を露光装置ＳでＴＴ
Ｌ＋ＴＴＲ検出で行なえば、現状実施されているＮＯＮ
−ＴＴＬＯｆｆａｘｉｓ検出系を安定化させるために行
なわれている種々の対策、例えば熱膨張に対する対策に
よる装置コストの増大や、頻繁なベースライン補正によ
るスループットの低下という問題を発生させずに高精
度、高スループットな露光装置を実現することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のシステム構成図、

【図２】ノッチマークを適用したウエハー、

【図３】本発明の実施例１の露光装置Ｓの構成の詳細
図、

【図４】レチクルマークの説明図、

【図５】ノッチマーク２の検出画像、

【図６】ノッチマーク３の検出画像、

【図７】ノッチマーク４の検出画像、

【図８】本発明のアライメントステーションＡＳの構成
図。

【符号の説明】

１ウエハー、２、３、４ノッチマーク、５エキシマレーザ等の露光光源、７ファイバー、８、１０８、２０８アライメント照明光学系、９、１０９、２０９ビームスプリッタ、１０、１１０、２１０リレーレンズ、１１、１１１、２１１対物レンズ、１２レチクル、１３縮小投影光学系、１４ミラー、１５、１１５、２１５エレクター、１６、１１６、２１６ＣＣＤカメラ、１７、２１７ＣＣＤカメラ上に形成されたノッチ
マーク像、１８、２１８ＸＹステージ、１９レチクルマーク、２０照明光学系、２１、２２１ウエハーチャック、２２、２２２ θ−Ｚステージ、２３、２２３チルトステージ、２５バーミラー、２６、２２６レーザー干渉計、２９、２２９フォーカス計測系（投光系）、３０、２３０フォーカス計測系（検出系）、５１コンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１物体上のパターンを第２物体上のパ
ターンに位置合わせして露光転写する露光装置におい
て、前記第２物体上に形成された基準マークの位置を検
出する検出系で該基準マークを検出した後、予め既知量
である前記第２物体上に形成されたアライメントマーク
と該基準マークの相対関係に基づき、前記第１物体と前
記第２物体を位置合わせして露光することを特徴とする
露光装置。
【請求項２】前記第２物体上に形成されたアライメン
トマークを検出する第１の検出系と前記第２物体上に形
成された基準マークを検出する第２の検出系を備え、該
アライメントマークと該基準マークの相対関係を検出す
るアライメントステーションを有していることを特徴と
する請求項１の露光装置。
【請求項３】前記露光装置の検出系と前記アライメン
トステーションの第２の検出系が同一の光学条件で構
成、調整されていることを特徴とする請求項１記載の露
光装置。
【請求項４】前記露光装置の検出系と前記アライメン
トステーションの第２の検出系が同一の光学条件で構
成、調整されていることを特徴とする請求項２記載の露
光装置。
【請求項５】前記露光装置の前記検出系が前記基準マ
ークを複数個検出することを特徴とする請求項１記載の
露光装置。
【請求項６】前記アライメントステーションの第２の
検出系が前記基準マークを複数個検出することを特徴と
する請求項２記載の露光装置。
【請求項７】前記露光装置の前記検出系が露光光をい
て第１物体のアライメントマークと第２物体の基準マー
クを前記露光装置の投影光学系と前記第１物体を介して
ＴＴＬ＋ＴＴＲ検出することを特徴とする請求項１記載
の露光装置。
【請求項８】前記露光装置の前記検出系が第２物体の
基準マークを前記露光装置のＯｆｆａｘｉｓ顕微鏡で検
出することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項９】第１物体上のパターンを第２物体上のパ
ターンに位置合わせして露光転写する露光方法におい
て、前記第２物体上に形成された基準マークの位置を検
出した後、予め既知量である前記第２物体上に形成され
たアライメントマークと該基準マークの相対関係に基づ
き、前記第１物体と前記第２物体を位置合わせして露光
することを特徴とする露光方法。
【請求項１０】前記第２物体上の基準マークが前記第
２物体の外周部に設けられた複数のノッチマークである
ことを特徴とする請求項９の露光方法。
【請求項１１】前記第２物体上に形成された基準マー
クの検出を、露光光で第１物体のアライメントマークと
第２物体の基準マークを投影光学系と前記第１物体を介
してＴＴＬ＋ＴＴＲ検出することを特徴とする請求項９
記載の露光方法。
【請求項１２】前記第２物体の基準マークをＯｆｆａ
ｘｉｓ顕微鏡で検出した後露光を行なうことを特徴とす
る請求項９記載の露光方法。
【請求項１３】第１物体上のパターンを第２物体上の
パターンを露光転写する露光装置において、前記第２物
体上に形成された基準マークの位置を検出する検出系で
該基準マークを検出した後、予め既知量である前記第２
物体の表面形状の情報に基づき、前記第２物体を露光す
ることを特徴とする露光装置。
【請求項１４】第１物体上のパターンを第２物体上の
パターンを露光転写する露光方法において、前記第２物
体上に形成された基準マークの位置を検出する検出系で
該基準マークを検出した後、予め既知量である前記第２
物体の表面形状の情報に基づき、前記第２物体を露光す
ることを特徴とする露光方法。