JPS62145730A - 投影型露光装置 - Google Patents
投影型露光装置Info
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- JPS62145730A JPS62145730A JP60286705A JP28670585A JPS62145730A JP S62145730 A JPS62145730 A JP S62145730A JP 60286705 A JP60286705 A JP 60286705A JP 28670585 A JP28670585 A JP 28670585A JP S62145730 A JPS62145730 A JP S62145730A
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- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
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- G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
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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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W46/00—Marks applied to devices, e.g. for alignment or identification
- H10W46/601—Marks applied to devices, e.g. for alignment or identification for use after dicing
- H10W46/603—Formed on wafers or substrates before dicing and remaining on chips after dicing
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)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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上の原画パターン（回路パタ
ーン等）の像を投影光学系を介してウェハ等の感光基板
に露光する投影型露光装置に関する。
ーン等）の像を投影光学系を介してウェハ等の感光基板
に露光する投影型露光装置に関する。
（発明の背景）
この種の投影型露光装置は高解像力の投影レンズを有し
、露光すべき半導体ウェハ等の感光基板上でサブミクロ
ンの線幅でパターンの転写が可能となってきた。一般に
投影レンズのイメージフィールドはウェハ全面に対して
小だな面積しかないので、この種の装置ではレチクル（
マスクと同義）上のパターンの投影像に対してウェハを
歩進させては露光することを繰り返す、所謂ステップ・
アンド・リピート方式を採用している。この場合、ウェ
ハ全面に同一の回路パターンのみを繰り返し形成するな
ら、そのウェハのある層を露光するためのレチクルは１
枚でよい訳である。ところがウェハ上の一部分に実用回
路パターン以外にテスト回路用のパターンを作り込む場
合は、ある層に対して常に２枚以上のレチクルを用意し
ておく必要がある。通常、投影型露光装置で露光できる
レチクルは一枚であるため、実用回路パターンを露光す
るためのレチクルと、テスト回路用のパターンを露光す
るためのレチクルとを交換する必要がある。この際、そ
の２つのレチクルには共通の位置にアライメントマーク
が形成されており、レチクル交換のたびにこのマークを
使ってレチクルを装置に対して位置決めする作業（レチ
クルアライメント）が不可欠であり、レチクル交換、レ
チクルアライメントに要する時間的な損失が必然的に伴
なう。
、露光すべき半導体ウェハ等の感光基板上でサブミクロ
ンの線幅でパターンの転写が可能となってきた。一般に
投影レンズのイメージフィールドはウェハ全面に対して
小だな面積しかないので、この種の装置ではレチクル（
マスクと同義）上のパターンの投影像に対してウェハを
歩進させては露光することを繰り返す、所謂ステップ・
アンド・リピート方式を採用している。この場合、ウェ
ハ全面に同一の回路パターンのみを繰り返し形成するな
ら、そのウェハのある層を露光するためのレチクルは１
枚でよい訳である。ところがウェハ上の一部分に実用回
路パターン以外にテスト回路用のパターンを作り込む場
合は、ある層に対して常に２枚以上のレチクルを用意し
ておく必要がある。通常、投影型露光装置で露光できる
レチクルは一枚であるため、実用回路パターンを露光す
るためのレチクルと、テスト回路用のパターンを露光す
るためのレチクルとを交換する必要がある。この際、そ
の２つのレチクルには共通の位置にアライメントマーク
が形成されており、レチクル交換のたびにこのマークを
使ってレチクルを装置に対して位置決めする作業（レチ
クルアライメント）が不可欠であり、レチクル交換、レ
チクルアライメントに要する時間的な損失が必然的に伴
なう。
また別の手法として、一枚のレチクル上に異なる回路パ
ターン（実用回路やテスト回路）を予め複数形成してお
き、必要とする回路パターン以外が照明されないように
、レチクルブラインド（照明視野絞り）で開口の寸法や
形状を制限し、照明された回路パターンの投影像がウェ
ハ上の所定位置に露光されるように、ウェハを載置する
ステージを位置決めする方式もある。この場合、レチク
ルブラインドを全開に丁れば、複数の回路パターンの全
てが投影レンズを介してウェハに投影されるように定め
ておく必要がある。従って投影レンズのイメージフィー
ルド内にしめる個々の回路パターンの像の寸法が大きく
できないといった問題がある。また投影レンズのイメー
ジフィールド内を分割して使うため、分割された領域の
夫々での像のディストーションが露光ショット上微妙に
異なることになり、これは重ね合わせ露光を行なう際の
重ね合わせ精度の向上を阻むことにもなる。
ターン（実用回路やテスト回路）を予め複数形成してお
き、必要とする回路パターン以外が照明されないように
、レチクルブラインド（照明視野絞り）で開口の寸法や
形状を制限し、照明された回路パターンの投影像がウェ
ハ上の所定位置に露光されるように、ウェハを載置する
ステージを位置決めする方式もある。この場合、レチク
ルブラインドを全開に丁れば、複数の回路パターンの全
てが投影レンズを介してウェハに投影されるように定め
ておく必要がある。従って投影レンズのイメージフィー
ルド内にしめる個々の回路パターンの像の寸法が大きく
できないといった問題がある。また投影レンズのイメー
ジフィールド内を分割して使うため、分割された領域の
夫々での像のディストーションが露光ショット上微妙に
異なることになり、これは重ね合わせ露光を行なう際の
重ね合わせ精度の向上を阻むことにもなる。
特に近年、チップインテグレーション、あるいはウェハ
インテグレーションと呼ばれる手法でＶＬＳＩを作成す
ることが提案されているが、その場合、露光できる回路
パターン像の寸法は、投影レンズのイメージフィールド
のみで制限される程度に大きく取れることが望まれ、か
つ回路パターンの交換も短時間に行なわれることが望ま
れている。ざらに投影レンズのイメージフィールド等の
制限で決まる最大露光ショット面積よりも大きな回路パ
ターンを作る場合は、画面合成という手法が使われるが
、この際にも高速な回路パターン（原画パターン）の交
換が望まれる。
インテグレーションと呼ばれる手法でＶＬＳＩを作成す
ることが提案されているが、その場合、露光できる回路
パターン像の寸法は、投影レンズのイメージフィールド
のみで制限される程度に大きく取れることが望まれ、か
つ回路パターンの交換も短時間に行なわれることが望ま
れている。ざらに投影レンズのイメージフィールド等の
制限で決まる最大露光ショット面積よりも大きな回路パ
ターンを作る場合は、画面合成という手法が使われるが
、この際にも高速な回路パターン（原画パターン）の交
換が望まれる。
しかしながら、現在のところ実用に耐え得るだけの高速
性と高精度とを兼ね備えた装置はなく、チップインテグ
レーション、ウェハインテグレーション、又は画面合成
を前提にした使い方のできる投影露光装置の実用化が強
く望まれてきた。
性と高精度とを兼ね備えた装置はなく、チップインテグ
レーション、ウェハインテグレーション、又は画面合成
を前提にした使い方のできる投影露光装置の実用化が強
く望まれてきた。
（発明の目的）
本発明はチップインテグレーション、ウェハインテグレ
ーション等によるＶＬＳＩを作成Ｔる場合等に好適な高
速原画パターン交換と高精度な位置合わせ（重ね合わせ
）を同時に達成し得る投影型露光装置を得ることを目的
とする。
ーション等によるＶＬＳＩを作成Ｔる場合等に好適な高
速原画パターン交換と高精度な位置合わせ（重ね合わせ
）を同時に達成し得る投影型露光装置を得ることを目的
とする。
（発明の概要）
本発明はウェハ等の感光基板を載置して、その基板を投
影光学系の光軸と略垂直な像平面に沿って２次元移動き
せる第１ステージ（１３、：１３ａ。
影光学系の光軸と略垂直な像平面に沿って２次元移動き
せる第１ステージ（１３、：１３ａ。
１３ｂ）と、該第１ステージの２次元的な位置を計測す
ることによって感光基板の光軸に対する座標位置を検出
する第１位置検出手段（干渉計１６）と、互いに異なる
複数の原画パターン（ＰＴｌ、ＰＴ２・・・）の夫々が
互いに重ならず、各原画パターンの所定の露光中心点（
０１，０２・・・）が予め定められた間隔で位置するよ
うにマスク（レチクル）を保持するとともに、複数の原
画パターンの各露光中心点のいずれに対しても投影光軸
が通り得るようなストロークでマスク（レチクル）を２
次元的に移動させる第２ステージ（７）と、第１位置検
出手段により定められた座標系Ｃｘｙ座標系）と同一方
向の座標軸を有する座標系に従って第２ステージの２次
元的な位置を検出する第２位置検出手段（干渉計１１）
とを設けることを技術的要点としている。
ることによって感光基板の光軸に対する座標位置を検出
する第１位置検出手段（干渉計１６）と、互いに異なる
複数の原画パターン（ＰＴｌ、ＰＴ２・・・）の夫々が
互いに重ならず、各原画パターンの所定の露光中心点（
０１，０２・・・）が予め定められた間隔で位置するよ
うにマスク（レチクル）を保持するとともに、複数の原
画パターンの各露光中心点のいずれに対しても投影光軸
が通り得るようなストロークでマスク（レチクル）を２
次元的に移動させる第２ステージ（７）と、第１位置検
出手段により定められた座標系Ｃｘｙ座標系）と同一方
向の座標軸を有する座標系に従って第２ステージの２次
元的な位置を検出する第２位置検出手段（干渉計１１）
とを設けることを技術的要点としている。
（実施例）
第１図は本発明の第１の実施例による投影型露光装置の
主要部分の構成を示す斜視図であり、第２図は第１図の
主要部分の構成を含む全体的な配置を示す構成図である
。第２図において、不図示の照明光源からの光は結像レ
ンズ群１、照明視野絞りとしてのレチクルブラインド２
、結像レンズ群３を介してダイクロイックミラー４で反
射され、コンデンサーレンズ５を介してレチクルＲを均
一な照度分布で照射する。レチクルブラインド２は４枚
の独立に可動なブレードを有し、そのブレードの夫々は
同図中矢印Ａで示すように、ブラインド駆動部６によっ
て動かされる。このレチクルブラインド２によって規定
される矩形の開口部は、レチクル凡のパターンＰＴが形
成された面と光学的に共役になるように配置されている
。このためレチクルブラインド２による開口部の像が照
明光によってレチクルＲ上に投影されることになる。
主要部分の構成を示す斜視図であり、第２図は第１図の
主要部分の構成を含む全体的な配置を示す構成図である
。第２図において、不図示の照明光源からの光は結像レ
ンズ群１、照明視野絞りとしてのレチクルブラインド２
、結像レンズ群３を介してダイクロイックミラー４で反
射され、コンデンサーレンズ５を介してレチクルＲを均
一な照度分布で照射する。レチクルブラインド２は４枚
の独立に可動なブレードを有し、そのブレードの夫々は
同図中矢印Ａで示すように、ブラインド駆動部６によっ
て動かされる。このレチクルブラインド２によって規定
される矩形の開口部は、レチクル凡のパターンＰＴが形
成された面と光学的に共役になるように配置されている
。このためレチクルブラインド２による開口部の像が照
明光によってレチクルＲ上に投影されることになる。
だて、レチクルＲは本発明の第２ステージとしてのレチ
クルステージ７に載置される。レチクルステージ７は装
置の固定部と一体のコラム８上を、駆動部（モータ等）
９によって２次元的に移動する。レチクルステージ７に
はレチクルＲ上のパターンＰＴが遮光されないだけの開
口部７ａが形成されており、コラム８の上部にはこの装
置で露光し得る最大寸法のパターン像が遮光されないだ
けの開口部８ａが形成されている。そしてコラム８の上
端部分にレチクルステージ７のガイド面が形成されてい
る。レチクルステージ７の端部には、本発明の第２位置
検出手段としてのレーザ干渉測長器（以下干渉計と呼ぶ
）１１からの平行なレーザビームを反射するための移動
鏡１０が固定されている。この干渉計１１はレチクルス
テージ７０２次元的な位置（座標値）を計測するもので
あり、そのレーザビームは好ましくはレチクル凡のパタ
ーンＰＴの面（パターン面）と同一な平面内に位置する
ように定められる。そしてこの干渉計１１はコラム８に
固定される。ところでレチクル凡のパターンＰＴの像は
投影レンズ１２を介してウェハＷ上に結像される。投影
レンズ１２はその光軸ＡＸがレチクルＲのパターン面、
及びウェハＷの表面と垂直となるように、かつ照明光学
系（１，３，５等）の光軸と一致するようにコラム８に
対して不動に配置されている。ウェハＷは本発明の第１
ステージとしてのウェハステージ１３上に載置され、こ
のステージ１３はコラム８と一体となっているベース１
４上を、駆動部１５によって２次元的に移動する。ウェ
ハステージ１３上にも本発明における第１位置検出手段
としてのレーザ干渉測長器（以下干渉計と呼ぶ）１６か
らの平行なレーザビームを反射するための移動鏡１７が
固定されている。干渉計１６はウェハステージ１３の２
次元的な位Ｗ（座標値）を計測するものであり、そのレ
ーザビームは好ましくはウェハＷの表面より厳密に言え
ばレチクルＲのパターンＰＴの像の投影レンズ１２によ
る結像平面と同一な平面内に位置するように定められて
いる。
クルステージ７に載置される。レチクルステージ７は装
置の固定部と一体のコラム８上を、駆動部（モータ等）
９によって２次元的に移動する。レチクルステージ７に
はレチクルＲ上のパターンＰＴが遮光されないだけの開
口部７ａが形成されており、コラム８の上部にはこの装
置で露光し得る最大寸法のパターン像が遮光されないだ
けの開口部８ａが形成されている。そしてコラム８の上
端部分にレチクルステージ７のガイド面が形成されてい
る。レチクルステージ７の端部には、本発明の第２位置
検出手段としてのレーザ干渉測長器（以下干渉計と呼ぶ
）１１からの平行なレーザビームを反射するための移動
鏡１０が固定されている。この干渉計１１はレチクルス
テージ７０２次元的な位置（座標値）を計測するもので
あり、そのレーザビームは好ましくはレチクル凡のパタ
ーンＰＴの面（パターン面）と同一な平面内に位置する
ように定められる。そしてこの干渉計１１はコラム８に
固定される。ところでレチクル凡のパターンＰＴの像は
投影レンズ１２を介してウェハＷ上に結像される。投影
レンズ１２はその光軸ＡＸがレチクルＲのパターン面、
及びウェハＷの表面と垂直となるように、かつ照明光学
系（１，３，５等）の光軸と一致するようにコラム８に
対して不動に配置されている。ウェハＷは本発明の第１
ステージとしてのウェハステージ１３上に載置され、こ
のステージ１３はコラム８と一体となっているベース１
４上を、駆動部１５によって２次元的に移動する。ウェ
ハステージ１３上にも本発明における第１位置検出手段
としてのレーザ干渉測長器（以下干渉計と呼ぶ）１６か
らの平行なレーザビームを反射するための移動鏡１７が
固定されている。干渉計１６はウェハステージ１３の２
次元的な位Ｗ（座標値）を計測するものであり、そのレ
ーザビームは好ましくはウェハＷの表面より厳密に言え
ばレチクルＲのパターンＰＴの像の投影レンズ１２によ
る結像平面と同一な平面内に位置するように定められて
いる。
ざて主制御部１８はブラインド駆動部６へのブラインド
開口の寸法を制御するための指令を出力したり、干渉計
１１．１６からの位置情報を入力して、レチクルＲやウ
ェハＷの位置を知り、駆動部９．１５に所定の駆動指令
を出力したりする。この主制御部１８は、ウェハステー
ジ１３に対してはステップ・アンド・リピート方式によ
る露光が行なわれるように、直交座標系ｘｙのＸ方向と
ｙ方向との夫々にステッピング動作等をさせ、レチクル
ステージ７に対してはパターンＰＴの交換のための移動
動作、あるいはレチクル凡のアライメント時の微動動作
等をきせるものである。この主制御部１８による装置の
動作シーケンス等は後で詳細に説明する。尚、上記説明
では省略したが、レチクルステージ７にはレチクルＲを
ステージ７に対して微小量回転させるためのθテーブル
が組み込まれており、アライメント時に干渉計１１によ
る計測座標系内においてレチクルＲが回転してステージ
７に保持されることを修正する。同様にウェハステージ
１３にはウェハＷをステージ１３に対して微小量回転さ
せるためのθテーブルが組み込まれており、アライメン
ト時に干渉計１６の計測座標系内においてウェハＷが回
転してステージ１３に保持されることを修正する。
開口の寸法を制御するための指令を出力したり、干渉計
１１．１６からの位置情報を入力して、レチクルＲやウ
ェハＷの位置を知り、駆動部９．１５に所定の駆動指令
を出力したりする。この主制御部１８は、ウェハステー
ジ１３に対してはステップ・アンド・リピート方式によ
る露光が行なわれるように、直交座標系ｘｙのＸ方向と
ｙ方向との夫々にステッピング動作等をさせ、レチクル
ステージ７に対してはパターンＰＴの交換のための移動
動作、あるいはレチクル凡のアライメント時の微動動作
等をきせるものである。この主制御部１８による装置の
動作シーケンス等は後で詳細に説明する。尚、上記説明
では省略したが、レチクルステージ７にはレチクルＲを
ステージ７に対して微小量回転させるためのθテーブル
が組み込まれており、アライメント時に干渉計１１によ
る計測座標系内においてレチクルＲが回転してステージ
７に保持されることを修正する。同様にウェハステージ
１３にはウェハＷをステージ１３に対して微小量回転さ
せるためのθテーブルが組み込まれており、アライメン
ト時に干渉計１６の計測座標系内においてウェハＷが回
転してステージ１３に保持されることを修正する。
また、第２図において、レチクルＲを装置に対してアラ
イメントするために、レチクルＲとコンデンサーレンズ
５との間にはミラー２０ａ、２０ｂを含むアライメント
センサー２１ａ１２１ｂが配置すれている。ミラー２０
ａ、２０ｂはレチクル凡の周辺に設けられたアライメン
トマークを観察可能に斜設されるものであり、アライメ
ントマークの位置に応じて矢印Ｂに示すように可動とし
てもよいし、所定の位置に固定しておいてもよい。
イメントするために、レチクルＲとコンデンサーレンズ
５との間にはミラー２０ａ、２０ｂを含むアライメント
センサー２１ａ１２１ｂが配置すれている。ミラー２０
ａ、２０ｂはレチクル凡の周辺に設けられたアライメン
トマークを観察可能に斜設されるものであり、アライメ
ントマークの位置に応じて矢印Ｂに示すように可動とし
てもよいし、所定の位置に固定しておいてもよい。
このアライメントセンサー２１ａ、２１ｂは自己照明光
学系を備えているものが好ましい。ざらにアライメント
センサー２１ａ、２１ｂはミラー２０ａ、２０ｂが光軸
ＡＸに向って繰り出されたとき、パターンＰＴの周辺部
に形成されたステップアライメントマークと、ウェハＷ
上の露光すべき領域に設けられたマークの投影レンズ１
２による逆投影像とを同時に検出可能な構成にしておく
と、ざらに好都合である。
学系を備えているものが好ましい。ざらにアライメント
センサー２１ａ、２１ｂはミラー２０ａ、２０ｂが光軸
ＡＸに向って繰り出されたとき、パターンＰＴの周辺部
に形成されたステップアライメントマークと、ウェハＷ
上の露光すべき領域に設けられたマークの投影レンズ１
２による逆投影像とを同時に検出可能な構成にしておく
と、ざらに好都合である。
ところで第１図に示すように、本実施例においてはレチ
クルＲに互いに異なる２つのパターンＰＴＩ、ＰＴ２が
形成されている。矩形状のパターンＰＴ１、ＰＴ２の露
光中心点は夫々０１．０２であり、パターンＰＴＩの周
囲には所定の幅でクロム等の遮光帯ＳＢ１が形成され、
パターンＰＴ２の周囲にも所定の幅で遮光帯８Ｂ２が形
成されている。このレチクルＲ上で中心点０１と０２の
Ｘ方向及びｙ方向の間隔はレチクルの設計時から予めわ
かっている。第１図において干渉計１１からの２つのレ
ーザビームＬ２ｘＸＬ２３’は夫々直交座標系ｘｙのＸ
軸とｙ軸とに平行に配置され、移動鏡１０ａ、１０ｂに
入射する。移動鏡１０ａはレチクルＲのｙ方向に伸びた
一辺とほぼ同等の長ざでｙ方向に伸びた反射面を有し、
移動鏡１０ｂはレチクルＲのＸ方向に伸びた一辺とほぼ
同等の長さでＸ方向に伸びた反射面を有し、レチクルス
テージ７の移動ストローク内でレーザビームＬ２ｘ。
クルＲに互いに異なる２つのパターンＰＴＩ、ＰＴ２が
形成されている。矩形状のパターンＰＴ１、ＰＴ２の露
光中心点は夫々０１．０２であり、パターンＰＴＩの周
囲には所定の幅でクロム等の遮光帯ＳＢ１が形成され、
パターンＰＴ２の周囲にも所定の幅で遮光帯８Ｂ２が形
成されている。このレチクルＲ上で中心点０１と０２の
Ｘ方向及びｙ方向の間隔はレチクルの設計時から予めわ
かっている。第１図において干渉計１１からの２つのレ
ーザビームＬ２ｘＸＬ２３’は夫々直交座標系ｘｙのＸ
軸とｙ軸とに平行に配置され、移動鏡１０ａ、１０ｂに
入射する。移動鏡１０ａはレチクルＲのｙ方向に伸びた
一辺とほぼ同等の長ざでｙ方向に伸びた反射面を有し、
移動鏡１０ｂはレチクルＲのＸ方向に伸びた一辺とほぼ
同等の長さでＸ方向に伸びた反射面を有し、レチクルス
テージ７の移動ストローク内でレーザビームＬ２ｘ。
Ｌ２ｙが夫々移動鏡１０ａ、１０ｂからはずれないよう
に定められている。そしてレーザビームＬ２ｙとＬ ２
ｘとを含む平面は光軸ＡＸと垂直に定められ、レーザ
ビームＬ２ｙとＬ２３：との延長線は光軸ＡＸで交わる
ように定められる。またレチクル刊の４辺の夫々にはレ
チクルアライメント用のマークＲＭＩ、ＲＭ２、ＲＭａ
、ＲＭ４が形成されている。マークｌＲＭ１とＲＭａは
レチクルＲの中心を通るｙ軸と平行な線上に配置され、
マークＲＭ２と’ＲＭ４はレチクル凡の中心を通るＸ軸
と平行な線上に配置される。
に定められている。そしてレーザビームＬ２ｙとＬ ２
ｘとを含む平面は光軸ＡＸと垂直に定められ、レーザ
ビームＬ２ｙとＬ２３：との延長線は光軸ＡＸで交わる
ように定められる。またレチクル刊の４辺の夫々にはレ
チクルアライメント用のマークＲＭＩ、ＲＭ２、ＲＭａ
、ＲＭ４が形成されている。マークｌＲＭ１とＲＭａは
レチクルＲの中心を通るｙ軸と平行な線上に配置され、
マークＲＭ２と’ＲＭ４はレチクル凡の中心を通るＸ軸
と平行な線上に配置される。
一方、ウェハステージ１３はベース１４上をＸ方向に移
動するＸステージ１３ｂと、このＸステージ１３ｂ上を
ｙ方向に移動するｙステージ１３ａとで構成される。そ
して干渉計１６からの２つのレーザビームＬ １ ｘ
％ Ｌ １ ｙは夫々直交座標系２ｙのＸ軸とｙ軸とに
平行に配置され、移動鏡１７ａ、１７ｂに入射する。レ
ーザビームＬ １ ｘとＬｌｙとを含む平面は光軸ＡＸ
と垂直に定められ、レーザビームＬｌｚとＬｔｙとの延
長線は光軸ＡＸで交わるように定められている。
動するＸステージ１３ｂと、このＸステージ１３ｂ上を
ｙ方向に移動するｙステージ１３ａとで構成される。そ
して干渉計１６からの２つのレーザビームＬ １ ｘ
％ Ｌ １ ｙは夫々直交座標系２ｙのＸ軸とｙ軸とに
平行に配置され、移動鏡１７ａ、１７ｂに入射する。レ
ーザビームＬ １ ｘとＬｌｙとを含む平面は光軸ＡＸ
と垂直に定められ、レーザビームＬｌｚとＬｔｙとの延
長線は光軸ＡＸで交わるように定められている。
ざて第３図は上記レチクルＲの平面図であり、レチクル
Ｒの外形に対してわずかに内側に定めた矩形がレチクル
ステージ７の開口部７ａである。
Ｒの外形に対してわずかに内側に定めた矩形がレチクル
ステージ７の開口部７ａである。
また想像線で示す矩形領域ＡＲｚは、レチクルステージ
７の移動ストロークによって制限される有効投影領域で
ある。この領域ＡＲ１の内にパターン又はマークがあれ
ば、それはかならず投影レンズ１２によって投影される
。そして領域ＡＲ１よりも内側の想像線で示す矩形領域
ＡＲ２は、レチクルステージ７の移動ストロークによっ
て制限される露光中心点の存在すべき領域である。すな
わち領域ＡＲ２内に露光中心点が存在すれば、それは必
らず投影レンズ１２の光軸ＡＸと一致するように位置決
め可能である。第３図からも明らかなようにパターンＰ
Ｔ１とＰＴ２は互いに重なり合うことなく、領域ＡＲ１
内に存在し、かつ露光中心点０１，０２も共に領域ＡＲ
Ｚ内に存在するように定められる。また本実施例でレチ
クルアライメント用のマークＲＭＩ、ＲＭ２、ＲＭ３、
ＲＭ４はともに領域ＡＲ１内に形成するものとし、ざら
に各パターンＰＴ１、ＰＴ２の夫々にはステップ・アラ
イメント用のマークが付随して設けられている。パター
ンＰＴ１については中心Ｏ１に関して放射状にマークＳ
１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が設けられ、パターンＰＴ２につ
いては中心０２に関して放射状にマークＳ５、Ｂ６、Ｓ
７、Ｂ８が設けられる。本実施例においてマークＳｌ〜
Ｓ４．８５〜Ｓ８は必らずしも必要ではないが、レチク
ルＲとウェハＷとのＴＴＬ （スルー・ザ・レンズ）方
式によるアライメントの確認等を行なう際には必要とな
る。
７の移動ストロークによって制限される有効投影領域で
ある。この領域ＡＲ１の内にパターン又はマークがあれ
ば、それはかならず投影レンズ１２によって投影される
。そして領域ＡＲ１よりも内側の想像線で示す矩形領域
ＡＲ２は、レチクルステージ７の移動ストロークによっ
て制限される露光中心点の存在すべき領域である。すな
わち領域ＡＲ２内に露光中心点が存在すれば、それは必
らず投影レンズ１２の光軸ＡＸと一致するように位置決
め可能である。第３図からも明らかなようにパターンＰ
Ｔ１とＰＴ２は互いに重なり合うことなく、領域ＡＲ１
内に存在し、かつ露光中心点０１，０２も共に領域ＡＲ
Ｚ内に存在するように定められる。また本実施例でレチ
クルアライメント用のマークＲＭＩ、ＲＭ２、ＲＭ３、
ＲＭ４はともに領域ＡＲ１内に形成するものとし、ざら
に各パターンＰＴ１、ＰＴ２の夫々にはステップ・アラ
イメント用のマークが付随して設けられている。パター
ンＰＴ１については中心Ｏ１に関して放射状にマークＳ
１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が設けられ、パターンＰＴ２につ
いては中心０２に関して放射状にマークＳ５、Ｂ６、Ｓ
７、Ｂ８が設けられる。本実施例においてマークＳｌ〜
Ｓ４．８５〜Ｓ８は必らずしも必要ではないが、レチク
ルＲとウェハＷとのＴＴＬ （スルー・ザ・レンズ）方
式によるアライメントの確認等を行なう際には必要とな
る。
尚、第１図、第２図には示していないが、ウェハＷ上に
形成されたアライメントマーク（ウェハマーク）を検出
して、ウェハのグローバルアライメントを行なったり、
ウェハ上の露光ショット毎のアライメントを行なったり
するためのつ極ハアライメントセンサーも設けられてい
る。また第３図に示した遮光帯Ｓ Ｂｌ、Ｓ Ｂ２の幅
はレチクルブラインド２の４枚のブレードの位置決め精
度に応じて定められている。例えばブラインド２による
開口部がレチクルＲ上でに倍に拡大されて投影されるも
のとし、ブレードの設定精度が再現性を含めて十ａ （
ｍｍ）であるとすると、遮光帯ＳＢ１、ＳＢ２の幅は少
なくとも２・ａ−Ｋ （ｍｍ）だけ必α６） 要となる。またそれ以外に、遮光帯ＳＢＩ、ＳＢ２の幅
はレチクルブラインド２の投影像のレチクル凡のパター
ン面上でのディフォーカス量も考慮して定められる。例
えばレチクル凡の厚さが微妙に興なる場合、あるレチク
ルに対してはパターン面にブラインド２のエツジ像がシ
ャープに結像しても、それよりわずかに厚さの異なるレ
チクルの場合、エツジ像は多少ボケることかある。従っ
てこのボケたエツジ像がパターン番号内に入り込まない
ように、ブレードの設定精度を含めて、遮光帯ＳＢＩ、
ＳＢ２の幅が決定される。
形成されたアライメントマーク（ウェハマーク）を検出
して、ウェハのグローバルアライメントを行なったり、
ウェハ上の露光ショット毎のアライメントを行なったり
するためのつ極ハアライメントセンサーも設けられてい
る。また第３図に示した遮光帯Ｓ Ｂｌ、Ｓ Ｂ２の幅
はレチクルブラインド２の４枚のブレードの位置決め精
度に応じて定められている。例えばブラインド２による
開口部がレチクルＲ上でに倍に拡大されて投影されるも
のとし、ブレードの設定精度が再現性を含めて十ａ （
ｍｍ）であるとすると、遮光帯ＳＢ１、ＳＢ２の幅は少
なくとも２・ａ−Ｋ （ｍｍ）だけ必α６） 要となる。またそれ以外に、遮光帯ＳＢＩ、ＳＢ２の幅
はレチクルブラインド２の投影像のレチクル凡のパター
ン面上でのディフォーカス量も考慮して定められる。例
えばレチクル凡の厚さが微妙に興なる場合、あるレチク
ルに対してはパターン面にブラインド２のエツジ像がシ
ャープに結像しても、それよりわずかに厚さの異なるレ
チクルの場合、エツジ像は多少ボケることかある。従っ
てこのボケたエツジ像がパターン番号内に入り込まない
ように、ブレードの設定精度を含めて、遮光帯ＳＢＩ、
ＳＢ２の幅が決定される。
次に本装置の代表的な動作シーケンスを第４図のフロー
チャートを用いて説明するが、ここでは画面合成による
チップインテグレーションＶＬＳＩをウェハＷ上に露光
する場合を一例として取りあげる。チップインテグレー
ションとは第５図に示すように、ダイシングによって切
り出される１つのチップＣＰ内に、固有の機能を持つ回
路を複数個同時に作成するものである。１つのチップＣ
Ｐ内で例えば機能Ｆ ｕ−Ａはプロセッサ一部、機能Ｆ
ｕ−Ｂはランダム・アクセスφメモリ （ＲＡＭ）’部
、機能Ｆｕ −Ｃはリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ
）部、機能Ｆｕ−Ｄはアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）又
はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）の交換部、そして機能
Ｆｕ −Ｅは各機能間の情報のやり取り、入出力の情報
のやり取り、あるいはチップ内の素子の動作タイミング
等を制御する部分である。もちろん各機能間は必要に応
じて内部で相互に配線されるように構成されている。第
５図において、ウェハＷ上には一例として９個のチップ
ＣＰ１〜ＣＰ＋９が規則的に配列だれている。
チャートを用いて説明するが、ここでは画面合成による
チップインテグレーションＶＬＳＩをウェハＷ上に露光
する場合を一例として取りあげる。チップインテグレー
ションとは第５図に示すように、ダイシングによって切
り出される１つのチップＣＰ内に、固有の機能を持つ回
路を複数個同時に作成するものである。１つのチップＣ
Ｐ内で例えば機能Ｆ ｕ−Ａはプロセッサ一部、機能Ｆ
ｕ−Ｂはランダム・アクセスφメモリ （ＲＡＭ）’部
、機能Ｆｕ −Ｃはリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ
）部、機能Ｆｕ−Ｄはアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）又
はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）の交換部、そして機能
Ｆｕ −Ｅは各機能間の情報のやり取り、入出力の情報
のやり取り、あるいはチップ内の素子の動作タイミング
等を制御する部分である。もちろん各機能間は必要に応
じて内部で相互に配線されるように構成されている。第
５図において、ウェハＷ上には一例として９個のチップ
ＣＰ１〜ＣＰ＋９が規則的に配列だれている。
本実施例においては、第５図に示すように９チツプを露
光するものとし、各チップ内には５つの個別の回路が形
成されるものとする。従って第１図、第３図に示したレ
チクルＲ内には５つのパターンＰ Ｔ ＩＸ Ｐ Ｔ
２ 、・・・Ｐ’ｌ’５が形成されているものとする。
光するものとし、各チップ内には５つの個別の回路が形
成されるものとする。従って第１図、第３図に示したレ
チクルＲ内には５つのパターンＰ Ｔ ＩＸ Ｐ Ｔ
２ 、・・・Ｐ’ｌ’５が形成されているものとする。
ここでレチクルＲ上のパターンＰＴｌ。
ＰＴ２−；・ＰＴ５の各々はパターン番号ｎ（Ａ、Ｂ。
Ｃ，Ｄ、Ｅ）で表わし、ウェハＷ上のチップ番号はｍで
表わす。以下、本動作シーケンスをフローｒ１８） チャートのステップ順に説明する。
表わす。以下、本動作シーケンスをフローｒ１８） チャートのステップ順に説明する。
〔ステップ１００〕
まずレチクルＲをレチクルステージ７上の所定位置にア
ライメントして載置する。このレチクルアライメントは
第２図に示したアライメントセンサー２１ａ、２１ｂ等
を用いてマークＲＭＩ、ＲＭ２、ＲＭａ、ＲＭ４を検出
することによって行なわれる。
ライメントして載置する。このレチクルアライメントは
第２図に示したアライメントセンサー２１ａ、２１ｂ等
を用いてマークＲＭＩ、ＲＭ２、ＲＭａ、ＲＭ４を検出
することによって行なわれる。
この際同時にレチクルＲの微小な回転誤差も修正される
。アライメントセンサー２１ａ、２１ｂが第２図に示し
たコラム８に一体に設けられているものとすると、アラ
イメントセンサー２１ａ１２１ｂのマークＲＭに対する
検出中心は光軸ＡＸから一定距離だけ離れた固定位置と
みなせるがら、レチクルアライメント完了時は光軸ＡＸ
がレチクルＲの中心点を通るように位置決めされる。こ
のときのレチクルステージ７の座標位置は干渉計１１に
より読み取られ、レチクルＲの基準位置として主制御部
１８に記憶される。尚、このステップにおいて、ウェハ
ステージ１３上に公知の基準マーク（フィデューシャル
マーク）が設けられている場合は、レチクルステージ側
の直交座標系と、ウェハステージ側の直交座標系との対
応を取るために、アライメントセンサー２１ａ）２１ｂ
によって投影レンズ１２を介して基準マークを検出する
動作も必要に応じて実行される。
。アライメントセンサー２１ａ、２１ｂが第２図に示し
たコラム８に一体に設けられているものとすると、アラ
イメントセンサー２１ａ１２１ｂのマークＲＭに対する
検出中心は光軸ＡＸから一定距離だけ離れた固定位置と
みなせるがら、レチクルアライメント完了時は光軸ＡＸ
がレチクルＲの中心点を通るように位置決めされる。こ
のときのレチクルステージ７の座標位置は干渉計１１に
より読み取られ、レチクルＲの基準位置として主制御部
１８に記憶される。尚、このステップにおいて、ウェハ
ステージ１３上に公知の基準マーク（フィデューシャル
マーク）が設けられている場合は、レチクルステージ側
の直交座標系と、ウェハステージ側の直交座標系との対
応を取るために、アライメントセンサー２１ａ）２１ｂ
によって投影レンズ１２を介して基準マークを検出する
動作も必要に応じて実行される。
〔ステップ１０１］
次にウェハＷがウェハステージ１３上の所定位置にプリ
アライメントされた状態で載ｆｔ、れ、ウェハＷ上の予
め定められた位置に形成されたウェハマークを検出して
、ウェハＷのグローバルアライメントを実行する。この
際、ウェハＷの微小な回転誤差も修正される。このグロ
ーバルアライメントによって、ウェハＷ上の特定点と投
影レンズ１２の光軸ＡＸとの位置関係が規定され、干渉
計１６の計測値のみに基づいて、ウェハＷ土の露光すべ
き領域と投影レンズ１２によるパターン投影像とを、干
渉計１６の検出分解能で位置合わせすることができる。
アライメントされた状態で載ｆｔ、れ、ウェハＷ上の予
め定められた位置に形成されたウェハマークを検出して
、ウェハＷのグローバルアライメントを実行する。この
際、ウェハＷの微小な回転誤差も修正される。このグロ
ーバルアライメントによって、ウェハＷ上の特定点と投
影レンズ１２の光軸ＡＸとの位置関係が規定され、干渉
計１６の計測値のみに基づいて、ウェハＷ土の露光すべ
き領域と投影レンズ１２によるパターン投影像とを、干
渉計１６の検出分解能で位置合わせすることができる。
〔ステップ１０２〕
次にパターン番号ｎとしてＡ（例えば機能Ｆｕ・−人を
構成する回路パターン）を設定し、チップ番号ｍとして
１ （例えばチップＣＰＩ）を設定する０ 〔ステップ１０３〕 パターン番号ｎをＡとするパターンが第１図に示したパ
ターンＰＴＩだとすると、主制御部１８は干渉計１１の
計測値を読み取りつつ、駆動部９を制御して露光中心点
０１が光軸ＡＸと一致するようにレチクルステージ７を
位置決めする。この位置決めは、レチクル凡の中心点と
光軸ＡＸとの一致する座標値がすでに正確にわかってい
ることから、干渉計１１の計測値のみに基づいてアライ
メントセンサーを一済用いないオープン制御によって高
速に実行される。しかも干渉計１１の検出分解能で決ま
る精度で位置決めできる。この場合投影レンズ１２の投
影倍率が１／１０（縮小）で、干渉計１６の検出分解能
が０．０１μｍだとすると、レチクルＲ側の干渉計１１
の検出分解能は０．１μｍあれば十分である。このこと
はレチクルステージ７を高速移動させる際に極めて有利
である。このためステージ７の最高速度として１０００
ｍｍ ／ Ｓｅｃ程度にすることもできるが、実際的
な制御上の問題から５０〜１０’ Ｏｍｍ／ ｓｅｃ程
度である。しかしながら、これでもパターン交換の所用
時間はわずが符 数秒以内であり、従来の装置にくらべて播段に高速であ
る。
構成する回路パターン）を設定し、チップ番号ｍとして
１ （例えばチップＣＰＩ）を設定する０ 〔ステップ１０３〕 パターン番号ｎをＡとするパターンが第１図に示したパ
ターンＰＴＩだとすると、主制御部１８は干渉計１１の
計測値を読み取りつつ、駆動部９を制御して露光中心点
０１が光軸ＡＸと一致するようにレチクルステージ７を
位置決めする。この位置決めは、レチクル凡の中心点と
光軸ＡＸとの一致する座標値がすでに正確にわかってい
ることから、干渉計１１の計測値のみに基づいてアライ
メントセンサーを一済用いないオープン制御によって高
速に実行される。しかも干渉計１１の検出分解能で決ま
る精度で位置決めできる。この場合投影レンズ１２の投
影倍率が１／１０（縮小）で、干渉計１６の検出分解能
が０．０１μｍだとすると、レチクルＲ側の干渉計１１
の検出分解能は０．１μｍあれば十分である。このこと
はレチクルステージ７を高速移動させる際に極めて有利
である。このためステージ７の最高速度として１０００
ｍｍ ／ Ｓｅｃ程度にすることもできるが、実際的
な制御上の問題から５０〜１０’ Ｏｍｍ／ ｓｅｃ程
度である。しかしながら、これでもパターン交換の所用
時間はわずが符 数秒以内であり、従来の装置にくらべて播段に高速であ
る。
〔ステップ１０４〕
次に選ばれたパターンＡ（パターンＰＴ１）の寸法に対
応して、ブラインド２の開口寸法を設定する。これは駆
動部６によって行なわれる。尚このステップ１０４と先
のステップ１０３とは、シーケンス上同時に実行させる
ことかできる。
応して、ブラインド２の開口寸法を設定する。これは駆
動部６によって行なわれる。尚このステップ１０４と先
のステップ１０３とは、シーケンス上同時に実行させる
ことかできる。
〔ステップ１０５〕
次にウェハＷ上のチップｍ（一番初めはチップＣＰ１）
内のパターンＡを露光すべき位置にウェハステージ１３
をステッピングきせる。これによっテハターンＡの投影
像とチップｍ内の露光すべ°き領域（Ｆｕ−Ａ）とは干
渉計１６の検出分解能に応じた精度で位置決めされる。
内のパターンＡを露光すべき位置にウェハステージ１３
をステッピングきせる。これによっテハターンＡの投影
像とチップｍ内の露光すべ°き領域（Ｆｕ−Ａ）とは干
渉計１６の検出分解能に応じた精度で位置決めされる。
〔ステップ１０６〕
次に第２図に示した照明光学系（レンズ群１、ブライン
ド２、レンズ群３、コンデンサレンズ５等）を介して照
明光をレチクルＲのパターンＡ（ＰＴｌ）に所定時間だ
け照射する。これによっテパターンＡの投影像がウェハ
Ｗ表面の７オトレジストに露光される。この際、チップ
番号ｍを１だけ増加きせる。
ド２、レンズ群３、コンデンサレンズ５等）を介して照
明光をレチクルＲのパターンＡ（ＰＴｌ）に所定時間だ
け照射する。これによっテパターンＡの投影像がウェハ
Ｗ表面の７オトレジストに露光される。この際、チップ
番号ｍを１だけ増加きせる。
〔ステップ１０７〕
ここではウェハＷ上の全チップに対してパターンＡの繕
光を行なったか否かを判断する。ウェハＷ上には９チツ
プあるのでｍ≦９の場合は再びステップ１０５に戻り、
同様にステッピングと露光が繰り返される。尚、ステッ
プ１０５におけるステッピングのピッチはチップの寸法
と同程度である。
光を行なったか否かを判断する。ウェハＷ上には９チツ
プあるのでｍ≦９の場合は再びステップ１０５に戻り、
同様にステッピングと露光が繰り返される。尚、ステッ
プ１０５におけるステッピングのピッチはチップの寸法
と同程度である。
〔ステップ１０８〕
さてステップ１０７で全チップに対してパターンＡの露
光が終了（ｍ〉９が真）と判断されると、ウェハステー
ジ１３の位置をリセットし、ｍ−１にセット１−る。
光が終了（ｍ〉９が真）と判断されると、ウェハステー
ジ１３の位置をリセットし、ｍ−１にセット１−る。
〔ステップ１０９］
次にレチクルＲ上のパターンの全てに対して露光が終了
したか否かを判断する。ここで全て終了と判断されたと
きは、１枚のウェハに対する露光が完了したものとして
シーケンスを終了する。
したか否かを判断する。ここで全て終了と判断されたと
きは、１枚のウェハに対する露光が完了したものとして
シーケンスを終了する。
〔ステップ１１０〕
ステップ１０９で否と判断されると、パターン番号ｎを
例えばＢ（パターンＰＴ２）に変更する。
例えばＢ（パターンＰＴ２）に変更する。
このと箸同時にステップ◆アンド・リピート方式でウェ
ハステージ１３をステッピングさせるためのショット位
置データを、例えばウェハ上の領域Ｆｕ −Ａの中心点
と領域Ｆ ｕ −Ｂの中心点との間隔分だけ補正してお
く。
ハステージ１３をステッピングさせるためのショット位
置データを、例えばウェハ上の領域Ｆｕ −Ａの中心点
と領域Ｆ ｕ −Ｂの中心点との間隔分だけ補正してお
く。
そして再びステップ１０３に戻り、同様の動作を繰り返
し実行する。
し実行する。
次に本実施例の第２の動作シーケンスを第６図のフロー
チャートに基づいて説明する。第４図のフローチャート
図と基本的に異なる点は、ウエノ１Ｗ上の１つのチップ
に対して露光すべきパターンを順次交換して露光した後
、ウニ／’ｉのステラピングを行なうことだけである。
チャートに基づいて説明する。第４図のフローチャート
図と基本的に異なる点は、ウエノ１Ｗ上の１つのチップ
に対して露光すべきパターンを順次交換して露光した後
、ウニ／’ｉのステラピングを行なうことだけである。
そのため第４図の各ステップと同一に作用するステップ
については同一の符号をつけである。第６図においてス
テップ１００のＲ，Ａ、はレチクルアライメント、ステ
ップ１０１のＷ、 Ｇ、 Ａはウェハグローバルアライ
メント、そしてステップ１０２のｎ−Ａｌｍ−１はパタ
ーン番号とチップ番号の初期設定を表わし、ここまでは
第４図の場合と全く同じである。
については同一の符号をつけである。第６図においてス
テップ１００のＲ，Ａ、はレチクルアライメント、ステ
ップ１０１のＷ、 Ｇ、 Ａはウェハグローバルアライ
メント、そしてステップ１０２のｎ−Ａｌｍ−１はパタ
ーン番号とチップ番号の初期設定を表わし、ここまでは
第４図の場合と全く同じである。
Ｅて、次にステップ１０５が実行され、チップＣＰｌ内
のパターンＡの露光されるべき位置がステッピングによ
り位置決めされる。このときのウェハステージ１３の位
置はチップＣＰｌのショット位置として記憶されている
。次にステップ１０３でパターンＡ（Ｐ’［”ｌ）が露
光されるようにレチクルステージ７を位置決めし、ステ
ップ１０４でブラインド２の開口寸法をパターンＡ （
ＰＴｌ）に合わせて設定し、引き続きステップ１０６′
で露光を行なう。このステップ１０６′では第４図のス
テップ１０６のようにチップ番号ｍを１だけインクリメ
ントする必要はない。次にステップ１０９にて、レチク
ルＲ上の全てのパターン（Ａ。
のパターンＡの露光されるべき位置がステッピングによ
り位置決めされる。このときのウェハステージ１３の位
置はチップＣＰｌのショット位置として記憶されている
。次にステップ１０３でパターンＡ（Ｐ’［”ｌ）が露
光されるようにレチクルステージ７を位置決めし、ステ
ップ１０４でブラインド２の開口寸法をパターンＡ （
ＰＴｌ）に合わせて設定し、引き続きステップ１０６′
で露光を行なう。このステップ１０６′では第４図のス
テップ１０６のようにチップ番号ｍを１だけインクリメ
ントする必要はない。次にステップ１０９にて、レチク
ルＲ上の全てのパターン（Ａ。
Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ）が露光されたか否かを判断する。
ここで次のパターンＢについて露光する場合は、ステッ
プ１１０′に進み、パターン番号ｎを変更する。このス
テップ１１０′では第４図のステップ１１０のようにシ
ョット位置データの補正は不要である。そしてステップ
１２０において、パターンＡのショット位置とパターン
Ｂのショット位置とのずれ分、すなわち第５図に示した
領域Ｆｕ−Ａの中心点とＦ’ｕ−Ｈの中心点との間隔分
だけウェハステージ１３をずらしておく。そして再びス
テップ１０３から同様の動作を繰り返し、ステップ１０
９でレチクルＲ上のパターンについて全て露光されたと
判断されると、チップＣＰ１についてＦ ｕ −Ａ Ｎ
Ｆ ｕ −Ｅの全ての露光が完了することになるので、
ステップ１２１に進む。ステップ１２１ではチップ番号
ｍを１だけインクリメントシ、かつパターン番号ｎをＡ
にセットするとともに、次のチップＣＰ２のショット位
置データを読み出しておく。そしてステップ１０７で、
単≦９ｒ９６） と判断されると、全チップに対する露光が終了したこと
になり、ｍ〉９と判断されたときはステップ１０５から
繰り返し同様の動作が実行される。
プ１１０′に進み、パターン番号ｎを変更する。このス
テップ１１０′では第４図のステップ１１０のようにシ
ョット位置データの補正は不要である。そしてステップ
１２０において、パターンＡのショット位置とパターン
Ｂのショット位置とのずれ分、すなわち第５図に示した
領域Ｆｕ−Ａの中心点とＦ’ｕ−Ｈの中心点との間隔分
だけウェハステージ１３をずらしておく。そして再びス
テップ１０３から同様の動作を繰り返し、ステップ１０
９でレチクルＲ上のパターンについて全て露光されたと
判断されると、チップＣＰ１についてＦ ｕ −Ａ Ｎ
Ｆ ｕ −Ｅの全ての露光が完了することになるので、
ステップ１２１に進む。ステップ１２１ではチップ番号
ｍを１だけインクリメントシ、かつパターン番号ｎをＡ
にセットするとともに、次のチップＣＰ２のショット位
置データを読み出しておく。そしてステップ１０７で、
単≦９ｒ９６） と判断されると、全チップに対する露光が終了したこと
になり、ｍ〉９と判断されたときはステップ１０５から
繰り返し同様の動作が実行される。
第６図のシーケンスにおいて、レチクルステージ７の制
御とウェハステージ１３の制御とを別々のプロセッサー
で行なえば、ステップ１１０′、１２０とステップ１０
３．１０４とは同時に実行することができる。
御とウェハステージ１３の制御とを別々のプロセッサー
で行なえば、ステップ１１０′、１２０とステップ１０
３．１０４とは同時に実行することができる。
次に本発明の第２の実施例について、第７図を参照して
説明する。第７図はレチクルステージ７上にパターンの
異なる４枚のレチクル几１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を配列さ
せた場合を示す。このように複数枚のレチクルを配列さ
せてステージ７上に吸着固定しても第１の実施例と同様
の効果が得られる。第７図において、レチクルＲ１〜Ｒ
４の夫々には１つのパターンＰＴＩ、ＰＴ２、ＰＴ３、
ＰＴ４が形成されている。そしてパターンＰＴ１〜ＰＴ
４の夫々の周囲には、遮光帯を狭んでアライメントマー
クＡＭが４ケ所に形成されている。またレチクルステー
ジ７は、レチクルＲ１〜Ｒ４の各バターンＰＴｌ−ＰＴ
Ａに対応する部分のみが開口部とされている。このため
第１の実施例にくらべてパターンＰＴ１〜ＰＴ４の平面
度がよくなるといった利点がある。
説明する。第７図はレチクルステージ７上にパターンの
異なる４枚のレチクル几１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を配列さ
せた場合を示す。このように複数枚のレチクルを配列さ
せてステージ７上に吸着固定しても第１の実施例と同様
の効果が得られる。第７図において、レチクルＲ１〜Ｒ
４の夫々には１つのパターンＰＴＩ、ＰＴ２、ＰＴ３、
ＰＴ４が形成されている。そしてパターンＰＴ１〜ＰＴ
４の夫々の周囲には、遮光帯を狭んでアライメントマー
クＡＭが４ケ所に形成されている。またレチクルステー
ジ７は、レチクルＲ１〜Ｒ４の各バターンＰＴｌ−ＰＴ
Ａに対応する部分のみが開口部とされている。このため
第１の実施例にくらべてパターンＰＴ１〜ＰＴ４の平面
度がよくなるといった利点がある。
ざて実際の露光時には、各レチクルＲ１〜Ｒ２のアライ
メントマークＡＭと、ウニへ上の露光すべき領域に付随
したウェハマークとをアライメントセンサー２１ａ、２
１ｂにより同時に観察（所謂ダイ・パイ・ダイアライメ
ント）シ、両マークの合わせ状態が最良になるようにウ
ェハステージ１３、又はレチクルステージ７の少なくと
も一方を微動させてアライメントした後露光を行なうこ
とが望ましい。この場合、レチクルＲＩＮＲ４の夫々の
レチクルステージ７に対するアライメント精度はそれ程
高くなくてもよいので、レチクルアライメントが４回必
要ではあるがそれ程時間をかけなくてもよいという利点
がある。すなわち、あるレチクルのパターンの露光中心
点が光軸ＡＸと一致し得るような設計上の位置にレチク
ルステージ７を位置決めしたとき、そのレチクルのアラ
イメントマークＡＭの夫々がアライメントセンサー２１
ａ、２１ｂの検出視野に入っている程度の精度（例えば
±２μｍ）であればよい。尚、このように所謂ダイ・パ
イ・ダイアライメントを主に行なう使い方をする場合、
レチクル側の座標測定器は干渉計１１の代りにリニアエ
ンコーダ等を用いてもよい。
メントマークＡＭと、ウニへ上の露光すべき領域に付随
したウェハマークとをアライメントセンサー２１ａ、２
１ｂにより同時に観察（所謂ダイ・パイ・ダイアライメ
ント）シ、両マークの合わせ状態が最良になるようにウ
ェハステージ１３、又はレチクルステージ７の少なくと
も一方を微動させてアライメントした後露光を行なうこ
とが望ましい。この場合、レチクルＲＩＮＲ４の夫々の
レチクルステージ７に対するアライメント精度はそれ程
高くなくてもよいので、レチクルアライメントが４回必
要ではあるがそれ程時間をかけなくてもよいという利点
がある。すなわち、あるレチクルのパターンの露光中心
点が光軸ＡＸと一致し得るような設計上の位置にレチク
ルステージ７を位置決めしたとき、そのレチクルのアラ
イメントマークＡＭの夫々がアライメントセンサー２１
ａ、２１ｂの検出視野に入っている程度の精度（例えば
±２μｍ）であればよい。尚、このように所謂ダイ・パ
イ・ダイアライメントを主に行なう使い方をする場合、
レチクル側の座標測定器は干渉計１１の代りにリニアエ
ンコーダ等を用いてもよい。
また第１の実施例のようにオープン制御でレチクルステ
ージ７やウェハステージ１３を移動させるような使い方
をする場合は、レチクルをステージ７に吸着した後、レ
チクルＲ１〜Ｒ４の相互の露光中心間隔を計測しておけ
ばよい。この場合、ウェハステージ１３上に基準マーク
を設け、この基準マークの投影レンズ１２による逆投影
像とレチクルＲ１〜Ｒ４の夫々のアライメントマークＡ
Ｍとをアライメントセンサー２１ａ、２１ｂで検出しつ
つ、両マークが一致するようにアライメントした時点で
のレチクルステージ７の位置とウェハステージ１３の位
置とを求める。そしてこれらの位置からパターンＰＴＩ
ＮＰＴ２の夫々の露光中心点の相対位置を求めておけば
よい。
ージ７やウェハステージ１３を移動させるような使い方
をする場合は、レチクルをステージ７に吸着した後、レ
チクルＲ１〜Ｒ４の相互の露光中心間隔を計測しておけ
ばよい。この場合、ウェハステージ１３上に基準マーク
を設け、この基準マークの投影レンズ１２による逆投影
像とレチクルＲ１〜Ｒ４の夫々のアライメントマークＡ
Ｍとをアライメントセンサー２１ａ、２１ｂで検出しつ
つ、両マークが一致するようにアライメントした時点で
のレチクルステージ７の位置とウェハステージ１３の位
置とを求める。そしてこれらの位置からパターンＰＴＩ
ＮＰＴ２の夫々の露光中心点の相対位置を求めておけば
よい。
ざらにレチクルＲ１１ＮＲ４の夫々について、θ回転の
誤差を補正するためのθテーブルを設けておくことも有
効である。
誤差を補正するためのθテーブルを設けておくことも有
効である。
以上本発明の各実施例を説明したが、その他いくつかの
変形例が考えられる。第８図は第１の実施例のように、
１枚のレチクル上に複数のパターンを同時に形成してお
く場合のレチクルの平面図である。レチクルＲの左右の
マークＡＭはダイ−パイ・ダイアライメン）（又はレチ
クルアライメント）用に使われる。この例においては隣
接するパターン間の遮光帯ＳＢを、両パターンで兼用す
るようにしたものである。遮光帯ＳＢはパターンＰＴ１
、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４のいずれについても所定の幅
で形成されている。このためパターンの有効面積が大き
くでき、配列の自由度が高まるといった利点がある。尚
、このように一枚のレチクル上に複数のパターンを形成
する場合は、各パターンの露光中心点（０１，０２，０
３，０４）の相互の位置関係に狂いを生゛じることかな
いので、ダイ・バイ・ダイアライメント用のマークはレ
チクル上の１ケ所にしてもよい。しかもレチクルステー
ジ７の移動ストロークが大きいので、そのマーク位置は
レチクルの周辺に限られず、ストロークが許す範囲内で
あれば、レチクルの中央部分に設けておいてもよい。
変形例が考えられる。第８図は第１の実施例のように、
１枚のレチクル上に複数のパターンを同時に形成してお
く場合のレチクルの平面図である。レチクルＲの左右の
マークＡＭはダイ−パイ・ダイアライメン）（又はレチ
クルアライメント）用に使われる。この例においては隣
接するパターン間の遮光帯ＳＢを、両パターンで兼用す
るようにしたものである。遮光帯ＳＢはパターンＰＴ１
、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４のいずれについても所定の幅
で形成されている。このためパターンの有効面積が大き
くでき、配列の自由度が高まるといった利点がある。尚
、このように一枚のレチクル上に複数のパターンを形成
する場合は、各パターンの露光中心点（０１，０２，０
３，０４）の相互の位置関係に狂いを生゛じることかな
いので、ダイ・バイ・ダイアライメント用のマークはレ
チクル上の１ケ所にしてもよい。しかもレチクルステー
ジ７の移動ストロークが大きいので、そのマーク位置は
レチクルの周辺に限られず、ストロークが許す範囲内で
あれば、レチクルの中央部分に設けておいてもよい。
また１枚のレチクル上に複数のパターンを用Ｗ。
しておく場合でも、レチクルステージ上に複数枚のレチ
クルを載置する場合でも共通に実施し得ることではある
が、レチクルステージそのものをθ回転ぎせるような構
成とし、その回転量を高精度に読み取るセンサーを設け
ておいてもよい。
クルを載置する場合でも共通に実施し得ることではある
が、レチクルステージそのものをθ回転ぎせるような構
成とし、その回転量を高精度に読み取るセンサーを設け
ておいてもよい。
ざらに本発明は投影光学系を用いないプロキシミティタ
イプのステップ崇アンド彎リピート方式のＸｍ露光装置
１にも同様に実施し得る。この場合、投影レンズの光軸
に相当するのは、点状（実際には有限の面積を有する）
のＸ線源からＸ線用マスク（又はウェハ）におろした垂
線である。そしてレチクルブラインドに相当するマスク
ブラインドはＸ線用マスクとＸ線源との間に設けられる
。
イプのステップ崇アンド彎リピート方式のＸｍ露光装置
１にも同様に実施し得る。この場合、投影レンズの光軸
に相当するのは、点状（実際には有限の面積を有する）
のＸ線源からＸ線用マスク（又はウェハ）におろした垂
線である。そしてレチクルブラインドに相当するマスク
ブラインドはＸ線用マスクとＸ線源との間に設けられる
。
（発明の効果）
以上本発明によれば、投影光学系の解像力が要求される
画面サイズに対して不足する場合、すなわち、その画面
サイズを１回の露光でカバーするようなフィールドサイ
ズの投影光学系が解像力不足の場合、フィールドサイズ
は小ざいが高解像力の投影光学系を用いて容易に、かつ
高速に大きなサイズのチップを露光できるといった効果
が得られる。特に原画パターンの交換時間は、従来のよ
うに一枚一枚のマスク（レチクル）を装置外部から交換
する場合にくらべて大幅に短縮され、２〜３秒程度で終
了する。これはマスクを保持するステージの移動ストロ
ークに渡って分解能の高い位置検出装置（干渉計、エン
コーダ等）を用いて、ステージの位置計測を行なうため
である。ざらに本発明によれば、高解像力小画面の投影
光学系を用いて、大画面の合成チップを高スルーブツト
で得ることができ、大容量メモリーや多機能デバイスの
作成に有効である。
画面サイズに対して不足する場合、すなわち、その画面
サイズを１回の露光でカバーするようなフィールドサイ
ズの投影光学系が解像力不足の場合、フィールドサイズ
は小ざいが高解像力の投影光学系を用いて容易に、かつ
高速に大きなサイズのチップを露光できるといった効果
が得られる。特に原画パターンの交換時間は、従来のよ
うに一枚一枚のマスク（レチクル）を装置外部から交換
する場合にくらべて大幅に短縮され、２〜３秒程度で終
了する。これはマスクを保持するステージの移動ストロ
ークに渡って分解能の高い位置検出装置（干渉計、エン
コーダ等）を用いて、ステージの位置計測を行なうため
である。ざらに本発明によれば、高解像力小画面の投影
光学系を用いて、大画面の合成チップを高スルーブツト
で得ることができ、大容量メモリーや多機能デバイスの
作成に有効である。
また実施例によればレチクル上のマークとウニハ上のマ
ークとをアライメントセンサーを使って一度位置合わせ
した後は、その位置を基準にして複数のパターンの交換
を、レチクルステージの干渉計を用いたオーブン制御に
よる移動で行なうことができる。このことは本発明のよ
うな装置構成でもダイ拳バイ・ダイアライメントが可能
であることを意味する。もちろん本発明による装置はウ
ェハへのパターンの露光に限られるものではなく、例え
ば一括露光装置やＸ線露光装置等に使うマスクを作成す
る場合にも有効である。
ークとをアライメントセンサーを使って一度位置合わせ
した後は、その位置を基準にして複数のパターンの交換
を、レチクルステージの干渉計を用いたオーブン制御に
よる移動で行なうことができる。このことは本発明のよ
うな装置構成でもダイ拳バイ・ダイアライメントが可能
であることを意味する。もちろん本発明による装置はウ
ェハへのパターンの露光に限られるものではなく、例え
ば一括露光装置やＸ線露光装置等に使うマスクを作成す
る場合にも有効である。
第１図は本発明の第１の実施例による投影型露光装置の
主要部分を示す斜視図、第２図は第１図の装置の全体的
な構成を模式的に示す構成図、第３図はレチクルの平面
図、第４図は第２図の装置の第１の動作シーケンスを示
すフローチャー）１］、第５図は画面合成によるチップ
インテグレーション方法を説明するウェハの平面図、第
６図は第２図の装置の第２の動作シーケンスを示すフロ
ーチャート図、第７図は本発明の第２の実施例によるレ
チクル配置の構成を示す斜視図、第８図はレチクルのそ
の他のパターン配列を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕
主要部分を示す斜視図、第２図は第１図の装置の全体的
な構成を模式的に示す構成図、第３図はレチクルの平面
図、第４図は第２図の装置の第１の動作シーケンスを示
すフローチャー）１］、第５図は画面合成によるチップ
インテグレーション方法を説明するウェハの平面図、第
６図は第２図の装置の第２の動作シーケンスを示すフロ
ーチャート図、第７図は本発明の第２の実施例によるレ
チクル配置の構成を示す斜視図、第８図はレチクルのそ
の他のパターン配列を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕
Claims (4)
- （１）マスク上に形成された原画パターンの像を投影光
学系を介して感光基板上の所定位置に露光する装置にお
いて、 前記感光基板を載置して該基板を前記投影 光学系の光軸と略垂直な像平面に沿って２次元移動させ
る第１ステージと；該第１ステージの２次元的な位置を
計測することにより、前記感光基板の光軸に対する座標
位置を検出する第１位置検出手段と；互いに異なる複数
の原画パターンの夫々が互いに重ならず、各原画パター
ンの所定の露光中心点が予め定められた間隔で位置する
ように前記マスクを保持するとともに、前記複数の原画
パターンの各露光中心点のいずれに対しても前記光軸が
通り得るようなストロークで前記マスクを２次元的に移
動させる第２ステージと；前記第１位置検出手段により
定められた座標系と同一方向の座標軸を有する座標系に
従って前記第２ステージの２次元的な位置を検出する第
２位置検出手段とを備えたことを特徴とする投影型露光
装置。 - （２）前記第１位置検出手段と第２位置検出手段とはと
もにコヒーレントな光ビームを用いた光波干渉測長器で
構成され、第１の光波干渉測長器の検出分解能に対して
第２の光波干渉測長器の検出分解能を前記投影光学系の
投影倍率分だけ低下させたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の装置。 - （３）前記投影型露光装置は前記マスク上での照明領域
を任意の寸法に可変する照明視野絞りを有し、前記マス
クには前記複数の原画パターンの夫々について、その周
囲を遮光部とするための遮光帯が、少なくとも前記照明
視野絞りの設定精度と絞りのデフォーカス量とを見込ん
だ幅で形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の装置。 - （４）前記複数の原画パターンが単一のマスクに形成さ
れる場合、前記原画パターンと原画パターンとの間は少
なくとも前記遮光帯の幅だけ離されていることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28670585A JP2593440B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 投影型露光装置 |
| US06/942,369 US4748478A (en) | 1985-12-19 | 1986-12-16 | Projection exposure apparatus |
| DE3643578A DE3643578C2 (de) | 1985-12-19 | 1986-12-19 | Projektionsbelichtungsvorrichtung und Verfahren für deren Betrieb |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28670585A JP2593440B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 投影型露光装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27258394A Division JP2715937B2 (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62145730A true JPS62145730A (ja) | 1987-06-29 |
| JP2593440B2 JP2593440B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=17707922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28670585A Expired - Lifetime JP2593440B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 投影型露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4748478A (ja) |
| JP (1) | JP2593440B2 (ja) |
| DE (1) | DE3643578C2 (ja) |
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| KR100824572B1 (ko) | 2000-04-11 | 2008-04-23 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광방법 및 노광장치 |
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1986
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