JP2001223150A - Mark detecting device, exposing device, device, mark detecting method, exposure method, and method of manufacturing device - Google Patents
Mark detecting device, exposing device, device, mark detecting method, exposure method, and method of manufacturing deviceInfo
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体素
子や液晶表示素子等のデバイスの製造における露光工程
で用いられるマーク検知装置、露光装置、デバイス、マ
ーク検知方法、露光方法及びデバイス製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mark detecting apparatus, an exposing apparatus, a device, a mark detecting method, an exposing method, and a device manufacturing method used in an exposing step in the manufacture of devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements. Things.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子等のデバイス
の製造工程においては、半導体素子が造り込まれるウエ
ハまたは液晶表示素子が造り込まれるガラスプレートを
所望の位置に精密に位置決めする必要がある。このた
め、従前より、ウエハやガラスプレート上に形成された
アライメントマークを検出し、その検出結果から、ウエ
ハやガラスプレートを精密に位置決めするアライメント
装置が用いられている。2. Description of the Related Art In the process of manufacturing devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements, it is necessary to precisely position a wafer on which semiconductor elements are manufactured or a glass plate on which liquid crystal display elements are manufactured at a desired position. For this reason, an alignment device that detects an alignment mark formed on a wafer or a glass plate and precisely positions the wafer or the glass plate based on the detection result has been used.
【０００３】このアライメント装置について、以下半導
体素子を製造する場合を例にとって説明する。半導体素
子を製造する場合、アライナー、ステッパー等の露光装
置では、ウエハ上に１０数回〜２０回程度の重ね合わせ
露光を繰り返し行っており、各重ね合わせ露光毎のアラ
イメント精度を高めることが要求されている。このた
め、露光装置には、アライメントマークの位置を検出す
るアライメントセンサと、このアライメントセンサによ
り検出された位置情報に基づいて、ウエハの目標移動位
置を求める制御系と、この制御系によって制御されてウ
エハを目標位置へ移動させる駆動系とが設けられてい
る。そして、このアライメントセンサによって、ウエハ
内の任意の数ショットのアライメントマークを計測し、
それぞれの計測結果を統計処理することにより、ウエハ
全体の位置を定めるＥＧＡ（Enhanced Global Alignmen
t）モードが採用されている。[0003] This alignment apparatus will be described below by taking a case of manufacturing a semiconductor element as an example. When manufacturing semiconductor elements, exposure apparatuses such as aligners and steppers repeatedly perform superposition exposure about 10 to 20 times on a wafer, and it is required to increase the alignment accuracy for each superposition exposure. ing. For this reason, the exposure apparatus includes an alignment sensor for detecting the position of the alignment mark, a control system for obtaining a target movement position of the wafer based on the position information detected by the alignment sensor, and a control system controlled by the control system. And a drive system for moving the wafer to a target position. Then, the alignment sensor measures an arbitrary number of shots of the alignment mark in the wafer,
EGA (Enhanced Global Alignment) that determines the position of the entire wafer by statistically processing each measurement result
t) mode is adopted.
【０００４】アライメントセンサとしては、露光及びそ
の後のプロセス等によりウエハの表面の荒れの程度が変
化するとともに、ウエハ上の層（レイア）によってアラ
イメントマークと周辺の下地との段差が異なる場合があ
るため、単一のアライメント系で全てのアライメントマ
ークの位置を正確に検出するのは困難であり、このた
め、用途に応じて次に示すようなＬＳＡ方式、ＦＩＡ方
式あるいはＬＩＡ方式のアライメントセンサが用いられ
ている。As the alignment sensor, the degree of roughness of the wafer surface changes due to exposure and subsequent processes, and the level difference between the alignment mark and the surrounding base may differ depending on the layer (layer) on the wafer. However, it is difficult to accurately detect the positions of all the alignment marks with a single alignment system. For this reason, the following LSA, FIA or LIA alignment sensors are used depending on the application. ing.
【０００５】（１）ＬＳＡ（Laser Step Alignment） このアライメントセンサは、レーザ光をアライメントマ
ークの照射し、回折・散乱した光を利用してそのアライ
メントマークの位置を計測するものであり、種々のプロ
セスウエハに幅広く使用されているものである。 （２）ＦＩＡ（Field Image Alignment） これは、ハロゲンランプ等を光源とする波長帯域幅の広
い光で照明したアライメントマークの像を、画像処理し
て位置計測を行うセンサであり、アルミニウム層やウエ
ハ表面の非対象なマークの計測に効果的である。 （３）ＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment） これは回折格子状のアライメントマークに、周波数をわ
ずかに変えたレーザ光を２方向から照射し、発生した２
つの回折光を干渉させ、この干渉光の位相からアライメ
ントマークの位置情報を検出するセンサであり、低段差
のアライメントマークや表面荒れの大きいウエハに効果
的である。(1) LSA (Laser Step Alignment) This alignment sensor irradiates a laser beam onto an alignment mark, and measures the position of the alignment mark by using diffracted and scattered light. It is widely used for wafers. (2) FIA (Field Image Alignment) This is a sensor that performs position processing by performing image processing on an image of an alignment mark illuminated with light having a wide wavelength bandwidth using a halogen lamp or the like as a light source. This is effective for measuring asymmetric marks on the surface. (3) LIA (Laser Interferometric Alignment) This is a method of irradiating a laser beam with a slightly changed frequency from two directions to a diffraction grating alignment mark to generate an alignment mark.
This is a sensor that causes two diffracted lights to interfere with each other and detects the position information of the alignment mark from the phase of the interference light, and is effective for an alignment mark having a low step and a wafer having a large surface roughness.
【０００６】また、これらアライメントセンサには、被
検面をアライメントセンサから所定の範囲内に収める
（焦点位置合わせ）ためのオートフォーカス機能を有す
る焦点位置検出装置が設けられている。この焦点位置検
出装置は、計測対象とするアライメントマーク上に検出
用の光束を照射して、反射光からその被検面の光軸方向
の位置であるフォーカス位置を検出するオートフォーカ
スセンサを有している。そして、この焦点位置検出装置
からの検出結果に基づいて、アライメント計測のための
焦点位置合わせの制御を行い、その後アライメントセン
サによるアライメントマークの計測（アライメント計
測）を行っていた。Further, these alignment sensors are provided with a focus position detecting device having an autofocus function for keeping the surface to be detected within a predetermined range from the alignment sensor (focus position adjustment). This focus position detection device has an auto focus sensor that irradiates a light beam for detection onto an alignment mark to be measured, and detects a focus position that is a position in the optical axis direction of the surface to be detected from reflected light. ing. Then, based on the detection result from the focus position detection device, focus position adjustment for alignment measurement is performed, and then alignment mark measurement (alignment measurement) is performed by an alignment sensor.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体露光
装置におけるウエハへの単位時間あたりの露光枚数（ス
ループット）増加の要求は、近年増々高まっており、こ
のため、ウエハ毎のアライメントに要する時間の削減が
求められているが、上記従来技術にあっては、アライメ
ントセンサによってアライメントマークを計測する度
に、アライメント位置において焦点位置検出装置からの
検出結果に基づいて、アライメント計測のための焦点位
置合わせの制御を行うため、アライメント位置毎に、焦
点位置合わせのための時間がかかり、それを省略、削減
することができなかった。The demand for an increase in the number of wafers exposed per unit time (throughput) in a semiconductor exposure apparatus has been increasing in recent years. Therefore, the time required for alignment for each wafer has been reduced. However, in the above-described conventional technology, every time the alignment mark is measured by the alignment sensor, the focus position adjustment for alignment measurement is performed based on the detection result from the focus position detection device at the alignment position. Since control is performed, it takes time to adjust the focal position for each alignment position, which cannot be omitted or reduced.
【０００８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、アライメントに要する時間を削減して、スループ
ットの効率を向上させることが可能なマーク検知装置、
露光装置、デバイス、マーク検知方法、露光方法及びデ
バイス製造方法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a mark detection device capable of reducing the time required for alignment and improving the efficiency of throughput.
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus, a device, a mark detection method, an exposure method, and a device manufacturing method.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、以下の構成を採用した。すなわち、図１に対応づけ
て説明すると、請求項１記載のマーク検知装置は、マー
クが形成された物体（Ｗ）を載置する載置手段（１８、
１９）と、前記載置手段（１８、１９）上に載置された
前記物体（Ｗ）上のマークの位置に関する情報を検知す
る検知手段（３１）と、前記検知手段（３１）の検知範
囲に前記マークを配置せしめるよう、該検知手段（３
１）と該載置手段（１８、１９）とを二次元平面内で相
対移動せしめる第１駆動手段（１８、２２、２３）と、
前記第１駆動手段（１８、２２、２３）による相対移動
中に、前記二次元平面に垂直な方向に、前記載置手段
（１８、１９）と前記検知手段（３１）とを相対移動せ
しめる第２駆動手段（１９、２２、２３）とを有するこ
とを特徴としている。In order to achieve the above object, the following configuration is adopted. That is, the mark detecting device according to the first aspect of the present invention will be described with reference to FIG.
19); detection means (31) for detecting information on the position of a mark on the object (W) placed on the placement means (18, 19); and a detection range of the detection means (31). So that the detection means (3)
1) first driving means (18, 22, 23) for relatively moving the mounting means (18, 19) in a two-dimensional plane;
The relative movement of the placing means (18, 19) and the detecting means (31) in a direction perpendicular to the two-dimensional plane during the relative movement by the first driving means (18, 22, 23). And two driving means (19, 22, 23).
【００１０】請求項３記載のマーク検知装置は、マーク
が形成された物体（Ｗ）を載置する載置手段（１８、１
９）と、前記載置手段（１８、１９）上に載置された前
記物体（Ｗ）上のマークを検知する検知手段（３１）
と、前記検知手段（３１）を前記マークに対して合焦状
態にせしめるための制御量情報を獲得する獲得手段（２
２、３２）と、前記制御量情報に基づいて、前記マーク
と前記検知手段（３１）との相対間隔を制御する制御手
段（２２、２３）と、前記制御手段（２２、２３）によ
る制御動作後も、前記制御量情報を記憶する記憶手段
（２４）とを有することを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a mark detecting apparatus, wherein the placing means (18, 1
9) and detecting means (31) for detecting a mark on the object (W) mounted on the mounting means (18, 19).
Acquisition means (2) for acquiring control amount information for causing the detection means (31) to bring the mark into focus with respect to the mark.
2, 32); control means (22, 23) for controlling a relative distance between the mark and the detection means (31) based on the control amount information; and control operations by the control means (22, 23). And a storage unit (24) for storing the control amount information.
【００１１】請求項１０記載の露光装置は、前記物体
（Ｗ）が、マスク上に形成された所定パターンが露光さ
れる基板を含み、請求項１乃至請求項９のいずれか１項
に記載のマーク検知装置（Ｍ）により検知されたマーク
の位置に関する情報に基づき、前記基板と前記マスクと
の相対的な位置合わせを行う位置合わせ装置を有し、前
記位置合わせされた基板上に前記所定パターンを露光す
ることを特徴としている。請求項１１記載のデバイス
は、デバイスパターンを、請求項１０に記載の露光装置
を用いて前記基板上に露光する工程を経て製造されたこ
とを特徴としている。The exposure apparatus according to claim 10, wherein the object (W) includes a substrate on which a predetermined pattern formed on a mask is exposed. A positioning device for performing relative positioning between the substrate and the mask based on information on a position of a mark detected by a mark detection device (M), wherein the predetermined pattern is formed on the aligned substrate; Is exposed. An eleventh aspect of the invention is characterized in that the device is manufactured through a step of exposing a device pattern onto the substrate using the exposure apparatus according to the tenth aspect.
【００１２】請求項１２記載のマーク検知方法は、マー
クが形成された物体（Ｗ）を載置手段（１８、１９）上
に載置し、前記載置手段（１８、１９）上に載置された
前記物体（Ｗ）上のマークの位置に関する情報を、検知
手段（３１）により検知し、前記検知手段（３１）の検
知範囲に前記マークを配置せしめるよう、該検知手段
（３１）と該載置手段（１８、１９）とを二次元平面内
で相対移動し、前記二次元平面内での相対移動中に、前
記二次元平面に垂直な方向に前記載置手段（１８、１
９）と前記検知手段（３１）とを相対移動することを特
徴としている。According to a twelfth aspect of the present invention, the object (W) on which the mark is formed is placed on the placing means (18, 19) and placed on the placing means (18, 19). The information on the position of the mark on the object (W) is detected by the detection means (31), and the detection means (31) and the detection means (31) are arranged so that the mark is arranged in the detection range of the detection means (31). The mounting means (18, 19) is relatively moved in a two-dimensional plane, and during the relative movement in the two-dimensional plane, the mounting means (18, 1) is moved in a direction perpendicular to the two-dimensional plane.
9) and the detection means (31) are relatively moved.
【００１３】請求項１４記載のマーク検知方法は、マー
クが形成された物体（Ｗ）を載置手段（１８、１９）上
に載置し、前記載置手段（１８、１９）上に載置された
前記物（Ｗ）体上のマークを、検知手段（３１）により
検知し、前記検知手段（３１）を前記マークに対して合
焦状態にせしめるための制御量情報を獲得し、前記制御
量情報に基づいて、前記マークと前記検知手段（３１）
との相対間隔を制御し、前記相対間隔の制御動作後も、
前記制御量情報を記憶することを特徴としている。According to a fourteenth aspect of the present invention, the object (W) on which the mark is formed is placed on the placing means (18, 19) and placed on the placing means (18, 19). The detected mark on the object (W) body is detected by the detecting means (31), and control amount information for causing the detecting means (31) to be in focus with respect to the mark is obtained, and the control is performed. The mark and the detecting means (31) based on the amount information;
And control the relative distance between them, and after the control operation of the relative distance,
It is characterized in that the control amount information is stored.
【００１４】請求項１８記載の露光方法は、前記物体
（Ｗ）が、マスク上に形成された所定パターンが露光さ
れる基板を含み、請求項１３乃至請求項１７のいずれか
１項に記載のマーク検知方法により検知されたマークの
位置に関する情報に基づき、前記基板と前記マスクとの
相対的な位置合わせを行い、前記位置合わせされた基板
上に前記所定パターンを露光する工程を含むことを特徴
としている。請求項１９記載のデバイス製造方法は、デ
バイスパターンを、請求項１８に記載の露光方法を用い
て前記基板上に露光する工程を含むことを特徴としてい
る。The exposure method according to claim 18, wherein the object (W) includes a substrate on which a predetermined pattern formed on a mask is exposed. A step of performing relative alignment between the substrate and the mask based on information on a position of a mark detected by a mark detection method, and exposing the predetermined pattern on the aligned substrate. And A device manufacturing method according to a nineteenth aspect is characterized by including a step of exposing a device pattern on the substrate using the exposure method according to the eighteenth aspect.
【００１５】そして、上記請求項１記載のマーク検知装
置または請求項１２記載のマーク検知方法によれば、物
体（Ｗ）上のマークの位置の情報を検知する検知手段
（３１）からの検知結果に基づいて、物体（Ｗ）が載置
された載置手段（１８、１９）を第１駆動手段（１８、
２２、２３）によって二次元平面内で相対移動させて物
体（Ｗ）のマークを検知範囲内へ配置させる際に、載置
手段（１８、１９）を第２駆動手段（１９、２２、２
３）によって二次元平面と垂直な方向へ同時に相対移動
させるものであるので、第１駆動手段（１８、２２、２
３）による相対移動後に、第２駆動手段（１９、２２、
２３）による相対移動を行うものと比較して、第１及び
第２駆動手段（１８、１９、２２、２３）による制御時
間を短縮させることができ、効率を大幅に向上させるこ
とができる。According to the mark detecting device of the first aspect or the mark detecting method of the twelfth aspect, the detection result from the detecting means (31) for detecting information on the position of the mark on the object (W) is provided. The mounting means (18, 19) on which the object (W) is mounted is changed to the first driving means (18,
When the mark of the object (W) is relatively moved within the two-dimensional plane by the positioning means (22, 23) and the mark of the object (W) is arranged in the detection range, the placing means (18, 19) is moved to the second driving means (19, 22, 2,
3), the first driving means (18, 22, 2, 2) are simultaneously moved in the direction perpendicular to the two-dimensional plane.
After the relative movement according to 3), the second driving means (19, 22,
The control time by the first and second driving means (18, 19, 22, 23) can be reduced, and the efficiency can be greatly improved, as compared with the case of performing relative movement by (23).
【００１６】また、請求項３記載のマーク検知装置また
は請求項１４記載のマーク検知方法によれば、獲得手段
（３２）によって獲得された制御量情報にて検知手段
（３１）に対して物体（Ｗ）のマークと検知手段（３
１）との間隔を制御し、そのときの制御量情報を記憶手
段（２４）に記憶させるものであるので、以降の物体
（Ｗ）のマークと検知手段（３１）との間隔を制御する
際に、記憶手段（２４）に記憶させた制御量情報を用い
ることができる。つまり、以前の物体（Ｗ）のマークと
検知手段（３１）との間隔を制御した際の制御量情報に
よって、以降の物体（Ｗ）のマークと検知手段（３１）
との間隔の制御を予め行うことができ、これにより、制
御の省略・削減を図ることができ、制御時間の短縮化に
伴う制御の合理化を図ることができる。According to the mark detecting device of the third aspect or the mark detecting method of the fourteenth aspect, the object (31) is detected by the detecting means (31) based on the control amount information obtained by the obtaining means (32). W) mark and detecting means (3)
1), and the control amount information at that time is stored in the storage means (24). Therefore, when controlling the distance between the mark of the object (W) and the detection means (31), Then, the control amount information stored in the storage means (24) can be used. That is, the mark of the subsequent object (W) and the detecting means (31) are obtained by the control amount information when the distance between the mark of the previous object (W) and the detecting means (31) is controlled.
Can be controlled in advance, whereby the control can be omitted or reduced, and the control can be rationalized with the shortened control time.
【００１７】また、請求項１０記載の露光装置または請
求項１８記載の露光方法によれば、基板に所定パターン
を露光する際に、制御の省略・削減が図られ、制御時間
の短縮化に伴う制御の合理化が図られたマーク検知装置
（Ｍ）により検知されたマークの位置に関する情報に基
づいて、基板とマスクとの相対的な位置合わせを行うも
のであるので、露光作業にかかる時間の短縮化を図るこ
とができ、スループットを向上させることができる。According to the exposure apparatus described in claim 10 or the exposure method described in claim 18, when exposing a predetermined pattern to a substrate, control can be omitted or reduced, and the control time can be shortened. Since the relative positioning between the substrate and the mask is performed based on the information on the position of the mark detected by the mark detection device (M) whose control has been rationalized, the time required for the exposure operation can be reduced. And the throughput can be improved.
【００１８】さらに、請求項１１記載のデバイスまたは
請求項１９記載のデバイス製造方法によれば、デバイス
パターンを露光する際に、制御の省略・削減が図られ、
制御時間の短縮化に伴う制御の合理化が図られたマーク
検知装置（Ｍ）により検知されたマークの位置に関する
情報に基づいて、マスクとの相対的な位置合わせが行わ
れて製造されるものであるので、製造時間の短縮化を図
ることができ、製造時間の短縮化に伴う低コスト化を図
ることができる。Furthermore, according to the device described in claim 11 or the device manufacturing method described in claim 19, when exposing a device pattern, control can be omitted or reduced.
It is manufactured by performing relative positioning with a mask on the basis of information on the position of a mark detected by a mark detection device (M) in which control is rationalized along with shortening of control time. Therefore, the manufacturing time can be reduced, and the cost can be reduced due to the reduction in the manufacturing time.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明のマーク検知装置、
露光装置、デバイス、マーク検知方法、露光方法及びデ
バイス製造方法の実施の形態例を図面を参照して説明す
る。図１において、符号Ｅは、露光装置である。この露
光装置Ｅは、レチクルＲのパターンをウエハ（物体）Ｗ
上の複数のショット領域に順次転写するステップ・アン
ド・リピート方式の縮小投影型露光装置（ステッパー）
またはステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型走
査露光装置（スキャニング・ステッパー）であり、レチ
クルＲ上には、図示しない照明光学系が設けられ、この
照明光学系からレチクルＲへ露光光が照射されるように
なっている。なお、露光光としては、例えば、水銀ラン
プから発生する輝線（ｇ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレ
ーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ2レーザあるいはＹＡ
Ｇレーザや金属蒸気レーザの高調波などが用いられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a mark detecting device according to the present invention,
Embodiments of an exposure apparatus, a device, a mark detection method, an exposure method, and a device manufacturing method will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference symbol E denotes an exposure apparatus. The exposure apparatus E converts the pattern of the reticle R into a wafer (object) W
Step-and-repeat reduction projection type exposure apparatus (stepper) for sequentially transferring to multiple upper shot areas
Alternatively, it is a step-and-scan type reduction projection scanning exposure apparatus (scanning stepper), and an illumination optical system (not shown) is provided on the reticle R, and the reticle R is irradiated with exposure light from the illumination optical system. It has become so. As the exposure light, for example, a bright line (g line, i line) generated from a mercury lamp, a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, an F2 laser, or a YA
A harmonic of a G laser or a metal vapor laser is used.
【００２０】レチクルＲは、投影光学系の光軸Ａと垂直
な平面内にて二次元移動するレチクルステージ２０に載
置されるようになっている。このレチクルステージ２０
に載置されたレチクルＲに照射されて通過した露光光
は、露光光学系を構成する投影レンズＰＬに入射し、こ
の投影レンズＰＬによって照明領域内のパターンの像が
１／５または１／４に縮小されてウエハＷ上に投影され
るようになっている。ウエハＷは、光軸Ａ方向へ移動す
るＺステージ１９上に保持されており、このＺステージ
１９は、光軸Ａと垂直な平面内にて二次元移動するＸＹ
ステージ１８上に設けられている。The reticle R is mounted on a reticle stage 20 which moves two-dimensionally in a plane perpendicular to the optical axis A of the projection optical system. This reticle stage 20
Exposure light applied to the reticle R placed on the exposure light passes through a projection lens PL constituting an exposure optical system, and the projection lens PL changes the image of the pattern in the illumination area to 1/5 or 1/4. And projected onto the wafer W. The wafer W is held on a Z stage 19 that moves in the direction of the optical axis A. The Z stage 19 moves two-dimensionally in a plane perpendicular to the optical axis A.
It is provided on a stage 18.
【００２１】この露光装置Ｅには、前記投影光学系とは
別設されたオフ・アクシス（Off−Axis）方式のアライ
メント光学系であるマーク検知装置Ｍが設けられてい
る。ここでは、このマーク検知装置Ｍは、前述したＦＩ
Ａ系のものであり、このマーク検知装置Ｍは、ＦＩＡ系
のマーク検知系（検知手段）３１とともに、このマーク
検知系３１によるアライメントマークの計測時に、アラ
イメントマークの焦点位置を検出するアライメント・オ
ートフォーカス（アライメントＡＦ）と呼ばれる焦点位
置検出系（獲得手段）３２が備えられている。このマー
ク検知装置Ｍのマーク検知系３１は、ハロゲンランプか
ら射出される広帯域光をウエハＷ上のアライメントマー
クに照射し、ウエハＷの表面と共役な面に配置される指
標マークの像とアライメントマークの像とを撮像素子
（ＣＣＤ）で検出し、撮像素子から出力されるビデオ信
号を複数の走査線で走査して得られる波長データを、所
定のアルゴリズムに従って処理して、２つのマーク像の
ずれ量を検出するようになっている。The exposure apparatus E is provided with a mark detection device M which is an alignment optical system of an off-axis system provided separately from the projection optical system. Here, the mark detection device M is the same as the FI
The mark detection apparatus M includes an FIA-based mark detection system (detection means) 31 and an alignment auto-detector that detects the focus position of the alignment mark when the alignment mark is measured by the mark detection system 31. A focus position detection system (acquisition means) 32 called a focus (alignment AF) is provided. The mark detection system 31 of the mark detection device M irradiates the alignment mark on the wafer W with the broadband light emitted from the halogen lamp, and the image of the index mark and the alignment mark arranged on a plane conjugate with the surface of the wafer W Is detected by an image pickup device (CCD), and wavelength data obtained by scanning a video signal output from the image pickup device by a plurality of scanning lines is processed according to a predetermined algorithm, and a shift between two mark images is performed. The amount is detected.
【００２２】次に、このマーク検知装置Ｍの構成を説明
する。図において、符号１は光ファイバーであり、この
光ファイバー１の端面から図示しないハロゲンランプか
らなる光源からの光が射出されるようになっている。光
ファイバー１から射出された光は、コンデンサレンズ２
を介して視野分割絞り板３に照射されて制限されるよう
になっている。この視野分割絞り板３は、図２に示すよ
うに、アライメントマーク計測用絞り３ａと、このアラ
イメントマーク計測用絞り３ａの両側に形成されたアラ
イメントＡＦ用スリット３ｂとを有しており、アライメ
ントマーク計測用絞り３ａを通過した照明光がアライメ
ントマーク計測用の照明光とされ、アライメントＡＦ用
スリット３ｂを通過した照明光がアライメントＡＦ用の
照明光とされる。Next, the configuration of the mark detection device M will be described. In the figure, reference numeral 1 denotes an optical fiber, and light from a light source formed of a halogen lamp (not shown) is emitted from an end face of the optical fiber 1. The light emitted from the optical fiber 1 is
Is applied to the field dividing diaphragm plate 3 to be restricted. As shown in FIG. 2, the field division stop plate 3 has an alignment mark measurement stop 3a and alignment AF slits 3b formed on both sides of the alignment mark measurement stop 3a. The illumination light that has passed through the measurement aperture 3a is used as alignment mark measurement illumination light, and the illumination light that has passed through the alignment AF slit 3b is used as alignment AF illumination light.
【００２３】そして、この視野分割絞り板３で制限・分
割された照明光は、レンズ系４を介してビームスプリッ
ター５に入射し、このビームスプリッター５を通過した
照明光は、第１対物レンズ６を介してプリズムミラー７
へ入射し、このプリズムミラー７によって反射されてウ
エハＷ上の所定領域を照明するようになっている。ウエ
ハＷからの反射光は、プリズムミラー７、第１対物レン
ズ６を経てビームスプリッター５にて反射され、第２対
物レンズ８を介してビームスプリッター９へ導かれるよ
うになっている。そして、このビームスプリッター９で
は、導かれた反射光の約半分が透過され、残りが反射さ
れるようになっている。The illumination light restricted and divided by the field splitting aperture plate 3 enters a beam splitter 5 via a lens system 4, and the illumination light passing through the beam splitter 5 is converted into a first objective lens 6. Through the prism mirror 7
And is reflected by the prism mirror 7 to illuminate a predetermined area on the wafer W. The reflected light from the wafer W is reflected by the beam splitter 5 via the prism mirror 7 and the first objective lens 6, and is guided to the beam splitter 9 via the second objective lens 8. In the beam splitter 9, about half of the guided reflected light is transmitted, and the rest is reflected.
【００２４】そして、このビームスプリッター９で透過
した光が、マーク検知系３１側へ送られ、反射した光
が、焦点位置検出系３２へ送られるようになっている。
ビームスプリッター９を透過した光は、指標用のアライ
メントマークを有する指標板１５に送られ、この指標板
１５にてアライメントマークの像が結像される。これに
より、この指標板１５にて結像されたアライメントマー
クの像は、指標板１５の指標用のアライメントマークの
像とともにレンズ系１６、１７を介してＣＣＤへ送られ
る。The light transmitted by the beam splitter 9 is sent to the mark detection system 31, and the reflected light is sent to the focus position detection system 32.
The light transmitted through the beam splitter 9 is sent to an index plate 15 having an alignment mark for an index, and an image of the alignment mark is formed on the index plate 15. Accordingly, the image of the alignment mark formed on the index plate 15 is sent to the CCD via the lens systems 16 and 17 together with the image of the alignment mark for index on the index plate 15.
【００２５】また、ビームスプリッター９で反射した反
射光は、図３に示すように、遮光部１０ａを有する遮光
板１０によって一部が遮光され、レンズ系１１、瞳分割
ミラー１２レンズ系１３を介して、１次元ＣＣＤ等から
なるアライメントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４に送られ、こ
のアライメントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４によってウエハ
Ｗ上の計測点のＺ方向の位置（フォーカス位置）が検出
されるようになっている。As shown in FIG. 3, a part of the reflected light reflected by the beam splitter 9 is shielded by a light shielding plate 10 having a light shielding portion 10a, and passes through a lens system 11, a pupil division mirror 12, and a lens system 13. The position of the measurement point on the wafer W in the Z direction (focus position) is sent to the alignment AF CCD sensor 14 composed of a one-dimensional CCD or the like. .
【００２６】なお、アライメントＡＦ用の照明光とし
て、他の光源、例えば、単色のレーザー等からの光を用
いれば、マーク照明用のハロゲンランプからの光と合成
して、マーク位置にアライメントＡＦ用の照明領域をも
ってくることは可能であるが、単色の光はウエハＷにお
ける反射において、その下地の影響を非常に受けやす
い。例えば、多層膜が形成されていた場合、多重干渉に
より、このレーザーの波長では反射率が非常に小さくな
る場合も考えられる。そうすると、焦点位置検出系３２
での光強度が信号検出のためには不足するといったこと
が生じる。ハロゲンランプからの広帯域の波長成分をも
つ光（白色光）では、ある波長における反射率が悪くて
も、他の波長成分の反射率は高いので、十分な強度を維
持することができる。If another light source, for example, light from a monochromatic laser or the like is used as the illumination light for alignment AF, the light from the halogen lamp for mark illumination is combined with the light from the halogen lamp for mark AF, and the alignment position is adjusted to the mark position. However, the monochromatic light is very susceptible to the influence of the base on the reflection on the wafer W. For example, when a multilayer film is formed, it is conceivable that the reflectance at the wavelength of the laser becomes extremely small due to multiple interference. Then, the focus position detection system 32
In some cases, the light intensity at the point is insufficient for signal detection. In the case of light having a broadband wavelength component (white light) from a halogen lamp, even if the reflectance at a certain wavelength is poor, the reflectance of other wavelength components is high, so that sufficient intensity can be maintained.
【００２７】このように、ハロゲンランプを使う場合
と、広いＦＩＡ用照明領域と細長いスリット状のアライ
メントＡＦ照明領域を確保するには、図２に示したよう
な視野分割絞り板３の形状になる。ここで、アライメン
トＡＦ照明領域をＦＩＡの照明領域と同じ大きさにする
ならば、アライメントＡＦ用スリット３ｂのようなスリ
ットは不要でアライメントマーク計測用絞り３ａのみで
よいが、光学系の大幅な改変が必要で、センサも選択し
なおさなければならない。また、アライメントマークは
段差や位相差による強度変化を生じさせる性質のもので
あるから、アライメントＡＦにとっては、無地で反射率
が一定の部分が好ましい。As described above, when a halogen lamp is used and a wide FIA illumination area and a long slit-shaped alignment AF illumination area are secured, the shape of the field dividing aperture plate 3 as shown in FIG. 2 is used. . Here, if the size of the alignment AF illumination area is the same as the size of the FIA illumination area, a slit such as the alignment AF slit 3b is not necessary and only the alignment mark measurement aperture 3a is required. And the sensor must be reselected. In addition, since the alignment mark has a property of causing a change in intensity due to a step or a phase difference, it is preferable for the alignment AF that a portion be plain and have a constant reflectance.
【００２８】上記構造のマーク検知装置Ｍの焦点位置検
出系３２のアライメントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４からの
検出結果は、アライメントＡＦ信号処理系２１にて信号
処理されて主制御系（制御手段、第１・第２駆動手段、
獲得手段）２２へ送られるようになっている。The detection result from the alignment AF CCD sensor 14 of the focus position detection system 32 of the mark detection device M having the above-described structure is subjected to signal processing by the alignment AF signal processing system 21 so that the main control system (control means, .Second driving means,
(Acquisition means) 22.
【００２９】そして、この主制御系２２では、アライメ
ントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４からの検出結果に基づい
て、ＸＹステージ（載置手段、第１駆動手段）１８及び
Ｚステージ（載置手段、第２駆動手段）１９の駆動を制
御するステージ制御系（第１・第２駆動手段）２３へ制
御信号を出力するようになっており、この制御信号を入
力したステージ制御系２３は、主制御系２２からの制御
信号に基づいて、ＸＹステージ１８及びＺステージ１９
をそれぞれ駆動させるべく、駆動制御信号を出力するよ
うになっている。また、主制御系２２には、記憶部（記
憶手段）２４が接続されており、この記憶部２４との間
にて、データのやり取りが行われるようになっている。In the main control system 22, an XY stage (placement means, first drive means) 18 and a Z stage (placement means, second drive means) based on the detection result from the alignment AF CCD sensor 14. Means) for outputting a control signal to a stage control system (first and second driving means) 23 for controlling the driving of the device 19; XY stage 18 and Z stage 19
Is driven to output a drive control signal. Further, a storage unit (storage means) 24 is connected to the main control system 22, and data is exchanged with the storage unit 24.
【００３０】このように、上記のように構成された露光
装置Ｅによれば、Ｚステージ１９上にウエハＷが保持さ
れると、マーク検知装置Ｍによってウエハ内の任意の数
ショットのアライメントマークの計測が行われ、その結
果に基づいてウエハＷのアライメントが行われ、その
後、このウエハＷへのパターンの照射が露光光学系にて
行われるようになっている。As described above, according to the exposure apparatus E configured as described above, when the wafer W is held on the Z stage 19, the mark detecting device M can detect an arbitrary number of shots of the alignment marks in the wafer. The measurement is performed, alignment of the wafer W is performed based on the measurement result, and thereafter, irradiation of the pattern onto the wafer W is performed by the exposure optical system.
【００３１】次に、上記構成の露光装置Ｅに設けられた
マーク検知装置Ｍによるアライメントマークの計測手順
を、図４及び図５に示すフローチャート図に沿って説明
する。Next, a procedure for measuring an alignment mark by the mark detection device M provided in the exposure apparatus E having the above configuration will be described with reference to flowcharts shown in FIGS.
【００３２】（１）１枚目のウエハＷにおけるアライメ
ント計測（図４参照）(1) Alignment measurement on the first wafer W (see FIG. 4)
【００３３】ステップＳ１ ＸＹステージ１８が駆動して、Ｚステージ１９上に保持
されたウエハＷの任意のアライメントマークがマーク検
知装置Ｍの下方に配置される。Step S1 The XY stage 18 is driven, and an arbitrary alignment mark of the wafer W held on the Z stage 19 is arranged below the mark detecting device M.
【００３４】ステップＳ２ 焦点位置検出系３２によって、ウエハＷのアライメント
マークの焦点合わせのための位置が検出される。つま
り、ウエハＷからの反射光が焦点位置検出系３２のアラ
イメントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４にて検出され、その検
出結果が出力される。Step S2: The focus position detection system 32 detects a position for focusing the alignment mark on the wafer W. That is, the reflected light from the wafer W is detected by the alignment AF CCD sensor 14 of the focal position detection system 32, and the detection result is output.
【００３５】ステップＳ３ アライメントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４からの検出結果が
アライメントＡＦ信号処理系２１にて信号処理されて主
制御系２２に出力され、この主制御系２２にて、ウエハ
ＷのアライメントマークのＺ方向の位置が算出される。Step S3 The detection result from the alignment AF CCD sensor 14 is signal-processed by the alignment AF signal processing system 21 and output to the main control system 22. The position in the Z direction is calculated.
【００３６】ステップＳ４ 主制御系２２は、算出したアライメントマークのＺ方向
の位置から焦点位置へ位置合わせを行うべく、焦点位置
合わせのためのＺ方向の制御量情報である焦点制御量
（Ｚ駆動量）を算出する。In step S4, the main control system 22 adjusts the focus position from the Z-direction position of the calculated alignment mark to the focus position by using a focus control amount (Z drive) as Z-direction control amount information for focus position adjustment. Amount).
【００３７】ステップＳ５ 主制御系２２から、算出した焦点制御量の信号がステー
ジ制御系２３へ出力され、ステージ制御系２３からＺス
テージ１９へ駆動制御信号が出力され、これにより、Ｚ
ステージ１９は、駆動制御信号に基づいて駆動して、光
軸Ａに沿う方向へウエハＷが移動され、ウエハＷのアラ
イメントマークが焦点位置へ移動されて予め設定されて
いる許容範囲内に収められる。この許容範囲とは、マー
ク検知系３１が十分に高精度にてアライメントマークの
計測を行うことができるＺ方向の範囲である。つまり、
アライメントマークは、焦点位置検出系３２による位置
の検出時の誤差やＺステージ１９の精度の範囲内にて、
理想的な焦点位置に対してずれが残るが、アライメント
マークが許容範囲内に収まっていれば、マーク検知系３
１は、アライメントマークの計測を十分に高精度にて行
うことができる。Step S5 A signal of the calculated focus control amount is output from the main control system 22 to the stage control system 23, and a drive control signal is output from the stage control system 23 to the Z stage 19.
The stage 19 is driven based on the drive control signal, so that the wafer W is moved in a direction along the optical axis A, and the alignment mark of the wafer W is moved to a focal position to be within a preset allowable range. . The allowable range is a range in the Z direction in which the mark detection system 31 can measure alignment marks with sufficiently high accuracy. That is,
The alignment mark is located within the range of the error in detecting the position by the focus position detection system 32 and the accuracy of the Z stage 19.
Although the deviation from the ideal focus position remains, if the alignment mark is within the allowable range, the mark detection system 3
1 can measure the alignment mark with sufficiently high accuracy.
【００３８】ステップＳ６ マーク検知系３１によるアライメントマークの計測が行
われる。つまり、ウエハＷからの反射光がマーク検知系
３１のＣＣＤにて検出されて、アライメントマークのＸ
Ｙ座標系上における位置の計測が行われる。Step S6: The alignment mark is measured by the mark detection system 31. That is, the reflected light from the wafer W is detected by the CCD of the mark detection system 31, and the X of the alignment mark is detected.
Measurement of the position on the Y coordinate system is performed.
【００３９】ステップＳ７ 主制御系２２は、ステップＳ３にて算出したアライメン
トマークのＺ方向の位置情報を、アライメントマークの
ＸＹ方向の座標情報に対応させ、この対応させた情報を
Ｚ目標値して算出する。Step S7 The main control system 22 associates the position information in the Z direction of the alignment mark calculated in step S3 with the coordinate information in the X and Y directions of the alignment mark, and sets the corresponding information as a Z target value. calculate.
【００４０】ステップＳ８ 主制御系２２は、算出したＺ目標値を記憶部２４へ出力
し、この記憶部２４に、Ｚ目標値を記憶させる。Step S8 The main control system 22 outputs the calculated Z target value to the storage unit 24, and stores the Z target value in the storage unit 24.
【００４１】その後は、１枚目のウエハＷにおいて、任
意の所定数のアライメントマークの計測が、上記ステッ
プＳ１〜Ｓ６に沿って行われる。なお、各アライメント
マークの計測時にも、各アライメントマークにおける上
記ステップＳ７、８の処理が行われる。つまり、他のア
ライメントマークにおけるＺ方向の位置情報が、ＸＹ方
向の座標情報に対応させてＺ目標値として算出され、こ
のＺ目標値が記憶部２４に記憶される。Thereafter, measurement of an arbitrary predetermined number of alignment marks on the first wafer W is performed in accordance with steps S1 to S6. Note that the processes of steps S7 and S8 for each alignment mark are also performed when each alignment mark is measured. That is, position information in the Z direction of the other alignment mark is calculated as a Z target value corresponding to the coordinate information in the XY directions, and the Z target value is stored in the storage unit 24.
【００４２】上記のようにして、任意の所定数のアライ
メントマークの２次元（ＸＹ）座標系における位置計測
を行ったら、その後は、これら各アライメントマークの
計測データを統計処理することにより、ウエハＷの全体
の位置を定めるアライメントを行い、そして、ウエハＷ
へのパターンの照射を露光光学系にて行う。After the position measurement of an arbitrary predetermined number of alignment marks in the two-dimensional (XY) coordinate system is performed as described above, thereafter, the measurement data of each of these alignment marks is statistically processed, and the wafer W is measured. Is performed to determine the overall position of the wafer W, and the wafer W
Irradiation of the pattern is performed by an exposure optical system.
【００４３】（２）２枚目以降のウエハＷにおけるアラ
イメント計測（図５参照）(2) Alignment measurement on second and subsequent wafers W (see FIG. 5)
【００４４】ステップＳ１０ 主制御系２２は、１枚目のウエハＷのアライメントマー
クの計測時に算出して記憶部２４に記憶させたＺ目標値
からウエハＷのＺ方向の移動駆動量を算出する。この算
出方法としては、記憶部２４に記憶されている１枚目の
ウエハＷの複数のアライメントマークそれぞれに対する
Ｚ目標値の平均を求め、この平均値に基づいてＺ方向の
移動駆動量を求める。なお、２枚目のウエハＷにおい
て、これから検知しようとするアライメントマークに対
応する座標位置の１枚目のウエハＷのアライメントマー
クの記憶されたＺ目標値に基づいて移動駆動量を求めて
も良い。また、１枚目のウエハＷで記憶された複数のア
ライメントマークのＺ目標値と、マークの座標位置とに
基づいて重み付け平均を行い、この算出値に基づき、移
動駆動量を求めても良い。重み付け平均の方法として
は、これから測定しようとするマークの座標位置に近い
位置にあった１枚目のウエハＷのマークのＺ目標値の重
みを重くするようにして演算を行えば良い。なお、３枚
目以降のウエハＷにおけるアライメント計測時では、主
制御系２２は、前回のウエハＷのアライメントマークの
計測時に算出して記憶部２４に記憶させたＺ目標値から
ウエハＷのＺ方向の移動駆動量を算出する。Step S10 The main control system 22 calculates the movement drive amount of the wafer W in the Z direction from the Z target value calculated at the time of measuring the alignment mark of the first wafer W and stored in the storage unit 24. As the calculation method, an average of the Z target values for each of the plurality of alignment marks of the first wafer W stored in the storage unit 24 is obtained, and the movement drive amount in the Z direction is obtained based on the average value. In the second wafer W, the movement drive amount may be obtained based on the Z target value stored in the alignment mark of the first wafer W at the coordinate position corresponding to the alignment mark to be detected. . Alternatively, weighted averaging may be performed based on the Z target values of a plurality of alignment marks stored on the first wafer W and the coordinate positions of the marks, and the movement drive amount may be obtained based on the calculated value. As a method of the weighted averaging, the calculation may be performed such that the weight of the Z target value of the mark of the first wafer W located near the coordinate position of the mark to be measured is increased. At the time of alignment measurement of the third and subsequent wafers W, the main control system 22 calculates the Z direction of the wafer W from the Z target value calculated at the time of the previous measurement of the alignment mark of the wafer W and stored in the storage unit 24. Is calculated.
【００４５】ステップＳ１１ ＸＹステージ１８とともに、Ｚステージ１９が駆動する
（メインステージ１８の移動中にＺステージ１９が駆動
する）。これにより、Ｚステージ１９上に保持されたウ
エハＷの任意のアライメントマークがマーク検知装置Ｍ
の下方に配置され、且つステップＳ１０にて算出された
移動駆動量だけＺ方向へ移動される。Step S11 The Z stage 19 is driven together with the XY stage 18 (the Z stage 19 is driven while the main stage 18 is moving). Thereby, any alignment mark of the wafer W held on the Z stage 19 can be
And is moved in the Z direction by the movement drive amount calculated in step S10.
【００４６】ステップＳ１２ 焦点位置検出系３２によって、ウエハＷのアライメント
マークの焦点合わせのための位置が検出される。つま
り、ウエハＷからの反射光が焦点位置検出系３２のアラ
イメントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４にて検出され、その検
出結果が出力される。Step S12 The focus position detection system 32 detects a position for focusing the alignment mark on the wafer W. That is, the reflected light from the wafer W is detected by the alignment AF CCD sensor 14 of the focal position detection system 32, and the detection result is output.
【００４７】ステップＳ１３ アライメントＡＦ用ＣＣＤセンサ１４からの検出結果が
アライメントＡＦ信号処理系２１にて信号処理されて主
制御系２２に出力され、この主制御系２２にて、ウエハ
ＷのアライメントマークのＺ方向の位置が算出される。Step S13 The detection result from the alignment AF CCD sensor 14 is signal-processed by the alignment AF signal processing system 21 and output to the main control system 22, and the main control system 22 outputs the alignment mark of the wafer W. The position in the Z direction is calculated.
【００４８】ステップＳ１４ 主制御系２２では、ステップＳ１３にて算出したウエハ
ＷのアライメントマークのＺ方向の位置が許容範囲内で
あるか否かを判別手段にて判別し、許容範囲内である場
合は、ステップＳ１５へ移行し、許容範囲から外れてい
る場合は、ステップＳ１６へ移行する。Step S14 In the main control system 22, the determination means determines whether or not the position of the alignment mark of the wafer W calculated in step S13 in the Z direction is within the allowable range. Goes to step S15, and if it is out of the allowable range, goes to step S16.
【００４９】ステップＳ１５ ウエハＷからの反射光がマーク検知系３１のＣＣＤにて
検出されて、ウエハＷのアライメントマークの計測が行
われる。Step S15 The reflected light from the wafer W is detected by the CCD of the mark detection system 31, and the alignment mark of the wafer W is measured.
【００５０】ステップＳ１６ 主制御系２２が、算出したアライメントマークのＺ方向
の位置と焦点位置とのずれを算出し、焦点位置合わせの
Ｚ方向の焦点制御量（Ｚ駆動量）を算出する。Step S16 The main control system 22 calculates the deviation between the calculated position of the alignment mark in the Z direction and the focus position, and calculates the Z direction focus control amount (Z drive amount) for focus alignment.
【００５１】ステップＳ１７ 主制御系２２から、算出した焦点制御量の信号がステー
ジ制御系２３へ出力され、ステージ制御系２３からＺス
テージ１９へ駆動制御信号が出力され、これにより、Ｚ
ステージ１９が駆動制御信号に基づいて駆動し、ウエハ
Ｗが、光軸Ａに沿う方向へ移動され、ウエハＷのアライ
メントマークが焦点位置へ移動されて予め設定されてい
る許容範囲内に収められる。Step S17 A signal of the calculated focus control amount is output from the main control system 22 to the stage control system 23, and a drive control signal is output from the stage control system 23 to the Z stage 19.
The stage 19 is driven based on the drive control signal, the wafer W is moved in a direction along the optical axis A, and the alignment mark of the wafer W is moved to a focal position and is set within a preset allowable range.
【００５２】ステップＳ１８ 主制御系２２は、ステップＳ１３にて算出したアライメ
ントマークのＺ方向の位置とステップＳ１０にて利用し
たＺ目標値とから、ステップＳ１１にてＺ方向への移動
を行わなかった場合のＺ方向の位置を割り出し、この位
置情報をアライメントマークのＸＹ方向の座標情報に対
応させ、この対応させた情報をＺ目標値として算出す
る。Step S18 The main control system 22 did not move in the Z direction in step S11 based on the Z direction position of the alignment mark calculated in step S13 and the Z target value used in step S10. In this case, the position in the Z direction is determined, the position information is made to correspond to the coordinate information of the alignment mark in the XY directions, and the corresponding information is calculated as the Z target value.
【００５３】ステップＳ１９ 主制御系２２は、算出したＺ目標値を記憶部２４へ出力
し、この記憶部２４に、Ｚ目標値を記憶させる。Step S19 The main control system 22 outputs the calculated Z target value to the storage unit 24, and stores the Z target value in the storage unit 24.
【００５４】その後は、２枚目のウエハＷにおいて、任
意の所定数のアライメントマークの計測が、上記ステッ
プＳ１０〜Ｓ１９に沿って行われる。上記のようにし
て、任意の所定数のアライメントマークの計測を行った
ら、その後は、これら各アライメントマークの計測デー
タを統計処理することにより、２枚目のウエハＷの全体
の位置を定めるアライメントを行い、そして、ウエハＷ
へのパターンの照射を露光光学系にて行う。Thereafter, measurement of an arbitrary predetermined number of alignment marks on the second wafer W is performed in accordance with steps S10 to S19. After the measurement of an arbitrary predetermined number of alignment marks is performed as described above, thereafter, the measurement data of each of these alignment marks is statistically processed to perform alignment for determining the entire position of the second wafer W. Done, and wafer W
Irradiation of the pattern is performed by an exposure optical system.
【００５５】このように、上記の露光装置に設けられた
マーク検知装置Ｍでは、図６（ａ）に示すように、１枚
目のウエハＷの計測する任意のアライメントマークのＸ
Ｙ方向の座標（Ｘa1、Ｙa1）、（Ｘa2、Ｙa2）、（Ｘa
3、Ｙa3）におけるＺ位置Ｚa1、Ｚa2、Ｚa3を算出して
焦点位置へ位置決めすべくＺ方向への焦点制御量を算出
し、その算出した焦点制御量にて、図７（ａ）に示すよ
うに、Ｚステージ１９を駆動させて、アライメントマー
クを焦点許容範囲△Ｚ内のずれ量△Ｚa1、△Ｚa2、△Ｚ
a3として確実に計測可能とするとともに、そのときの各
アライメントマーク毎の焦点制御量をＺ目標値として記
憶部２４に記憶させ、その後、図６（ｂ）に示すよう
に、ＸＹ方向の座標（Ｘn1、Ｙn1）、（Ｘn2、Ｙn2）、
（Ｘn3、Ｙn3）、Ｚ位置Ｚn1、Ｚn2、Ｚn3である２枚目
以降（ｎ枚目）のウエハＷにおいて、各アライメントマ
ークを計測すべくＸＹステージ１８を駆動させて移動さ
せる際に、記憶部２４に記憶させたＺ目標値からなる焦
点制御量にてＺステージ１９を駆動させておくものであ
るので、焦点位置検出系３２による焦点合わせを簡略化
させることができる。As described above, in the mark detection device M provided in the above-described exposure apparatus, as shown in FIG.
Coordinates in the Y direction (Xa1, Ya1), (Xa2, Ya2), (Xa1
(3, Ya3), the Z position Za1, Za2, Za3 is calculated, and the focus control amount in the Z direction is calculated in order to position the focus position, and the calculated focus control amount is used as shown in FIG. Next, the Z stage 19 is driven to shift the alignment marks to the deviation amounts ΔZa1, ΔZa2, ΔZ within the allowable focus range ΔZ.
a3, the focus control amount for each alignment mark at that time is stored in the storage unit 24 as a Z target value, and then, as shown in FIG. Xn1, Yn1), (Xn2, Yn2),
When the XY stage 18 is driven and moved to measure each alignment mark in the second and subsequent (n-th) wafers W at (Xn3, Yn3) and Z positions Zn1, Zn2, and Zn3, the storage unit Since the Z stage 19 is driven by the focus control amount consisting of the Z target value stored in 24, focusing by the focus position detection system 32 can be simplified.
【００５６】つまり、座標（Ｘn1、Ｙn1）、（Ｘn3、Ｙ
n3）のアライメントマークのように、Ｚ目標値により駆
動させることにより、Ｚ位置Ｚn1、Ｚn3が焦点許容範囲
△Ｚ内に収まる△Ｚn1、△Ｚn3（図７（ｂ）参照）とな
れば、焦点合わせのためのＺステージ１９の移動制御を
省略することができる。また、座標（Ｘn2、Ｙn2）のア
ライメントマークのように、Ｚ位置Ｚn2が焦点許容範囲
△Ｚから外れていたとしても（図７（ｂ）参照）、Ｚ位
置Ｚn2は、Ｚ目標値による駆動によって焦点許容範囲△
Ｚの近くに移動されるので、焦点合わせのためにＺステ
ージ１９を移動させて△Ｚ内に収まるずれ量△Ｚn2とす
るための移動量を削減させることができる。That is, the coordinates (Xn1, Yn1), (Xn3, Y
Like the alignment mark n3), if the Z positions Zn1 and Zn3 fall within the allowable focus range △ Z by driving with the Z target value, if the △ Zn1 and △ Zn3 (see FIG. The movement control of the Z stage 19 for alignment can be omitted. Further, even if the Z position Zn2 is out of the allowable focus range ΔZ like the alignment mark of the coordinates (Xn2, Yn2) (see FIG. 7B), the Z position Zn2 is driven by the Z target value. Focus tolerance △
Since it is moved near Z, it is possible to reduce the amount of movement for moving the Z stage 19 for focusing so as to make the shift amount ΔZn2 that fits within △ Z.
【００５７】すなわち、２枚目以降のウエハＷにおける
焦点合わせの駆動制御を省略あるいは削減することがで
き、これにより、２枚目以降のウエハＷにおけるアライ
メントマークの計測作業、露光作業にかかる時間を大幅
に短縮させることができ、スループットの効率を大幅に
向上させることができる。In other words, it is possible to omit or reduce the drive control for focusing on the second and subsequent wafers W, thereby reducing the time required for alignment mark measurement and exposure for the second and subsequent wafers W. The efficiency can be greatly reduced, and the throughput efficiency can be greatly improved.
【００５８】また、２枚目以降のウエハＷの焦点位置検
出系３２からの検出結果から、Ｚ目標値にてＺステージ
１９の移動制御を行わなかった場合におけるＺ方向への
焦点制御量を前回のＺ目標値として蓄積させて反映させ
るものであるので、ウエハＷのアライメントマークのＺ
方向のずれの傾向が正確に加えられたＺ目標値とするこ
とができる。Also, based on the detection result of the focus position detection system 32 for the second and subsequent wafers W, the focus control amount in the Z direction when the movement control of the Z stage 19 was not performed with the Z target value was determined in the previous time. Is accumulated and reflected as the Z target value of the wafer W.
The Z target value to which the tendency of the direction shift is accurately added can be used.
【００５９】なお、上記の例では、１枚目のウエハＷの
Ｚ方向の焦点制御量をＺ目標値として、２枚目以降のウ
エハＷの焦点合わせの制御に用いたが、１枚目だけでな
く、１枚目から所定枚数のウエハＷのＺ方向の焦点制御
量に基づいて、例えば、それら複数枚のウエハＷにおけ
る焦点制御量を平均したり、直前のウエハＷにおける焦
点制御量ほど重みを大きくした重み付け平均演算を行う
ことなどにより、それ以降のウエハＷのＺ目標値を算出
しても良い。また、Ｚ目標値（制御量情報）としては、
Ｚ方向の焦点制御量に限らず、Ｚ方向における位置情報
（所定の基準位置からのＺ方向における絶対位置情報）
を用いても良い。また、焦点位置検出系３２による検出
結果から得られるアライメントマーク毎の焦点制御量の
Ｚ目標値が、同一ウエハＷ内において焦点許容範囲内で
ある場合は、アライメントマーク位置に無関係に、Ｚ目
標値を決めることができる。つまり、各アライメントマ
ークにおけるＺ目標値を同一にすることができる。In the above example, the focus control amount of the first wafer W in the Z direction is used as the Z target value for controlling the focusing of the second and subsequent wafers W. For example, based on the focus control amounts of the predetermined number of wafers W from the first wafer in the Z direction, for example, the focus control amounts of the plurality of wafers W may be averaged, or the focus control amounts of the immediately preceding wafer W may be weighted more. The Z target value of the subsequent wafer W may be calculated by performing a weighted averaging operation in which is increased. As the Z target value (control amount information),
Not only the focus control amount in the Z direction but also position information in the Z direction (absolute position information in the Z direction from a predetermined reference position)
May be used. When the Z target value of the focus control amount for each alignment mark obtained from the detection result by the focus position detection system 32 is within the allowable focus range within the same wafer W, the Z target value is independent of the alignment mark position. Can be determined. That is, the Z target value in each alignment mark can be made the same.
【００６０】なお、焦点合わせのためのＺ目標値の算出
は、多数の焦点位置検出系３２による位置検出結果から
蓄積された位置座標の平均値として算出することもで
き、また、座標のばらつきが許容される焦点位置ずれに
あると判断される場合には、最大値と最小値との平均値
としても良い。また、Ｚ目標値を求める上で、新たに得
られたＺ位置の検出結果が、他のものと大きく外れ、予
め設定されたＺ目標値の範囲内にない場合は、この検出
結果をＺ目標値として反映させないようにしても良い。
これにより、この場合の焦点位置検出系３２による検
出、制御を例外として処理し、Ｚ目標値の大きな変動を
抑えることができる。なお、このときのＺ目標値の範囲
としては、例えば、蓄積された位置情報から標準偏差を
求め、この標準偏差の範囲としても良く、また、計測者
が独自に設定しても良い。The Z target value for focusing can be calculated as an average value of the position coordinates accumulated from the position detection results by a number of focus position detection systems 32. If it is determined that there is an allowable focus position deviation, the average value of the maximum value and the minimum value may be used. In addition, in obtaining the Z target value, if the newly obtained detection result of the Z position greatly deviates from the others and is not within the range of the preset Z target value, the detection result is set to the Z target value. It may not be reflected as a value.
As a result, the detection and control by the focus position detection system 32 in this case are processed as exceptions, and a large change in the Z target value can be suppressed. Note that the range of the Z target value at this time may be, for example, a standard deviation obtained from the accumulated position information, and may be the range of the standard deviation, or the measurer may set the range independently.
【００６１】なおまた、上記の例では、露光装置とし
て、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターン
を露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ・ア
ンド・リピート型の露光装置について説明したが、マス
クと基板とを同期移動してマスクのパターンを露光する
走査型の露光装置にも適用することができるのは勿論で
ある。また、本実施形態の露光装置として、投影光学系
を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクの
パターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用す
ることができる。In the above example, a step-and-repeat type exposure apparatus that exposes a mask pattern while the mask and the substrate are stationary and sequentially moves the substrate is described as the exposure apparatus. Of course, the present invention can also be applied to a scanning type exposure apparatus that exposes a mask pattern by synchronously moving a mask and a substrate. In addition, the exposure apparatus of the present embodiment can be applied to a proximity exposure apparatus that exposes a mask pattern by bringing a mask and a substrate into close contact without using a projection optical system.
【００６２】さらに、露光装置の用途としては半導体製
造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型の
ガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶
用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光
装置にも広く適当できる。また、本実施形態の露光装置
の光源は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、
ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマ
レーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）のみ
ならず、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることが
できる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃とし
て、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（LaB6）、
タンタル（Ta）を用いることができる。さらに、電子線
を用いる場合は、マスクを用いる構成としてもよいし、
マスクを用いずに直接基板上にパターンを形成する構成
としてもよい。Further, the application of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor. For example, an exposure apparatus for a liquid crystal for exposing a liquid crystal display element pattern to a square glass plate or a thin film magnetic head may be used. It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing. The light source of the exposure apparatus of the present embodiment includes g-line (436 nm), i-line (365 nm),
Not only a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), and an F2 laser (157 nm) but also a charged particle beam such as an X-ray or an electron beam can be used. For example, when an electron beam is used, thermionic emission type lanthanum hexaborite (LaB6) is used as an electron gun,
Tantalum (Ta) can be used. Furthermore, when using an electron beam, a configuration using a mask may be used,
A structure in which a pattern is directly formed on a substrate without using a mask may be adopted.
【００６３】なお、投影光学系の倍率は縮小系のみなら
ず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学
系としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場
合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材
料を用い、Ｆ２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系
または屈折系の光学系にし（レチクルも反射型タイプの
ものを用いる）、また、電子線を用いる場合には光学系
として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用
いればいい。なお、電子線が通過する光路は真空状態に
することはいうまでもない。The magnification of the projection optical system is not limited to a reduction system, and may be any one of an equal magnification system and an enlargement system. As the projection optical system, when far ultraviolet rays such as an excimer laser are used, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material. When an F2 laser or X-ray is used, a catadioptric or refracting (A reticle is of a reflection type), and when an electron beam is used, an electron optical system including an electron lens and a deflector may be used as the optical system. It goes without saying that the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.
【００６４】さらには、ウエハステージやレチクルステ
ージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを
用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタン
ス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。ま
た、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもい
いし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。Further, when a linear motor is used for the wafer stage or the reticle stage, any of an air levitation type using an air bearing and a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used. The stage may be of a type that moves along a guide or a guideless type that does not have a guide.
【００６５】なおまた、ステージの駆動装置として平面
モ−タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットの
いずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機
子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設
ければよい。また、ウエハステージの移動により発生す
る反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。When a plane motor is used as the stage driving device, one of the magnet unit and the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is connected to the moving surface of the stage. Base). Further, the reaction force generated by the movement of the wafer stage is mechanically moved to the floor (ground) by using a frame member as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166475.
You may escape to The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.
【００６６】しかも、レチクルステージの移動により発
生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載さ
れているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。Further, the reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) by using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.
【００６７】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。As described above, the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention converts various subsystems including the components described in the claims of the present application into predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy,
It is manufactured by assembling to maintain optical accuracy. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and various electric systems to ensure these various accuracy Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the exposure apparatus from various subsystems includes mechanical connections, wiring connections of electric circuits, and piping connections of pneumatic circuits among the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from these various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the manufacture of the exposure apparatus be performed in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.
【００６８】また、半導体デバイスは、図８に示すよう
に、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、
この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作
するステップ２０２、シリコン材料からウエハを製造す
るステップ２０３、前述した実施形態の露光装置により
レチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理ステ
ップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工
程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０
５、検査ステップ２０６等を経て製造される。As shown in FIG. 8, the semiconductor device is designed in step 201 for designing the function and performance of the device.
Step 202 of manufacturing a mask (reticle) based on this design step, step 203 of manufacturing a wafer from a silicon material, wafer processing step 204 of exposing a reticle pattern to the wafer by the exposure apparatus of the above-described embodiment, device assembly step (Including dicing, bonding, and packaging processes) 20
5. It is manufactured through an inspection step 206 and the like.
【００６９】また、その他、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、さら
には、上記の構成を適宜選択的に組み合わせても良いこ
とは勿論である。In addition, any configuration may be adopted as long as it does not deviate from the gist of the present invention, and the above-described configurations may be appropriately selectively combined as a matter of course.
【００７０】[0070]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のマーク
検知装置、露光装置、デバイス、マーク検知方法、露光
方法及びデバイス製造方法によれば、下記の効果を得る
ことができる。請求項１記載のマーク検知装置または請
求項１２記載のマーク検知方法によれば、物体上のマー
クの位置の情報を検知する検知手段からの検知結果に基
づいて、物体が載置された載置手段を第１駆動手段によ
って二次元平面内で相対移動させて物体のマークを検知
範囲内へ配置させる際に、載置手段を第２駆動手段によ
って二次元平面と垂直な方向へ同時に相対移動させるも
のであるので、第１駆動手段による相対移動後に、第２
駆動手段による相対移動を行うものと比較して、第１及
び第２駆動手段による制御時間を短縮させることがで
き、効率を大幅に向上させることができる。As described above, according to the mark detection apparatus, exposure apparatus, device, mark detection method, exposure method and device manufacturing method of the present invention, the following effects can be obtained. According to the mark detection device of the first aspect or the mark detection method of the twelfth aspect, the placement of the object on the basis of the detection result from the detection means for detecting information on the position of the mark on the object. When the means is relatively moved in the two-dimensional plane by the first driving means and the mark of the object is arranged in the detection range, the mounting means is simultaneously moved in the direction perpendicular to the two-dimensional plane by the second driving means. After the relative movement by the first driving means,
The control time by the first and second driving means can be reduced, and the efficiency can be greatly improved, as compared with the case where the relative movement is performed by the driving means.
【００７１】請求項２記載のマーク検知装置または請求
項１３記載のマーク検知方法によれば、獲得手段によっ
て獲得された制御量情報にて検知手段に対して物体のマ
ークを合焦状態にし、そのときの制御量情報を記憶手段
に記憶させるものであるので、以降の物体のマークを検
知手段に対して合焦状態とする際に、記憶手段に記憶さ
せた制御量情報を用いることができる。つまり、以前の
物体のマークを検知手段に対して合焦状態とした際の制
御量情報によって、以降の物体のマークを検知手段に対
して合焦状態とする制御を予め行うことができ、これに
より、合焦制御の省略・削減を図ることができ、制御時
間の短縮化に伴う制御の合理化を図ることができる。According to the mark detecting device of the second aspect or the mark detecting method of the thirteenth aspect, the mark of the object is brought into focus with respect to the detecting means by the control amount information acquired by the acquiring means. Since the control amount information at that time is stored in the storage unit, the control amount information stored in the storage unit can be used when the subsequent mark of the object is brought into the focused state with respect to the detection unit. In other words, control based on the control amount information when the mark of the previous object is brought into the focused state with respect to the detecting means can be controlled in advance so that the mark of the subsequent object is brought into the focused state with respect to the detecting means. Thereby, the focus control can be omitted or reduced, and the control can be rationalized with the shortened control time.
【００７２】請求項３記載のマーク検知装置または請求
項１４記載のマーク検知方法によれば、獲得手段によっ
て獲得された制御量情報にて検知手段に対して物体のマ
ークと検知手段との間隔を制御し、そのときの制御量情
報を記憶手段に記憶させるものであるので、以降の物体
のマークと検知手段との間隔を制御する際に、記憶手段
に記憶させた制御量情報を用いることができる。つま
り、以前の物体のマークと検知手段との間隔を制御した
際の制御量情報によって、以降の物体のマークと検知手
段との間隔の制御を予め行うことができ、これにより、
制御の省略・削減を図ることができ、制御時間の短縮化
に伴う制御の合理化を図ることができる。According to the mark detecting device of the third aspect or the mark detecting method of the fourteenth aspect, the distance between the mark of the object and the detecting means is determined with respect to the detecting means based on the control amount information obtained by the obtaining means. Since the control amount information is stored in the storage means at the time, the control amount information stored in the storage means may be used when controlling the distance between the mark of the object and the detection means. it can. In other words, the control amount information when controlling the distance between the mark of the previous object and the detecting means can control the distance between the mark of the subsequent object and the detecting means in advance, and thereby,
The control can be omitted or reduced, and the control can be rationalized with the reduction of the control time.
【００７３】請求項４記載のマーク検知装置または請求
項１５記載のマーク検知方法によれば、載置手段を二次
元平面内にて移動させる駆動手段を駆動させることによ
り検知手段の検知範囲に物体のマークを到達させる以前
に、載置手段と検知手段とを二次元平面に垂直な方向へ
相対移動させるものであるので、載置手段を二次元平面
内にて移動させて物体のマークを検知手段による検知範
囲内に配置させてから載置手段と検知手段とを相対移動
させるものと比較して、載置手段の駆動制御時間を短縮
させることができ、効率を大幅に向上させることができ
る。According to the mark detecting device of the fourth aspect or the mark detecting method of the fifteenth aspect, the driving means for moving the mounting means in a two-dimensional plane is driven to move the object within the detection range of the detecting means. Before the mark is reached, the placing means and the detecting means are relatively moved in a direction perpendicular to the two-dimensional plane, so that the placing means is moved in the two-dimensional plane to detect the mark of the object. The driving control time of the placing means can be reduced, and the efficiency can be greatly improved, as compared with a method in which the placing means and the detecting means are relatively moved after being placed within the detection range of the means. .
【００７４】請求項５記載のマーク検知装置または請求
項１５記載のマーク検知方法によれば、載置手段を二次
元平面内にて移動させる駆動手段を駆動させることによ
る載置手段の移動中に、載置手段と検知手段とを二次元
平面に垂直な方向へ相対移動させるものであるので、載
置手段を二次元平面内にて移動させて物体のマークを検
知手段による検知範囲内に配置させてから載置手段と検
知手段とを相対移動させるものと比較して、載置手段の
駆動制御時間を短縮させることができ、効率を大幅に向
上させることができる。According to the mark detecting device of the fifth aspect or the mark detecting method of the fifteenth aspect, during the movement of the placing means by driving the driving means for moving the placing means in a two-dimensional plane. Since the placing means and the detecting means are relatively moved in a direction perpendicular to the two-dimensional plane, the placing means is moved in the two-dimensional plane to dispose the mark of the object within the detection range of the detecting means. The driving control time of the placing unit can be reduced, and the efficiency can be greatly improved, as compared with the case where the placing unit and the detecting unit are relatively moved after the operation.
【００７５】請求項６記載のマーク検知装置または請求
項１６記載のマーク検知方法によれば、物体に形成され
た複数のマークに対応する制御量情報をマークの位置情
報とともにそれぞれ記憶手段に記憶させるものであるの
で、この記憶手段に記憶されたマーク毎の制御量情報に
よって、他の物体における各マークへの移動制御を行う
ことができ、さらなる制御時間の短縮化及び制御の合理
化を図ることができる。According to the mark detecting device of the sixth aspect or the mark detecting method of the sixteenth aspect, control amount information corresponding to a plurality of marks formed on the object is stored in the storage means together with the position information of the marks. Therefore, the movement control for each mark in another object can be performed based on the control amount information for each mark stored in the storage means, and the control time can be further shortened and the control can be rationalized. it can.
【００７６】請求項７記載のマーク検知装置または請求
項１７記載のマーク検知方法によれば、検知手段が、物
体の複数のマークを検知する際に、獲得手段が、以前の
物体のマークの位置情報に対応させて記憶手段に記憶さ
せた制御量情報に基づいて決定するものであるので、獲
得手段が新たに制御量情報を獲得する制御及びその時間
を省くことができ、制御の大幅な合理化を図ることがで
きる。According to the mark detecting device of the present invention, when the detecting means detects a plurality of marks of the object, the acquiring means sets the position of the mark of the previous object. Since the determination is made based on the control amount information stored in the storage means in correspondence with the information, the control for acquiring the new control amount information by the obtaining means and the time required for the control can be omitted, and the control is greatly rationalized. Can be achieved.
【００７７】請求項８記載のマーク検知装置によれば、
複数の物体における複数のマークの制御量情報に基づい
て、制御手段が制御量情報を決定するもの、つまり記憶
手段に記憶された複数の制御量情報から今後の物体の複
数のマークにおける制御量情報を決定するものであるの
で、制御量情報の精度を高めることができ、制御の円滑
化を図ることができる。According to the mark detection device of the eighth aspect,
The control means determines control amount information based on control amount information of a plurality of marks in a plurality of objects, that is, control amount information in a plurality of marks of a future object from a plurality of control amount information stored in a storage means Is determined, the accuracy of the control amount information can be improved, and the control can be facilitated.
【００７８】請求項９記載のマーク検知装置によれば、
物体のマークと検知手段とが合焦状態でない場合に、獲
得手段により獲得された制御量情報に基づいて、マーク
と検知手段との相対間隔が制御されるので、物体のマー
クと検知手段とを確実に合焦状態とすることができる。According to the mark detecting device of the ninth aspect,
When the mark of the object and the detection unit are not in focus, the relative distance between the mark and the detection unit is controlled based on the control amount information acquired by the acquisition unit. An in-focus state can be ensured.
【００７９】請求項１０記載の露光装置または請求項１
８記載の露光方法によれば、基板に所定パターンを露光
する際に、制御の省略・削減が図られ、制御時間の短縮
化に伴う制御の合理化が図られたマーク検知装置により
検知されたマークの位置に関する情報に基づいて、基板
とマスクとの相対的な位置合わせを行うものであるの
で、露光作業にかかる時間の短縮化を図ることができ、
スループットを向上させることができる。An exposure apparatus according to claim 10 or claim 1
According to the exposure method described in Item 8, when exposing a predetermined pattern to the substrate, the mark detected by the mark detection device can be omitted or reduced, and the control can be rationalized in accordance with the shortened control time. Based on the information on the position, relative positioning between the substrate and the mask is performed, so that the time required for the exposure operation can be reduced,
Throughput can be improved.
【００８０】請求項１１記載のデバイスまたは請求項１
９記載のデバイス製造方法によれば、デバイスパターン
を露光する際に、制御の省略・削減が図られ、制御時間
の短縮化に伴う制御の合理化が図られたマーク検知装置
により検知されたマークの位置に関する情報に基づい
て、マスクとの相対的な位置合わせが行われて製造され
るものであるので、製造時間の短縮化を図ることがで
き、製造時間の短縮化に伴う低コスト化を図ることがで
きる。The device according to claim 11 or claim 1
According to the device manufacturing method described in Item 9, when exposing a device pattern, omission / reduction of control is achieved, and control of a mark detected by a mark detection device in which control is rationalized with shortening of control time is achieved. Since it is manufactured by performing relative alignment with the mask based on the information on the position, the manufacturing time can be shortened, and the cost associated with the shortening of the manufacturing time can be reduced. be able to.
【図１】 本発明の実施の形態例の露光装置の構成及び
構造を説明する露光装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an exposure apparatus illustrating a configuration and a structure of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施の形態例の露光装置を構成する
マーク検知装置に設けられた視野分割絞り板の概略正面
図である。FIG. 2 is a schematic front view of a field division stop plate provided in a mark detection device constituting the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の実施の形態例の露光装置を構成する
マーク検知装置に設けられた遮光板の概略正面図であ
る。FIG. 3 is a schematic front view of a light shielding plate provided in a mark detection device constituting the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施の形態例の露光装置の制御の流
れを説明するフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating a control flow of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の実施の形態例の露光装置の制御の流
れを説明するフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating a control flow of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施の形態例の露光装置によって露
光されるウエハのアライメントマークのＸＹ方向及びＺ
方向の位置を示す図である。FIG. 6 shows XY directions and Z of alignment marks on a wafer exposed by the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention;
It is a figure showing the position of a direction.
【図７】 本発明の実施の形態例の露光装置によって露
光されるウエハのアライメントマークのＺ方向への移動
による焦点合わせを説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining focusing by moving an alignment mark of a wafer exposed by the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention in the Z direction.
【図８】は、半導体デバイスの製造工程の一例を示すフ
ローチャート図である。FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing process of a semiconductor device.
１８ ＸＹステージ（載置手段、第１駆動手段） １９ Ｚステージ（載置手段、第２駆動手段） ２２ 主制御部（制御手段、第１・第２駆動手段、獲得
手段） ２３ ステージ制御系（制御手段、第１・第２駆動手
段） ２４ 記憶部（記憶手段） ３１ マーク検知系（検知手段） ３２ 焦点位置検出系（獲得手段） Ｅ 露光装置 Ｍ マーク検知装置 Ｗ ウエハ（物体、デバイス）18 XY stage (placement means, first drive means) 19 Z stage (placement means, second drive means) 22 main control unit (control means, first and second drive means, acquisition means) 23 stage control system ( Control means, first and second driving means) 24 storage unit (storage means) 31 mark detection system (detection means) 32 focus position detection system (acquisition means) E exposure apparatus M mark detection apparatus W wafer (object, device)
Claims (19)
手段と、 前記載置手段上に載置された前記物体上のマークの位置
に関する情報を検知する検知手段と、 前記検知手段の検知範囲に前記マークを配置せしめるよ
う、該検知手段と該載置手段とを二次元平面内で相対移
動せしめる第１駆動手段と、 前記第１駆動手段による相対移動中に、前記二次元平面
に垂直な方向に、前記載置手段と前記検知手段とを相対
移動せしめる第２駆動手段とを有することを特徴とする
マーク検知装置。1. A mounting means for mounting an object on which a mark is formed, a detecting means for detecting information relating to a position of a mark on the object mounted on the mounting means, First driving means for relatively moving the detection means and the mounting means in a two-dimensional plane so as to dispose the mark in the detection range; and A mark detecting device, comprising: a second driving unit that relatively moves the placing unit and the detecting unit in a vertical direction.
状態にせしめるための制御量情報を獲得する獲得手段
と、 前記制御量情報に基づいて、前記マークと前記検知手段
との相対間隔を制御する制御手段と、 前記制御手段による制御動作後も、前記制御量情報を記
憶する記憶手段と、を更に有することを特徴とする請求
項１に記載のマーク検知装置。2. An acquisition unit for acquiring control amount information for causing the detection unit to bring the mark into focus with respect to the mark, and a relative distance between the mark and the detection unit based on the control amount information. 2. The mark detection device according to claim 1, further comprising: a control unit for controlling; and a storage unit for storing the control amount information even after the control operation by the control unit.
手段と、 前記載置手段上に載置された前記物体上のマークを検知
する検知手段と、 前記検知手段を前記マークに対して合焦状態にせしめる
ための制御量情報を獲得する獲得手段と、 前記制御量情報に基づいて、前記マークと前記検知手段
との相対間隔を制御する制御手段と、 前記制御手段による制御動作後も、前記制御量情報を記
憶する記憶手段とを有することを特徴とするマーク検知
装置。3. A mounting means for mounting an object on which a mark is formed, a detecting means for detecting a mark on the object mounted on the mounting means, and Acquisition means for acquiring control amount information for bringing the object into a focused state, control means for controlling a relative distance between the mark and the detection means based on the control amount information, and after a control operation by the control means. Storage means for storing the control amount information.
配置せしめるよう、該検知手段と前記載置手段とを二次
元平面内で相対移動せしめる駆動手段を更に有し、 前記制御手段は、前記駆動手段により前記マークが前記
検知範囲に到達する以前に、前記載置手段と該検知手段
とを前記二次元平面に垂直な方向に相対移動せしめるこ
とを特徴とする請求項３に記載のマーク検知装置。4. A driving means for relatively moving the detection means and the placement means in a two-dimensional plane so as to dispose the mark in a detection range of the detection means, wherein the control means comprises: 4. The mark detection device according to claim 3, wherein before the mark reaches the detection range by the driving device, the placing device and the detection device are relatively moved in a direction perpendicular to the two-dimensional plane. 5. apparatus.
対移動中に、前記載置手段と該検知手段とを前記二次元
平面に垂直な方向に相対移動せしめることを特徴とする
請求項４に記載のマーク検知装置。5. The apparatus according to claim 4, wherein the control means relatively moves the placing means and the detecting means in a direction perpendicular to the two-dimensional plane during the relative movement by the driving means. The mark detection device according to the above.
れており、 前記記憶手段は、前記各マークにそれぞれ対応する前記
制御量情報を、該各マークの前記物体上における位置情
報と共に記憶することを特徴とする請求項２乃至請求項
５のいずれか１項に記載のマーク検知装置。6. The plurality of marks are formed on the object, and the storage unit stores the control amount information corresponding to each of the marks together with positional information of each mark on the object. The mark detection device according to any one of claims 2 to 5, wherein
成されたマークを検知する際に、 前記獲得手段は、次に前記検知手段に検知されるべき当
該物体上のマークに対する前記制御量情報を、当該物体
以前に該検知手段に検知された物体に関して前記記憶手
段に記憶されている制御量情報に基づいて決定すること
を特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記
載のマーク検知装置。7. When the detection means detects a mark formed on a plurality of the objects, the acquisition means sets the control amount for a mark on the object to be detected next by the detection means. 7. The method according to claim 2, wherein the information is determined based on control amount information stored in the storage unit with respect to the object detected by the detection unit before the object. The mark detection device according to the above.
れ形成された複数のマークにそれぞれ対応する複数の制
御量情報を有し、 前記制御手段は、前記複数の制御量情報に基づいて、前
記当該物体に関する制御量情報を決定することを特徴と
する請求項７に記載のマーク検知装置。8. The storage unit has a plurality of pieces of control amount information respectively corresponding to a plurality of marks formed on a plurality of objects, respectively, and the control unit includes: The mark detection device according to claim 7, wherein control amount information on the object is determined.
焦状態にあるか否かを判別する判別手段を更に有し、 前記所定の合焦状態になければ、前記制御手段は、前記
獲得手段により獲得された制御量情報に基づき、前記マ
ークと前記検知手段との相対間隔を制御することを特徴
とする請求項７または請求項８に記載のマーク検知装
置。9. The apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit configured to determine whether the mark and the detection unit are in a predetermined in-focus state. 9. The mark detection device according to claim 7, wherein a relative distance between the mark and the detection unit is controlled based on control amount information obtained by the unit.
定パターンが露光される基板を含み、 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のマーク検
知装置により検知されたマークの位置に関する情報に基
づき、前記基板と前記マスクとの相対的な位置合わせを
行う位置合わせ装置を有し、 前記位置合わせされた基板上に前記所定パターンを露光
することを特徴とする露光装置。10. The position of a mark detected by the mark detection device according to claim 1, wherein the object includes a substrate on which a predetermined pattern formed on a mask is exposed. An exposure apparatus, comprising: an alignment device that performs relative alignment between the substrate and the mask based on information about the substrate, and exposes the predetermined pattern on the aligned substrate.
載の露光装置を用いて前記基板上に露光する工程を経て
製造されたことを特徴とするデバイス。11. A device manufactured through a step of exposing a device pattern on the substrate using the exposure apparatus according to claim 10.
に載置し、 前記載置手段上に載置された前記物体上のマークの位置
に関する情報を、検知手段により検知し、 前記検知手段の検知範囲に前記マークを配置せしめるよ
う、該検知手段と該載置手段とを二次元平面内で相対移
動し、 前記二次元平面内での相対移動中に、前記二次元平面に
垂直な方向に前記載置手段と前記検知手段とを相対移動
することを特徴とするマーク検知方法。12. An object on which a mark is formed is placed on a placing means, and information on a position of the mark on the object placed on the placing means is detected by a detecting means, The detection means and the mounting means are relatively moved in a two-dimensional plane so as to dispose the mark in the detection range of the means, and during the relative movement in the two-dimensional plane, the detection means and the mounting means are perpendicular to the two-dimensional plane. A mark detecting method, wherein the placing means and the detecting means are relatively moved in a direction.
焦状態にせしめるための制御量情報を獲得し、 前記制御量情報に基づいて、前記マークと前記検知手段
との相対間隔を制御し、 前記相対間隔の制御動作後も、前記制御量情報を記憶す
ることを特徴とする請求項１２に記載のマーク検知方
法。13. Acquiring control amount information for causing the detection unit to bring the detection unit into focus with respect to the mark, controlling a relative distance between the mark and the detection unit based on the control amount information, 13. The mark detection method according to claim 12, wherein the control amount information is stored even after the control operation of the relative interval.
に載置し、 前記載置手段上に載置された前記物体上のマークを、検
知手段により検知し、 前記検知手段を前記マークに対して合焦状態にせしめる
ための制御量情報を獲得し、 前記制御量情報に基づいて、前記マークと前記検知手段
との相対間隔を制御し、 前記相対間隔の制御動作後も、前記制御量情報を記憶す
ることを特徴とするマーク検知方法。14. An object on which a mark has been formed is placed on a placing means, a mark on the object placed on the placing means is detected by a detecting means, and the detecting means is provided with the mark. Obtaining control amount information for causing the focus state to be achieved, controlling a relative distance between the mark and the detection means based on the control amount information, and controlling the relative distance even after the relative distance control operation. A mark detection method characterized by storing quantity information.
を配置せしめるよう、該検知手段と前記載置手段とを二
次元平面内で相対移動し、 前記二次元平面内での相対移動中に、前記載置手段と該
検知手段とを前記二次元平面に垂直な方向に相対移動す
ることを特徴とする請求項１４に記載のマーク検知方
法。15. A relative movement between the detection means and the placing means in a two-dimensional plane so as to dispose the mark in a detection range of the detection means, and during the relative movement in the two-dimensional plane, 15. The mark detecting method according to claim 14, wherein the placing means and the detecting means are relatively moved in a direction perpendicular to the two-dimensional plane.
されており、 前記記憶する工程は、前記各マークにそれぞれ対応する
前記制御量情報を、該各マークの前記物体上における位
置情報と共に記憶することを含むことを特徴とする請求
項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載のマーク検
知方法。16. The method according to claim 16, wherein the plurality of marks are formed on the object, and in the storing, the control amount information corresponding to each of the marks is stored together with position information of each mark on the object. The mark detection method according to any one of claims 13 to 15, further comprising:
を検知する際に、 前記獲得する工程は、次に前記検知手段に検知されるべ
き当該物体に対する前記制御量情報を、当該物体以前に
該検知手段に検知された物体に関して前記記憶手段に記
憶されている制御量情報に基づいて決定することを含む
ことを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか
１項に記載のマーク検知方法。17. When detecting a mark formed on a plurality of the objects, the obtaining step includes the step of detecting the control amount information for the object to be detected by the detecting means before the object. The mark detection according to any one of claims 13 to 16, comprising determining an object detected by the detection means based on control amount information stored in the storage means. Method.
定パターンが露光される基板を含み、 請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載のマー
ク検知方法により検知されたマークの位置に関する情報
に基づき、前記基板と前記マスクとの相対的な位置合わ
せを行い、 前記位置合わせされた基板上に前記所定パターンを露光
する工程を含むことを特徴とする露光方法。18. The mark position detected by the mark detection method according to claim 13, wherein the object includes a substrate on which a predetermined pattern formed on a mask is exposed. An exposing method comprising: performing relative positioning between the substrate and the mask based on the information about the substrate, and exposing the predetermined pattern onto the aligned substrate.
載の露光方法を用いて前記基板上に露光する工程を含む
ことを特徴とするデバイス製造方法。19. A device manufacturing method, comprising a step of exposing a device pattern on the substrate using the exposure method according to claim 18.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009244407A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Fujifilm Corp | Exposure apparatus and exposure method |
| KR101867648B1 (en) * | 2013-09-10 | 2018-06-15 | 캐논 가부시끼가이샤 | Method of obtaining position, exposure method, and method of manufacturing article |
| CN113805025A (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-17 | 均豪精密工业股份有限公司 | Photoelectric detection system and method for detecting crystal grains |
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| US10031429B2 (en) | 2013-09-10 | 2018-07-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of obtaining position, exposure method, and method of manufacturing article |
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