JPH0541343A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH0541343A JPH0541343A JP3219380A JP21938091A JPH0541343A JP H0541343 A JPH0541343 A JP H0541343A JP 3219380 A JP3219380 A JP 3219380A JP 21938091 A JP21938091 A JP 21938091A JP H0541343 A JPH0541343 A JP H0541343A
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- Japan
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- mark
- wafer
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 基板表面が荒れている場合にも良好な位置検
出精度を達成すると共に、基板上のマーク領域を小さく
(ウェハの有効面積を大きく)抑えることができる位置
検出装置を得ることを目的とする。 【構成】 反射型の指標板20を設け、基板照明用とは
別個の指標マーク用の第2照明系を設けて独自に照明光
を供給し、基板W表面並びに指標板20から戻ってくる
光を撮像素子17,18の被検出面で結像させ、その合
成像から得られる画像信号から位置検出を行うもの。
出精度を達成すると共に、基板上のマーク領域を小さく
(ウェハの有効面積を大きく)抑えることができる位置
検出装置を得ることを目的とする。 【構成】 反射型の指標板20を設け、基板照明用とは
別個の指標マーク用の第2照明系を設けて独自に照明光
を供給し、基板W表面並びに指標板20から戻ってくる
光を撮像素子17,18の被検出面で結像させ、その合
成像から得られる画像信号から位置検出を行うもの。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位置検出装置に関し、
特に半導体ウェハや液晶ディスプレイ用プレート等の基
板をアライメントする際、基板上に形成されたアライメ
ントマークを光電検出する位置検出装置に関するもので
ある。
特に半導体ウェハや液晶ディスプレイ用プレート等の基
板をアライメントする際、基板上に形成されたアライメ
ントマークを光電検出する位置検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、ウェハやプレート等の位置合わせ
(アライメント)においては、それら基板上の所定位置
に形成されたアライメントマークを、顕微鏡対物レンズ
を介して光電検出する方式が一般的であった。この光電
検出方式にも大別して2種類があり、レーザビーム等の
スポットでマークを相対走査し、マークで生じる散乱光
や回折光をフォトマルチプライヤやフォトダイオード等
で受光する光ビーム走査方式と、一様に照明されたマー
クの拡大像をテレビカメラ(ビジコン管やCCD等)で
撮像し、その画像信号を利用する方式とがある。いずれ
の場合にも、得られる光電信号は、波形処理され、マー
クの中心位置が求められる。
(アライメント)においては、それら基板上の所定位置
に形成されたアライメントマークを、顕微鏡対物レンズ
を介して光電検出する方式が一般的であった。この光電
検出方式にも大別して2種類があり、レーザビーム等の
スポットでマークを相対走査し、マークで生じる散乱光
や回折光をフォトマルチプライヤやフォトダイオード等
で受光する光ビーム走査方式と、一様に照明されたマー
クの拡大像をテレビカメラ(ビジコン管やCCD等)で
撮像し、その画像信号を利用する方式とがある。いずれ
の場合にも、得られる光電信号は、波形処理され、マー
クの中心位置が求められる。
【0003】これらのマーク位置を検出する方式として
は、特開昭61−128106号公報、特開昭57−1
42612号公報等に開示された技術が知られている。
これらの従来技術では、主に以下の2つの理由で走査ビ
ーム、又はマーク照明光として単色光を使っている。
投影型露光装置(ステッパー)において、投影光学系を
介してウェハマークを検出する形式では、投影光学系の
大きい色収差を避けるために単一波長の照明光、又はレ
ーザビームを使う。高輝度、高分解能の検出を行うべ
く微小スポットに集光するために単色のレーザビームを
使う。
は、特開昭61−128106号公報、特開昭57−1
42612号公報等に開示された技術が知られている。
これらの従来技術では、主に以下の2つの理由で走査ビ
ーム、又はマーク照明光として単色光を使っている。
投影型露光装置(ステッパー)において、投影光学系を
介してウェハマークを検出する形式では、投影光学系の
大きい色収差を避けるために単一波長の照明光、又はレ
ーザビームを使う。高輝度、高分解能の検出を行うべ
く微小スポットに集光するために単色のレーザビームを
使う。
【0004】このように、単色照明光(又はビーム)を
使うと、比較的S/N比が大きくとれるが、露光装置で
扱うウェハでは、通常ウェハ全面に0.5μm〜2μm
程度の厚みでフォトレジスト層が形成されているため、
ここに干渉縞が生じ、マーク位置検出時に誤検出の原因
になっていた。そこで近年、レジストによる干渉現象を
低減させるために、照明光の多波長化、あるいは広帯域
化が提案されるようになった。
使うと、比較的S/N比が大きくとれるが、露光装置で
扱うウェハでは、通常ウェハ全面に0.5μm〜2μm
程度の厚みでフォトレジスト層が形成されているため、
ここに干渉縞が生じ、マーク位置検出時に誤検出の原因
になっていた。そこで近年、レジストによる干渉現象を
低減させるために、照明光の多波長化、あるいは広帯域
化が提案されるようになった。
【0005】例えば、撮像方式の走査装置において照明
光源にハロゲンランプ等を用いて、その照明光の波長帯
域幅を300nm程度(レジストへの感光域を除く)に
すると、レジストの表面とウェハの表面とで反射した光
同志の干渉性がほとんどなくなり、鮮明な画像検出が可
能になる。従って、撮像方式では照明光を白色化(広帯
域化)するとともに、結像光学系を色消ししておくだけ
で、レジストに影響されない極めて高精度な位置検出装
置が得られることになる。
光源にハロゲンランプ等を用いて、その照明光の波長帯
域幅を300nm程度(レジストへの感光域を除く)に
すると、レジストの表面とウェハの表面とで反射した光
同志の干渉性がほとんどなくなり、鮮明な画像検出が可
能になる。従って、撮像方式では照明光を白色化(広帯
域化)するとともに、結像光学系を色消ししておくだけ
で、レジストに影響されない極めて高精度な位置検出装
置が得られることになる。
【0006】このような装置を備えた投影露光装置の一
例を図12を参照して説明する。この図12に示すよう
に投影露光装置は、ホルダー11に固定されているレチ
クルR上のパターン領域PAを、投影レンズ10を介し
てウェハW(又はガラスプレート)上に投影露光するも
のである。そして、露光の際には、パターン領域PAの
中心とウェハW上のショット領域の中心を重ね合わせ
(アライメント)する必要がある。
例を図12を参照して説明する。この図12に示すよう
に投影露光装置は、ホルダー11に固定されているレチ
クルR上のパターン領域PAを、投影レンズ10を介し
てウェハW(又はガラスプレート)上に投影露光するも
のである。そして、露光の際には、パターン領域PAの
中心とウェハW上のショット領域の中心を重ね合わせ
(アライメント)する必要がある。
【0007】このため、ウェハWはステージ5上に載置
され、ステージ5を2次元的に移動させることによっ
て、レチクルRとウェハWとの重ね合わせを行う。この
ステージ5の移動は、ウェハW上に設けられたウェハマ
ークMXnの基準座標系上での位置を検出し、その位置
情報に基づいて行われる。このウェハマークMXnは、
図13(A)に示すように、それぞれ複数本の線状パタ
ーンを並べたマルチパターンとなっている。これらのマ
ルチパターンは、ウェハW上のショット領域Snのまわ
りに設けられたスクライブラインSCL上に設けられて
いる。
され、ステージ5を2次元的に移動させることによっ
て、レチクルRとウェハWとの重ね合わせを行う。この
ステージ5の移動は、ウェハW上に設けられたウェハマ
ークMXnの基準座標系上での位置を検出し、その位置
情報に基づいて行われる。このウェハマークMXnは、
図13(A)に示すように、それぞれ複数本の線状パタ
ーンを並べたマルチパターンとなっている。これらのマ
ルチパターンは、ウェハW上のショット領域Snのまわ
りに設けられたスクライブラインSCL上に設けられて
いる。
【0008】このウェハマークMXnを検出するのが位
置検出装置の光学系であり、図12ではオフアクシス方
式のアライメント系として簡単に示してある。図12に
おいて、ハロゲンランプ1からの照明光はファイバー2
を透過後、レンズ系3、ハーフミラー4、レンズ7を経
てプリズム9で反射されてウェハWをほぼ垂直に照射す
る。ウェハWからの反射光は、同じ経路を戻ってプリズ
ム9、レンズ7を介してハーフミラー4で反射され、レ
ンズ8によって指標板13上に結像される。この指標板
13には指標マーク30a、30bが形成されている。
この指標マーク30a、30bは、図13(A)に示す
ようにY方向に伸びた直線状パターンがX方向に所定の
間隔で並設された2本のパターンで構成されている。
置検出装置の光学系であり、図12ではオフアクシス方
式のアライメント系として簡単に示してある。図12に
おいて、ハロゲンランプ1からの照明光はファイバー2
を透過後、レンズ系3、ハーフミラー4、レンズ7を経
てプリズム9で反射されてウェハWをほぼ垂直に照射す
る。ウェハWからの反射光は、同じ経路を戻ってプリズ
ム9、レンズ7を介してハーフミラー4で反射され、レ
ンズ8によって指標板13上に結像される。この指標板
13には指標マーク30a、30bが形成されている。
この指標マーク30a、30bは、図13(A)に示す
ようにY方向に伸びた直線状パターンがX方向に所定の
間隔で並設された2本のパターンで構成されている。
【0009】この指標板13は、レンズ7とレンズ系8
によってウェハWとほぼ共役に配置されている。従っ
て、ウェハW上のウェハマークMXnの像は、指標板1
3上に結像され、リレー系14、15、ミラー16を介
してこのウェハマークMXnの像と指標マーク30a、
30bの像とが、CCDカメラ等の撮像素子17に結像
する。そして撮像素子17からの画像信号に基づいて、
指標板13上の指標マーク30a、30bとウェハマー
クMXnとの位置関係(位置ずれ)を主制御系100が
検出する。指標マークを用いるのは、撮像素子17によ
る画像のスキャン開始位置がドリフトする為である。な
お、ここでは図示していないが、レンズ系3内のウェハ
Wとほぼ共役な位置に照明視野絞りが設けられており、
この視野絞りはウェハW上での照明領域を規定する。
によってウェハWとほぼ共役に配置されている。従っ
て、ウェハW上のウェハマークMXnの像は、指標板1
3上に結像され、リレー系14、15、ミラー16を介
してこのウェハマークMXnの像と指標マーク30a、
30bの像とが、CCDカメラ等の撮像素子17に結像
する。そして撮像素子17からの画像信号に基づいて、
指標板13上の指標マーク30a、30bとウェハマー
クMXnとの位置関係(位置ずれ)を主制御系100が
検出する。指標マークを用いるのは、撮像素子17によ
る画像のスキャン開始位置がドリフトする為である。な
お、ここでは図示していないが、レンズ系3内のウェハ
Wとほぼ共役な位置に照明視野絞りが設けられており、
この視野絞りはウェハW上での照明領域を規定する。
【0010】ここで、撮像素子17で観察されるこの照
明領域に相当する部分の様子を図13(A)に示す。ウ
ェハW上の照明領域は、ウェハマークMXnに対応する
領域SA2とウェハマークMXn近傍での指標板13上
の指標マーク30a、30bに実質的に対応する領域S
A1、SA3とで構成されている。この領域SA1、S
A3にまで広げてこの照明領域を規定しているのは、こ
の領域SA1、SA3のウェハからの戻り光を利用して
指標板13上のマーク30a、30bを透過照明してい
るからである。
明領域に相当する部分の様子を図13(A)に示す。ウ
ェハW上の照明領域は、ウェハマークMXnに対応する
領域SA2とウェハマークMXn近傍での指標板13上
の指標マーク30a、30bに実質的に対応する領域S
A1、SA3とで構成されている。この領域SA1、S
A3にまで広げてこの照明領域を規定しているのは、こ
の領域SA1、SA3のウェハからの戻り光を利用して
指標板13上のマーク30a、30bを透過照明してい
るからである。
【0011】従って、指標マーク30a、30bを照明
する光に他のマークや回路パターンからのノイズ成分が
混入しないように、領域SA1、SA3は回路パターン
もマークも形成されていない領域となっており、通常は
鏡面状に加工されている。以下領域SA1、SA3のよ
うな回路パターンもマークも形成されていない領域を禁
止帯と呼ぶことにする。
する光に他のマークや回路パターンからのノイズ成分が
混入しないように、領域SA1、SA3は回路パターン
もマークも形成されていない領域となっており、通常は
鏡面状に加工されている。以下領域SA1、SA3のよ
うな回路パターンもマークも形成されていない領域を禁
止帯と呼ぶことにする。
【0012】次に、このときのウェハアライメントマー
クMXn、指標マーク30a、30bに対応する撮像素
子17からのビデオ信号を、図13(B)に示す。ここ
で、縦軸はビデオ信号の強度を表し、横軸はステージ5
の走査位置を表している。図13(B)に示すように、
撮像素子17からのビデオ信号は、指標マーク30a、
30b位置やウェハマークMXnのエッジに対応する位
置(画素位置)でボトムとなる信号波形となる。また、
Y方向にもウェハアライメントマーク,指標マークが設
けられているものとし、撮像素子18はY方向のマーク
を検出する。
クMXn、指標マーク30a、30bに対応する撮像素
子17からのビデオ信号を、図13(B)に示す。ここ
で、縦軸はビデオ信号の強度を表し、横軸はステージ5
の走査位置を表している。図13(B)に示すように、
撮像素子17からのビデオ信号は、指標マーク30a、
30b位置やウェハマークMXnのエッジに対応する位
置(画素位置)でボトムとなる信号波形となる。また、
Y方向にもウェハアライメントマーク,指標マークが設
けられているものとし、撮像素子18はY方向のマーク
を検出する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、指標板13上の指標マーク30a,30b
の照明光にウェハ表面からの戻り光を用いている。この
ため、フレア等によりウェハW上の表面が荒れている
と、指標マーク30a,30bからの検出光にウェハ表
面の荒れによるノイズ成分を含むこととなる。例えば、
図14に示すように、指標マーク30a,30bに対応
する撮像素子17からのビデオ信号成分にノイズ成分が
混入すると、検出信号からの指標マーク30a,30b
の判断が難しく、正確な位置検出ができない場合があ
る。
においては、指標板13上の指標マーク30a,30b
の照明光にウェハ表面からの戻り光を用いている。この
ため、フレア等によりウェハW上の表面が荒れている
と、指標マーク30a,30bからの検出光にウェハ表
面の荒れによるノイズ成分を含むこととなる。例えば、
図14に示すように、指標マーク30a,30bに対応
する撮像素子17からのビデオ信号成分にノイズ成分が
混入すると、検出信号からの指標マーク30a,30b
の判断が難しく、正確な位置検出ができない場合があ
る。
【0014】ここで、ウェハマークMXnはマルチパタ
ーンにより構成されているので、マークMXnに対応す
る信号は、平均化処理を行うことで検出精度の劣化を抑
えることができる。しかしながら、ウェハW上における
指標マーク30a,30bに対応する禁止帯(SA1、
SA3)は、ウェハW上の有効利用面積を制限するた
め、できるだけ小さくしたいという制約がある。このた
め、指標マークをあまり多くのパターンから構成させる
ことができず、その結果、平均化効果が小さくなり指標
マーク30a,30bに対応する信号波形部分は、ウェ
ハ表面の光学特性の影響をうけて、ノイズ成分に埋もれ
てしまうことがある。この結果、指標マーク30a,3
0bの検出精度が劣化することより、ウェハマークMX
nの位置検出精度が劣化するという問題点があった。
ーンにより構成されているので、マークMXnに対応す
る信号は、平均化処理を行うことで検出精度の劣化を抑
えることができる。しかしながら、ウェハW上における
指標マーク30a,30bに対応する禁止帯(SA1、
SA3)は、ウェハW上の有効利用面積を制限するた
め、できるだけ小さくしたいという制約がある。このた
め、指標マークをあまり多くのパターンから構成させる
ことができず、その結果、平均化効果が小さくなり指標
マーク30a,30bに対応する信号波形部分は、ウェ
ハ表面の光学特性の影響をうけて、ノイズ成分に埋もれ
てしまうことがある。この結果、指標マーク30a,3
0bの検出精度が劣化することより、ウェハマークMX
nの位置検出精度が劣化するという問題点があった。
【0015】また、ウェハ上のウェハマークMXn近傍
を指標マークに対応した禁止帯にしなければならないの
で、ウェハ上のマーク領域SA(ウェハマークMXn+
禁止帯)が必然的に大きくなる(ウェハの有効利用面積
が小さくなる)という不都合があった。
を指標マークに対応した禁止帯にしなければならないの
で、ウェハ上のマーク領域SA(ウェハマークMXn+
禁止帯)が必然的に大きくなる(ウェハの有効利用面積
が小さくなる)という不都合があった。
【0016】本発明は、このような従来の問題点を鑑み
てなされたもので、ウェハ表面が荒れている場合にも良
好な位置検出精度を達成することと、ウェハ上のマーク
領域を小さく(ウェハの有効面積を大きく)することを
目的とする。
てなされたもので、ウェハ表面が荒れている場合にも良
好な位置検出精度を達成することと、ウェハ上のマーク
領域を小さく(ウェハの有効面積を大きく)することを
目的とする。
【0017】
【課題を解決する為の手段】上記目的達成のため本発明
では、位置検出すべき基板上に形成された第1マークを
対物光学系を介して撮像素子で検出し、該撮像素子から
の画像信号に基づいて前記マーク位置を検出する装置に
おいて、前記対物光学系に関して前記基板とほぼ共役な
位置に配置され、所定形状の第2マークが設けられた反
射型の指標板と、前記基板上の第1マークを含む局所領
域を前記対物光学系を介して照明する第1照明系と、前
記指標板上の第2マークを含む領域を照明する第2照明
系と、該第2照明系による照明により前記指標板で反射
する光を前記撮像素子に導き、前記撮像素子の被検出面
上の前記第1マークの像が形成される領域以外の領域
に、前記第2マークの像を結像させる結像光学系とを備
え、前記撮像素子における前記第2マークと前記第1マ
ークとの合成像に対応した画像信号に基づいて位置検出
を行うことを特徴とする位置検出装置を提供する。
では、位置検出すべき基板上に形成された第1マークを
対物光学系を介して撮像素子で検出し、該撮像素子から
の画像信号に基づいて前記マーク位置を検出する装置に
おいて、前記対物光学系に関して前記基板とほぼ共役な
位置に配置され、所定形状の第2マークが設けられた反
射型の指標板と、前記基板上の第1マークを含む局所領
域を前記対物光学系を介して照明する第1照明系と、前
記指標板上の第2マークを含む領域を照明する第2照明
系と、該第2照明系による照明により前記指標板で反射
する光を前記撮像素子に導き、前記撮像素子の被検出面
上の前記第1マークの像が形成される領域以外の領域
に、前記第2マークの像を結像させる結像光学系とを備
え、前記撮像素子における前記第2マークと前記第1マ
ークとの合成像に対応した画像信号に基づいて位置検出
を行うことを特徴とする位置検出装置を提供する。
【0018】
【作 用】本発明は上記のように、反射型の指標板を設
け、指標板に形成された第2(指標)マークの照明に、
基板表面からの反射光を用いずに、指標マーク用の第2
照明系を設けて独自に照明光を供給する構成としている
ため、基板表面の荒れ等の影響を受けないものとなって
いる。
け、指標板に形成された第2(指標)マークの照明に、
基板表面からの反射光を用いずに、指標マーク用の第2
照明系を設けて独自に照明光を供給する構成としている
ため、基板表面の荒れ等の影響を受けないものとなって
いる。
【0019】また、結像光学系では、基板表面から戻っ
てくる光を、例えば絞り等によって一定領域(第1マー
クを含む)に制限し、指標板から戻ってくる光を第2マ
ークを含む一定領域に制限すると共に、かつ第1マーク
からの戻り光を妨げない領域に規定する。ここで、基板
からの戻り光による結像位置は撮像素子の被検出面であ
り、反射型の指標板は基板と共役であるため、第1マー
クと第2マークとからの戻り光の光路を合成することに
より、その光路上の同じ位置に合成像が形成される。こ
のため、被検出面上に結像された合成像から相対位置が
検出され、この基板(の第1マーク)の位置検出が行わ
れる。
てくる光を、例えば絞り等によって一定領域(第1マー
クを含む)に制限し、指標板から戻ってくる光を第2マ
ークを含む一定領域に制限すると共に、かつ第1マーク
からの戻り光を妨げない領域に規定する。ここで、基板
からの戻り光による結像位置は撮像素子の被検出面であ
り、反射型の指標板は基板と共役であるため、第1マー
クと第2マークとからの戻り光の光路を合成することに
より、その光路上の同じ位置に合成像が形成される。こ
のため、被検出面上に結像された合成像から相対位置が
検出され、この基板(の第1マーク)の位置検出が行わ
れる。
【0020】尚、指標マーク用の第2照明系は、第1照
明系とは別個独自に構成されたものでも良いが、基板の
第1マークを照明するための光源から射出された照明光
を、その光路中で分離することで第1照明系と第2照明
系とを構成し、この照明光を直接用いる構成としてもよ
い。この場合、反射型の指標板を基板からの戻り光の光
路上にない位置に設け、基板への照明光の光路上に設け
たハーフミラー等を使うことで、単一の光源で反射型指
標板をも照明できるものとなる。
明系とは別個独自に構成されたものでも良いが、基板の
第1マークを照明するための光源から射出された照明光
を、その光路中で分離することで第1照明系と第2照明
系とを構成し、この照明光を直接用いる構成としてもよ
い。この場合、反射型の指標板を基板からの戻り光の光
路上にない位置に設け、基板への照明光の光路上に設け
たハーフミラー等を使うことで、単一の光源で反射型指
標板をも照明できるものとなる。
【0021】
【実施例】次に、本発明の一実施例に係る位置検出装置
を備えた投影露光装置の構成を図1を参照にして説明す
る。図1において、レチクルR上のパターン領域PAの
像は、投影レンズ10を介してウェハW上(のショット
領域)に結像投影される。ウェハWは、X,Y方向にス
テップアンドリピート方式で移動するステージ5上に載
置され、ステージ5の座標位置はレーザ干渉計IFX,
IFYで計測される。レチクルRは、パターン領域PA
の両脇に設けられたレチクルアライメントマークRM
1,RM2を、レチクルアライメント顕微鏡RA1,R
A2に対して位置決めすることで、装置(投影レンズ1
0の光軸AX)に対してアライメントされる。
を備えた投影露光装置の構成を図1を参照にして説明す
る。図1において、レチクルR上のパターン領域PAの
像は、投影レンズ10を介してウェハW上(のショット
領域)に結像投影される。ウェハWは、X,Y方向にス
テップアンドリピート方式で移動するステージ5上に載
置され、ステージ5の座標位置はレーザ干渉計IFX,
IFYで計測される。レチクルRは、パターン領域PA
の両脇に設けられたレチクルアライメントマークRM
1,RM2を、レチクルアライメント顕微鏡RA1,R
A2に対して位置決めすることで、装置(投影レンズ1
0の光軸AX)に対してアライメントされる。
【0022】さて、本実施例による装置は、ここではウ
ェハW上のウェハマークMXn,MYnをオフ・アクシ
ス方式で検出するウェハアライメントセンサーに対して
適用される。このウェハアライメントセンサーは、投影
レンズ10の下部直近に配置されたプリズム状のミラー
9、対物レンズ7、リレーレンズ19,21、絞り2
5、ハーフミラー4、レンズ系26、回転偏光板28、
反射型共役指標板20、結像レンズ15、ハーフミラー
16及びCCD2次元撮像素子17,18等によって構
成される。
ェハW上のウェハマークMXn,MYnをオフ・アクシ
ス方式で検出するウェハアライメントセンサーに対して
適用される。このウェハアライメントセンサーは、投影
レンズ10の下部直近に配置されたプリズム状のミラー
9、対物レンズ7、リレーレンズ19,21、絞り2
5、ハーフミラー4、レンズ系26、回転偏光板28、
反射型共役指標板20、結像レンズ15、ハーフミラー
16及びCCD2次元撮像素子17,18等によって構
成される。
【0023】さらに、照明光学系は、ハロゲンランプ、
光輝度多色LED等の白色光源で構成される光源1と、
この光源1からの広帯波長の光(ただし、ウェハWの感
光域はカットされている。)を導く光ファイバ2、コン
デンサレンズ3、照明視野絞りGA、全反射ミラーG
B、レンズ系GC等で構成されている。ここで、光源1
からの照明光はハーフミラー4で分割されてウェハW並
びに反射型指標板20に導かれると共に、これらからの
戻り光(反射光)もハーフミラー4で同一光路上に合成
されて撮像素子17,18等に導かれる。従って、ウェ
ハW(のウェハマーク)並びに反射型指標板20(の指
標マーク)を照明する個々の照明光は、ハーフミラー4
で分割された後は各々独自の照明光であり、他方の影響
を受けることはない。
光輝度多色LED等の白色光源で構成される光源1と、
この光源1からの広帯波長の光(ただし、ウェハWの感
光域はカットされている。)を導く光ファイバ2、コン
デンサレンズ3、照明視野絞りGA、全反射ミラーG
B、レンズ系GC等で構成されている。ここで、光源1
からの照明光はハーフミラー4で分割されてウェハW並
びに反射型指標板20に導かれると共に、これらからの
戻り光(反射光)もハーフミラー4で同一光路上に合成
されて撮像素子17,18等に導かれる。従って、ウェ
ハW(のウェハマーク)並びに反射型指標板20(の指
標マーク)を照明する個々の照明光は、ハーフミラー4
で分割された後は各々独自の照明光であり、他方の影響
を受けることはない。
【0024】以上の構成において、反射型指標板20、
絞り25、及びCCD17,18の撮像面の各々は、ウ
ェハWと略共役に配置されている。ここで、図2に示す
ように反射型指標板20には、23a,23b,23
c,23dのような形状にクロム面が形成されており、
その中に指標マーク22a,22b,22c,22dが
クロム未蒸着マークとして形成されている。そして、C
CD17,18では、ウェハW上のウェハマークMX
n,MYnの像と指標板20上の指標マーク22a〜2
2dの像とを同時に撮像する。
絞り25、及びCCD17,18の撮像面の各々は、ウ
ェハWと略共役に配置されている。ここで、図2に示す
ように反射型指標板20には、23a,23b,23
c,23dのような形状にクロム面が形成されており、
その中に指標マーク22a,22b,22c,22dが
クロム未蒸着マークとして形成されている。そして、C
CD17,18では、ウェハW上のウェハマークMX
n,MYnの像と指標板20上の指標マーク22a〜2
2dの像とを同時に撮像する。
【0025】また、照明光学系の光ファイバー2の射出
端面は、2次光源像として対物レンズ7とレンズ系GC
との間の瞳面(開口絞り位置)にリレーされ、ウェハW
に対してケーラー照明を行う。更に、視野絞りGAは、
対物レンズ7とレンズ系GCとの合成系によってウェハ
Wと共役になっており、視野絞りGAのアパーチャ像が
ウェハW上に投影されることになる。尚、本実施例で
は、少なくとも対物レンズ7、結像レンズ15の夫々に
対して色消しがなされており、色収差による結像特性の
劣化を押さえている。
端面は、2次光源像として対物レンズ7とレンズ系GC
との間の瞳面(開口絞り位置)にリレーされ、ウェハW
に対してケーラー照明を行う。更に、視野絞りGAは、
対物レンズ7とレンズ系GCとの合成系によってウェハ
Wと共役になっており、視野絞りGAのアパーチャ像が
ウェハW上に投影されることになる。尚、本実施例で
は、少なくとも対物レンズ7、結像レンズ15の夫々に
対して色消しがなされており、色収差による結像特性の
劣化を押さえている。
【0026】さて、ウェハW(のウェハマークMXn,
MYn)からの戻り光は、同じ光路を戻ってハーフミラ
ー4で反射された後、ハーフミラー16によってX軸ア
ライメント用のCCD17とY軸アライメント用のCC
D18上に再投影される。従って、ウェハマークMX
n、MYnのマーク像は、それぞれCCD17,18上
に投影される。ただし、CCD17と18とは水平走査
線方向が互いに90°になるように設定されているもの
とする。
MYn)からの戻り光は、同じ光路を戻ってハーフミラ
ー4で反射された後、ハーフミラー16によってX軸ア
ライメント用のCCD17とY軸アライメント用のCC
D18上に再投影される。従って、ウェハマークMX
n、MYnのマーク像は、それぞれCCD17,18上
に投影される。ただし、CCD17と18とは水平走査
線方向が互いに90°になるように設定されているもの
とする。
【0027】前述のマーク検出の為の光学系は、深度を
深くする為と、信号波形の処理が楽になる様にCCD1
7までの光学系の開口数(N.A.)を小さくしてある。
また、ウェハWの荒れ部分の影響を小さくするために、
つまり、グレイン等によるウェハ表面荒れ部分からのノ
イズ信号成分を小さくし、マークエッジ部分からの信号
を良好に検出するために、照明系のσ値を大きくしてい
る。このσ値は、0.8〜1.0程度が望ましく、マー
クの段差やマーク形状、或いはウェハ表面の荒れ具合に
応じて可変としてもよい。
深くする為と、信号波形の処理が楽になる様にCCD1
7までの光学系の開口数(N.A.)を小さくしてある。
また、ウェハWの荒れ部分の影響を小さくするために、
つまり、グレイン等によるウェハ表面荒れ部分からのノ
イズ信号成分を小さくし、マークエッジ部分からの信号
を良好に検出するために、照明系のσ値を大きくしてい
る。このσ値は、0.8〜1.0程度が望ましく、マー
クの段差やマーク形状、或いはウェハ表面の荒れ具合に
応じて可変としてもよい。
【0028】一例として低段差マークを検出する場合に
ついて説明する。この場合、σ値が大きすぎるとマーク
そのものも良好に検出できなくなってしまう。このた
め、例えばσ値を0.8程度に調整して、ウェハ表面荒
れ部分からのノイズ成分を小さくするとともに低段差マ
ークに対しても良好にマークを検出できるようにすれば
よい。尚、σ値の可変幅は0.8〜1.0に限定される
ものではなく、マークやウェハの荒れの状態により定め
られる。
ついて説明する。この場合、σ値が大きすぎるとマーク
そのものも良好に検出できなくなってしまう。このた
め、例えばσ値を0.8程度に調整して、ウェハ表面荒
れ部分からのノイズ成分を小さくするとともに低段差マ
ークに対しても良好にマークを検出できるようにすれば
よい。尚、σ値の可変幅は0.8〜1.0に限定される
ものではなく、マークやウェハの荒れの状態により定め
られる。
【0029】また、本実施例の装置では、ステージ5上
に基準マークFMが設けられ、ウェハアライメントセン
サー内の指標板20上の指標マークのウェハWへの投影
点と、レチクルR上のレチクルアライメントマークRM
1,RM2の投影点との間の距離 (ベースライン) を計
測するのに使われる。さらに、主制御系100は、装置
全体を統括的に制御しており、ステージ5の制御はステ
ージコントローラ52を介して行われる。
に基準マークFMが設けられ、ウェハアライメントセン
サー内の指標板20上の指標マークのウェハWへの投影
点と、レチクルR上のレチクルアライメントマークRM
1,RM2の投影点との間の距離 (ベースライン) を計
測するのに使われる。さらに、主制御系100は、装置
全体を統括的に制御しており、ステージ5の制御はステ
ージコントローラ52を介して行われる。
【0030】次に、図3を参照して、CCD17,18
からのビデオ信号の処理回路について説明する。CCD
17,18は、2次元撮像素子であり、水平走査方向と
垂直走査方向とに画素(ピクセル)が配列されるが、本
実施例のCCD17,18では、ウェハW上のマークの
エッジを横切る方向を水平走査方向に一致させるものと
する。
からのビデオ信号の処理回路について説明する。CCD
17,18は、2次元撮像素子であり、水平走査方向と
垂直走査方向とに画素(ピクセル)が配列されるが、本
実施例のCCD17,18では、ウェハW上のマークの
エッジを横切る方向を水平走査方向に一致させるものと
する。
【0031】さて、CCD17,18からは、水平同期
信号と垂直同期信号とが混合したコンポジットビデオ信
号が得られる。このビデオ信号は、周波数フィルターや
AGC等の前処理回路40を介してアナログ−デジタル
変換器(ADC)42に送られる。一方、CCD17,
18からのビデオ信号は、同期信号分離回路やクロック
発生回路等を含む制御回路44にも送られる。この制御
回路44は、CCD17,18の水平同期信号に基づい
て、1画素の電気走査(読み出し走査)あたり1つのク
ロックパルスとなるようなクロック信号CLを出力す
る。このクロック信号SCLは、CCD17,18の電
気的走査が1フレーム中でのサンプリング範囲(水平走
査線の垂直方向の本数)になったか否かを検出する比較
部46と、ADC42の出力データを記憶するためのメ
モリ(RAM)43に対してアドレス値を出力するアド
レスカウンタ48とに送られる。従って、RAM43内
には、CCD17,18の所定の水平走査線から指定さ
れた本数分だけのデジタル波形データが記憶される。R
AM43内の波形データは、プロセッサー50によって
管理されるアドレスバスA−BUSとデータバスD−B
USとによってプロセッサー50に読み込まれ、所定の
波形処理演算が行われる。以上により主制御系100が
構成される。そして、プロセッサー50のアドレスバス
A−BUSとデータバスD−BUSには、ステージ5を
制御するためのステージコントローラ52がつながれ、
このコントローラ52は干渉計IFX,IFYの座標計
測値を入力してステージSTの駆動モータ54を制御す
る。
信号と垂直同期信号とが混合したコンポジットビデオ信
号が得られる。このビデオ信号は、周波数フィルターや
AGC等の前処理回路40を介してアナログ−デジタル
変換器(ADC)42に送られる。一方、CCD17,
18からのビデオ信号は、同期信号分離回路やクロック
発生回路等を含む制御回路44にも送られる。この制御
回路44は、CCD17,18の水平同期信号に基づい
て、1画素の電気走査(読み出し走査)あたり1つのク
ロックパルスとなるようなクロック信号CLを出力す
る。このクロック信号SCLは、CCD17,18の電
気的走査が1フレーム中でのサンプリング範囲(水平走
査線の垂直方向の本数)になったか否かを検出する比較
部46と、ADC42の出力データを記憶するためのメ
モリ(RAM)43に対してアドレス値を出力するアド
レスカウンタ48とに送られる。従って、RAM43内
には、CCD17,18の所定の水平走査線から指定さ
れた本数分だけのデジタル波形データが記憶される。R
AM43内の波形データは、プロセッサー50によって
管理されるアドレスバスA−BUSとデータバスD−B
USとによってプロセッサー50に読み込まれ、所定の
波形処理演算が行われる。以上により主制御系100が
構成される。そして、プロセッサー50のアドレスバス
A−BUSとデータバスD−BUSには、ステージ5を
制御するためのステージコントローラ52がつながれ、
このコントローラ52は干渉計IFX,IFYの座標計
測値を入力してステージSTの駆動モータ54を制御す
る。
【0032】図1に示したマーク位置検出手段としての
主制御系100は、図3に示した部材40〜50を含む
ものであり、図1の符号WSCはコントローラ52への
制御信号を表し、これは図3のA−BUS、D−BUS
に対応している。また、図1中の符号RSCは、不図示
のレチクルステージをコントロールするためのバスライ
ンを表している。
主制御系100は、図3に示した部材40〜50を含む
ものであり、図1の符号WSCはコントローラ52への
制御信号を表し、これは図3のA−BUS、D−BUS
に対応している。また、図1中の符号RSCは、不図示
のレチクルステージをコントロールするためのバスライ
ンを表している。
【0033】さて、図4はウェハW上の1つのショット
領域Snと、ウェハ上のアライメントマークMXn、M
Ynとの関係を示す図で、1つのショット領域Snの4
辺はスクライブラインSCLで囲まれ、スクライブライ
ンSCLの直交する2辺の夫々の中心部分にマークMX
n、MYnが形成されている。ここで、SCはショット
領域Snの中心点で、露光時には投影レンズPLの光軸
AXが通る。そして、マークMXn、MYnの夫々は、
中心SCを原点にX方向、Y方向の夫々に伸びた線C
X、CY上に位置する。
領域Snと、ウェハ上のアライメントマークMXn、M
Ynとの関係を示す図で、1つのショット領域Snの4
辺はスクライブラインSCLで囲まれ、スクライブライ
ンSCLの直交する2辺の夫々の中心部分にマークMX
n、MYnが形成されている。ここで、SCはショット
領域Snの中心点で、露光時には投影レンズPLの光軸
AXが通る。そして、マークMXn、MYnの夫々は、
中心SCを原点にX方向、Y方向の夫々に伸びた線C
X、CY上に位置する。
【0034】上記のように形成されたマークMXnは、
X方向の位置検出に使われ、このマークMXnはY方向
に伸びた5本の線状パターンP1、P2、P3、P4、
P5がX方向にほぼ一定のピッチP(デューティ1:
1)で配列された格子状のマルチパターンである。さら
に、マークMYnについても同様で、X方向に伸びた線
状パターンがY方向にほぼ一定のピッチPで配列された
格子状のマルチパターンである。
X方向の位置検出に使われ、このマークMXnはY方向
に伸びた5本の線状パターンP1、P2、P3、P4、
P5がX方向にほぼ一定のピッチP(デューティ1:
1)で配列された格子状のマルチパターンである。さら
に、マークMYnについても同様で、X方向に伸びた線
状パターンがY方向にほぼ一定のピッチPで配列された
格子状のマルチパターンである。
【0035】次に、図2の反射型共役指標板20につい
て詳しく説明する。指標板20はガラス等の光透過性部
材からなる平板であって、クロム面23a〜23dを有
している。クロム面23a〜23dは、ガラス面上にク
ロム等を蒸着して作ったものであり、それぞれの中に、
3本の細線をクロム未蒸着部で形成し、指標マーク22
a〜dとしている。ここで、指標マーク22aと22b
はX方向に並設され、22cと22dはY方向に並設さ
れている。そして、X方向のアライメントの際には、2
つの指標マーク22a,22bの間にマークMXnを挟
み込んだ状態で位置検出が行われ、同様にY方向のアラ
イメントの際には、2つの指標マークMYnを挟み込ん
だ後に位置検出が行われる。
て詳しく説明する。指標板20はガラス等の光透過性部
材からなる平板であって、クロム面23a〜23dを有
している。クロム面23a〜23dは、ガラス面上にク
ロム等を蒸着して作ったものであり、それぞれの中に、
3本の細線をクロム未蒸着部で形成し、指標マーク22
a〜dとしている。ここで、指標マーク22aと22b
はX方向に並設され、22cと22dはY方向に並設さ
れている。そして、X方向のアライメントの際には、2
つの指標マーク22a,22bの間にマークMXnを挟
み込んだ状態で位置検出が行われ、同様にY方向のアラ
イメントの際には、2つの指標マークMYnを挟み込ん
だ後に位置検出が行われる。
【0036】この指標板20では、ハロゲンランプ等の
光源1からの照明光が、クロム面23a〜23dで反射
されるので、指標22a〜22dの画像信号をこの反射
光から得ることとなり、ウェハWからの戻り光を使う必
要がない。また、回転偏光板28によって指標板20へ
の照明光量を適切に調整可能となっている。そして、絞
り25を通過したウェハWからの戻り光と反射型指標板
20からの戻り光とは、ハーフミラー4、レンズ15を
経てハーフミラー16によってX軸アライメント用のD
DC17とY軸アライメント用のCCD18上に再投影
される。
光源1からの照明光が、クロム面23a〜23dで反射
されるので、指標22a〜22dの画像信号をこの反射
光から得ることとなり、ウェハWからの戻り光を使う必
要がない。また、回転偏光板28によって指標板20へ
の照明光量を適切に調整可能となっている。そして、絞
り25を通過したウェハWからの戻り光と反射型指標板
20からの戻り光とは、ハーフミラー4、レンズ15を
経てハーフミラー16によってX軸アライメント用のD
DC17とY軸アライメント用のCCD18上に再投影
される。
【0037】従って、指標マーク22a〜22dのマー
ク像は、それぞれCCD17,18上に投影される。な
お、クロム面23a〜23dは照明光を反射するもので
あればよく、クロムで形成されているものに限らない。
また、絞り25は、指標22a〜22d及びクロム面2
3a〜23dに相対する部分の照明光のみ選択し、その
他の部分を吸収遮光する絞りとする。
ク像は、それぞれCCD17,18上に投影される。な
お、クロム面23a〜23dは照明光を反射するもので
あればよく、クロムで形成されているものに限らない。
また、絞り25は、指標22a〜22d及びクロム面2
3a〜23dに相対する部分の照明光のみ選択し、その
他の部分を吸収遮光する絞りとする。
【0038】こうして得られるビデオ信号波形の一例を
図5に示す。図5(A)は、指標マーク22a,22b
にウェハマークMXnを挟み込んだ様子を示し、ウェハ
マークMXnの中心Xmと指標マーク22a,22bの
中心Xcとがわずかにずれている状態を仮定している。
図5(B)は、そのときの画像信号の波形を示す。ここ
で、縦軸はビデオ信号強度を表し、横軸はステージの走
査位置を表す。
図5に示す。図5(A)は、指標マーク22a,22b
にウェハマークMXnを挟み込んだ様子を示し、ウェハ
マークMXnの中心Xmと指標マーク22a,22bの
中心Xcとがわずかにずれている状態を仮定している。
図5(B)は、そのときの画像信号の波形を示す。ここ
で、縦軸はビデオ信号強度を表し、横軸はステージの走
査位置を表す。
【0039】この状態で、ずれ量ΔXを算出するのが主
制御系100である。この際、図5(A)に示すよう
に、検出すべきマークMXnを指標板13の指標マーク
22a,22bの間に位置決めし、そのときのウェハス
テージ5の精密な位置XAの情報を主制御系100内の
RAM43に記憶しておく。
制御系100である。この際、図5(A)に示すよう
に、検出すべきマークMXnを指標板13の指標マーク
22a,22bの間に位置決めし、そのときのウェハス
テージ5の精密な位置XAの情報を主制御系100内の
RAM43に記憶しておく。
【0040】さて、CCD17では、マークMXnの5
本の線状パターンP1〜P5と指標マーク22a,22
bとの像を走査線SLに沿って電気的に走査する。そし
て、図5(B)に示すように、CCD17の水平走査線
SLに沿って得られるビデオ信号波形は、広帯域照明光
を使ってレジスト層での干渉現象を低減させているた
め、パターンP1〜P5の各エッジ位置でのみボトム
(極小値)になる。
本の線状パターンP1〜P5と指標マーク22a,22
bとの像を走査線SLに沿って電気的に走査する。そし
て、図5(B)に示すように、CCD17の水平走査線
SLに沿って得られるビデオ信号波形は、広帯域照明光
を使ってレジスト層での干渉現象を低減させているた
め、パターンP1〜P5の各エッジ位置でのみボトム
(極小値)になる。
【0041】図5(B)で、指標マーク22a,22b
はそれぞれ微細な3本のバーマークであるため、そのバ
ーマーク1本について1つのボトム波形になる。このた
め、ウェハマークMXn(マルチパターンP1〜P5)
の各エッジ位置で、計10個のボトム波形が得られる。
はそれぞれ微細な3本のバーマークであるため、そのバ
ーマーク1本について1つのボトム波形になる。このた
め、ウェハマークMXn(マルチパターンP1〜P5)
の各エッジ位置で、計10個のボトム波形が得られる。
【0042】ここで、プロセッサ50は、このような原
信号波形をRAM43内に一時的に取り込む。このとき
プロセッサ50は、例えば1本の走査線だけではS/N
比の点で不利なので、前述の如くビデオサンプリング領
域VSAx内に入る複数の水平走査線によって得られる
画像信号のレベルを、水平方向の各画素毎に加算平均し
て平均波形データを作る。さらに、プロセッサ50では
この平均波形データにスムージング処理を施す。このス
ムージングは、平均波形データを数値フィルターを通す
ことによって行われる。
信号波形をRAM43内に一時的に取り込む。このとき
プロセッサ50は、例えば1本の走査線だけではS/N
比の点で不利なので、前述の如くビデオサンプリング領
域VSAx内に入る複数の水平走査線によって得られる
画像信号のレベルを、水平方向の各画素毎に加算平均し
て平均波形データを作る。さらに、プロセッサ50では
この平均波形データにスムージング処理を施す。このス
ムージングは、平均波形データを数値フィルターを通す
ことによって行われる。
【0043】次に、プロセッサ50では、この平均波形
データを適当なスライスレベルで画素単位に2値化し、
2値化波形の走査方向(X方向)の中心から、指標マー
ク22a,22bの中心位置Xc、及びマークMXn
(パターンP1〜P5)のX方向の中心位置Xmを計算
する。ここで、スライスレベルは各エッジに対応する信
号部分ごとに求められ、波形処理上の各サンプリングポ
イントは、CCDカメラの水平画素番地に対応している
とともに、RAM43のアドレスとも一義的に対応して
いる。
データを適当なスライスレベルで画素単位に2値化し、
2値化波形の走査方向(X方向)の中心から、指標マー
ク22a,22bの中心位置Xc、及びマークMXn
(パターンP1〜P5)のX方向の中心位置Xmを計算
する。ここで、スライスレベルは各エッジに対応する信
号部分ごとに求められ、波形処理上の各サンプリングポ
イントは、CCDカメラの水平画素番地に対応している
とともに、RAM43のアドレスとも一義的に対応して
いる。
【0044】この際、指標板20の指標マーク22a〜
22dは、ウェハWからの戻り光とは無関係に照明され
ているので、指標マーク22a,22bに対する信号波
形は常に安定して良好なもの(コントラストが一定)と
なる。このため、高精度に指標マーク位置を検出するこ
とが可能となる。また、ウェハマークMXnからの信号
については、ウェハWの表面荒れによるノイズ成分の影
響を平均化処理により低減させている。ここで、指標マ
ーク22a〜22dは、ウェハW上に禁止帯等を設ける
必要がなく存在する為、個々の本数を増やすことも可能
であり、指標マークの検出に際しても平均化処理を行う
ことで検出精度の向上を図ることが可能である。
22dは、ウェハWからの戻り光とは無関係に照明され
ているので、指標マーク22a,22bに対する信号波
形は常に安定して良好なもの(コントラストが一定)と
なる。このため、高精度に指標マーク位置を検出するこ
とが可能となる。また、ウェハマークMXnからの信号
については、ウェハWの表面荒れによるノイズ成分の影
響を平均化処理により低減させている。ここで、指標マ
ーク22a〜22dは、ウェハW上に禁止帯等を設ける
必要がなく存在する為、個々の本数を増やすことも可能
であり、指標マークの検出に際しても平均化処理を行う
ことで検出精度の向上を図ることが可能である。
【0045】そして、プロセッサ50は、位置Xcと位
置Xmとの差ΔX=Xc−Xmを算出し、前述のウェハ
ステージが位置決めされたときの位置XAと差ΔXとを
加えた値をマーク位置情報(アライメント情報)として
算出する。さらに、ステージコントローラ54は、この
マーク位置情報に基づいてモータ54を制御し、ステー
ジ5を所定位置に移動させる(アライメントする)。
置Xmとの差ΔX=Xc−Xmを算出し、前述のウェハ
ステージが位置決めされたときの位置XAと差ΔXとを
加えた値をマーク位置情報(アライメント情報)として
算出する。さらに、ステージコントローラ54は、この
マーク位置情報に基づいてモータ54を制御し、ステー
ジ5を所定位置に移動させる(アライメントする)。
【0046】一方、マークMYnについても同様にし
て、指標マーク22c,22dの間にマークMYnを挟
み込み、プロセッサ50では指標マーク22c,22d
の中心YcとマークMYnの中心Ymとの差ΔY、及び
マーク位置情報を算出し、ステージ5の移動を制御す
る。ここで、上記の説明では、指標板20上にX方向用
とY方向用の2組の指標マーク群が形成され、夫々から
の結像光束を2つのCCD17,18で受光するもので
あったが、X方向用とY方向用のアライメント光学系を
対物レンズから別個に配置し、指標板20もX方向用と
Y方向用とで別体としてもよい。
て、指標マーク22c,22dの間にマークMYnを挟
み込み、プロセッサ50では指標マーク22c,22d
の中心YcとマークMYnの中心Ymとの差ΔY、及び
マーク位置情報を算出し、ステージ5の移動を制御す
る。ここで、上記の説明では、指標板20上にX方向用
とY方向用の2組の指標マーク群が形成され、夫々から
の結像光束を2つのCCD17,18で受光するもので
あったが、X方向用とY方向用のアライメント光学系を
対物レンズから別個に配置し、指標板20もX方向用と
Y方向用とで別体としてもよい。
【0047】また、高コントラストを得ようとしてマー
クのL/S(ライン・アンド・スペース)幅を細くして
いくと、マークが解像の限界を越えてしまい、コントラ
ストが低下してくる。逆に、L/S幅が大きいと、マー
クが大きくなり平均化効果も小さくなる。そこで、図6
(A)に示すように、マークのピッチは変えずにL/S
のデューティ比を変えていったパターンを、マークMX
n,MYnとして用いてもよい。
クのL/S(ライン・アンド・スペース)幅を細くして
いくと、マークが解像の限界を越えてしまい、コントラ
ストが低下してくる。逆に、L/S幅が大きいと、マー
クが大きくなり平均化効果も小さくなる。そこで、図6
(A)に示すように、マークのピッチは変えずにL/S
のデューティ比を変えていったパターンを、マークMX
n,MYnとして用いてもよい。
【0048】先に示したデューティ1:1のパターンで
は、立ち上がりと立ち下がりのエッジが暗部として検出
されるので、1つのマークから2つの信号が、図5
(B)のようにででくる。しかし、デューティ1:1の
ままL/Sを狭くしてマークのライン部とスペース部を
解像限界以下にすると、両エッジ部からの信号波形上の
ボトムがくっついてしまう。そこで、ピッチは変えずに
L/Sのデューティ比を変えると、図6(B)のような
1本のバーマークに対して1つのボトム波形の得られる
信号となり、コントラストの高いマーク信号が得られ
る。尚、図6(A)のパターンは、デューティを1:3
にした場合を示し、図6(B)の縦軸はビデオ信号強度
を表し、横軸はステージの走査位置を表す。
は、立ち上がりと立ち下がりのエッジが暗部として検出
されるので、1つのマークから2つの信号が、図5
(B)のようにででくる。しかし、デューティ1:1の
ままL/Sを狭くしてマークのライン部とスペース部を
解像限界以下にすると、両エッジ部からの信号波形上の
ボトムがくっついてしまう。そこで、ピッチは変えずに
L/Sのデューティ比を変えると、図6(B)のような
1本のバーマークに対して1つのボトム波形の得られる
信号となり、コントラストの高いマーク信号が得られ
る。尚、図6(A)のパターンは、デューティを1:3
にした場合を示し、図6(B)の縦軸はビデオ信号強度
を表し、横軸はステージの走査位置を表す。
【0049】また、図6では通常のX,Yが独立したマ
ークを用いているが、図7(A)に示すような、枡目状
のX,Y共用マークMXDを用い、X,YマークがCC
D17の撮像領域VSAxとCCD18の撮像領域VS
Ayとで同時に計測できるようにして、スループットの
向上を図ることも可能である。このように、図6に示す
ようなデューティの異なるパターンでX,Y共用マーク
MXDをつくると、図5に示すようなデューティ1:1
の幅の広いマルチパターンでX,Y共用マークを作る場
合に比べてスペース的に有利である。このときの信号波
形を図7(B)、(C)に示す。ここで、図7(B)、
(C)の縦軸はビデオ信号強度を表し、横軸はステージ
の走査位置を表す。
ークを用いているが、図7(A)に示すような、枡目状
のX,Y共用マークMXDを用い、X,YマークがCC
D17の撮像領域VSAxとCCD18の撮像領域VS
Ayとで同時に計測できるようにして、スループットの
向上を図ることも可能である。このように、図6に示す
ようなデューティの異なるパターンでX,Y共用マーク
MXDをつくると、図5に示すようなデューティ1:1
の幅の広いマルチパターンでX,Y共用マークを作る場
合に比べてスペース的に有利である。このときの信号波
形を図7(B)、(C)に示す。ここで、図7(B)、
(C)の縦軸はビデオ信号強度を表し、横軸はステージ
の走査位置を表す。
【0050】次に、前述のごとく図1に示したオフ・ア
クシス方式のウェハアライメントセンサーをE.G.
A.(エンハンスト・グローバル・アライメント)に利
用する場合について説明する。E.G.A.は、最小二
乗近似による統計的演算処理を使ったアライメント手法
であり、詳しくは特開昭61−44429号公報、又は
特開昭62−84516号公報に開示されているので、
ここでは詳細な演算方法についての説明は省略する。
クシス方式のウェハアライメントセンサーをE.G.
A.(エンハンスト・グローバル・アライメント)に利
用する場合について説明する。E.G.A.は、最小二
乗近似による統計的演算処理を使ったアライメント手法
であり、詳しくは特開昭61−44429号公報、又は
特開昭62−84516号公報に開示されているので、
ここでは詳細な演算方法についての説明は省略する。
【0051】この場合、図7のようなX,Y共用マーク
MXDを利用して、図8のようにチップパターンの左右
又は上下にこのマークを設け、特開昭62−84516
号公報に開示されているような方法でE.G.A.のた
めのマーク検出をX,Y方向の夫々に実行すると、左右
又は上下のY軸アライメント結果のオフセットは、ウェ
ハ、又はチップのローテーションであり、左右または上
下のX軸アライメントのオフセットは、ウェハ、又はチ
ップの倍率誤差となる。
MXDを利用して、図8のようにチップパターンの左右
又は上下にこのマークを設け、特開昭62−84516
号公報に開示されているような方法でE.G.A.のた
めのマーク検出をX,Y方向の夫々に実行すると、左右
又は上下のY軸アライメント結果のオフセットは、ウェ
ハ、又はチップのローテーションであり、左右または上
下のX軸アライメントのオフセットは、ウェハ、又はチ
ップの倍率誤差となる。
【0052】従って、これによってチップローテーショ
ン、チップ倍率を補正しながら精度の高いアライメント
を行うことができる構成になっている。さらに、チップ
周辺2ヵ所に設けられたウェハアライメントマークを用
いてE.G.A.を行えば、アライメント測定精度に対
する平均化効果が従来の2倍となり、アライメント精度
の大幅な向上が可能となる。尚、ここでは図8のNo.
1〜8までのショット領域を使ってE.G.A.を行う
ものとする。
ン、チップ倍率を補正しながら精度の高いアライメント
を行うことができる構成になっている。さらに、チップ
周辺2ヵ所に設けられたウェハアライメントマークを用
いてE.G.A.を行えば、アライメント測定精度に対
する平均化効果が従来の2倍となり、アライメント精度
の大幅な向上が可能となる。尚、ここでは図8のNo.
1〜8までのショット領域を使ってE.G.A.を行う
ものとする。
【0053】このE.G.A.のためのマークを検出す
る際、プロセスの影響によるウェハマークの変形等によ
り、ショット領域によってはマークをうまく検出できな
い場合がある。この場合には、他のショット領域のマー
クで代替処理すればよい。その一例として、スループッ
トを重視する場合について説明する。No.1〜8まで
のショット領域をその番号順に計測するものとした場
合、例えば、No.4のショット領域でマークが良好に
検出できなかったとする。この場合には、No.4から
No.5のショット領域へ向かうベクトル上のショット
領域のうち、No.4のショット領域に隣接したNo.
4aのショット領域のマークを計測するようにすればよ
い(図中)。
る際、プロセスの影響によるウェハマークの変形等によ
り、ショット領域によってはマークをうまく検出できな
い場合がある。この場合には、他のショット領域のマー
クで代替処理すればよい。その一例として、スループッ
トを重視する場合について説明する。No.1〜8まで
のショット領域をその番号順に計測するものとした場
合、例えば、No.4のショット領域でマークが良好に
検出できなかったとする。この場合には、No.4から
No.5のショット領域へ向かうベクトル上のショット
領域のうち、No.4のショット領域に隣接したNo.
4aのショット領域のマークを計測するようにすればよ
い(図中)。
【0054】また、No.4のショット領域でもマーク
が良好に検出できなかった場合には、No.4からN
o.5のショット領域へ向かうベクトルと直交する方向
のベクトル上のショット領域のうちNo.4aに隣接す
るショット領域No.4bのマークを計測するようにす
ればよい(図中)。これは、次に計測すべきショット
領域No.5を挟んで、ショット領域No.4に対して
反対側にあるショット領域を選択しないようにすること
を意味している。
が良好に検出できなかった場合には、No.4からN
o.5のショット領域へ向かうベクトルと直交する方向
のベクトル上のショット領域のうちNo.4aに隣接す
るショット領域No.4bのマークを計測するようにす
ればよい(図中)。これは、次に計測すべきショット
領域No.5を挟んで、ショット領域No.4に対して
反対側にあるショット領域を選択しないようにすること
を意味している。
【0055】このような条件によって代替のショット領
域を選択すれば、最もスループットを高く維持したま
ま、良好なマーク検出が可能となる。以上は、スループ
ットを重視する場合について述べたが、この代替ショッ
トの選択は重視する条件に応じて定められる。
域を選択すれば、最もスループットを高く維持したま
ま、良好なマーク検出が可能となる。以上は、スループ
ットを重視する場合について述べたが、この代替ショッ
トの選択は重視する条件に応じて定められる。
【0056】また、一般にCCDカメラでは、ウェハ表
面に対して反射型指標板20のクロム面23a〜23d
が明るすぎる場合は、ウェハマークからの検出光に対し
て指標マークからの検出光の強度が大きく異なり、CC
Dユニット内のAGC(オートゲインコントロール)回
路が働く。このため、指標マークからの検出光のコント
ラストが十分に得られず、指標マークを検出することが
できなくなってしまう場合がある。
面に対して反射型指標板20のクロム面23a〜23d
が明るすぎる場合は、ウェハマークからの検出光に対し
て指標マークからの検出光の強度が大きく異なり、CC
Dユニット内のAGC(オートゲインコントロール)回
路が働く。このため、指標マークからの検出光のコント
ラストが十分に得られず、指標マークを検出することが
できなくなってしまう場合がある。
【0057】このような場合には、本実施例にかかる指
標マーク22a〜22dの他に、指標マークMを併設す
るとよい。この指標マークMは、従来のようにウェハW
からの反射光によって照明される指標マークであり、こ
の指標マークMをクロム面23a〜23d近傍に相当す
る一定領域以外の照明領域内に配置する。そして、ウェ
ハWの反射率と指標板20の反射率の差に応じて、指標
マーク22a〜22dを使うか、併設した指標マークM
を使うかを選択するようにすればよい。この選択は、例
えばAGC回路が働いて指標マーク22a〜22dが検
出できなかった場合には、指標マークMからの検出光を
使うようにプロセッサ50が選択するようにすればよ
い。
標マーク22a〜22dの他に、指標マークMを併設す
るとよい。この指標マークMは、従来のようにウェハW
からの反射光によって照明される指標マークであり、こ
の指標マークMをクロム面23a〜23d近傍に相当す
る一定領域以外の照明領域内に配置する。そして、ウェ
ハWの反射率と指標板20の反射率の差に応じて、指標
マーク22a〜22dを使うか、併設した指標マークM
を使うかを選択するようにすればよい。この選択は、例
えばAGC回路が働いて指標マーク22a〜22dが検
出できなかった場合には、指標マークMからの検出光を
使うようにプロセッサ50が選択するようにすればよ
い。
【0058】さらに、図1に示したオフ・アクシス方式
のアライメントセンサーを、ウェハWのグローバルアラ
イメントに利用する場合について説明する。この種のス
テッパーでは、一般にウェハのオリエンテーションフラ
ットを検出して機械的にウェハWを位置決め(プリアラ
イメント)してステージST上に載置するが、その状態
では20μm〜100μm程度のプリアライメント誤差
が存在する。グローバルアライメントは、そのプリアラ
イメント誤差を見込んでウェハ上のグローバルアライメ
ント用のマークをサーチし、ウェハ上の実際のショット
配列と設計上のショット配列とを±1μm程度の誤差範
囲内に対応付ける作業である。
のアライメントセンサーを、ウェハWのグローバルアラ
イメントに利用する場合について説明する。この種のス
テッパーでは、一般にウェハのオリエンテーションフラ
ットを検出して機械的にウェハWを位置決め(プリアラ
イメント)してステージST上に載置するが、その状態
では20μm〜100μm程度のプリアライメント誤差
が存在する。グローバルアライメントは、そのプリアラ
イメント誤差を見込んでウェハ上のグローバルアライメ
ント用のマークをサーチし、ウェハ上の実際のショット
配列と設計上のショット配列とを±1μm程度の誤差範
囲内に対応付ける作業である。
【0059】従って、CCDカメラを用いてグローバル
アライメントする場合、設計値でステージSTを位置決
めしても、プリアライメント誤差が大きいとCCDカメ
ラの撮像範囲内にグローバルマークが存在しないことも
起こり得る。そこで、CCDカメラでウェハ面を撮像し
て、ウェハWをグローバルアライメントする場合には、
ウェハ面をCCDで観察してはウェハを一定量ずらして
いくグローバル・サーチが必要となる。そのために、例
えば図7(A)に示すCCD17、18の撮像面上の透
明領域VPAx,VPAyを用いる。この領域VPA
x,VPAyは、CCD17、18の撮像面上の予め定
められた位置に存在するから、領域VPAx,VPAy
を走査する走査線の位置や本数も予めわかっている。
アライメントする場合、設計値でステージSTを位置決
めしても、プリアライメント誤差が大きいとCCDカメ
ラの撮像範囲内にグローバルマークが存在しないことも
起こり得る。そこで、CCDカメラでウェハ面を撮像し
て、ウェハWをグローバルアライメントする場合には、
ウェハ面をCCDで観察してはウェハを一定量ずらして
いくグローバル・サーチが必要となる。そのために、例
えば図7(A)に示すCCD17、18の撮像面上の透
明領域VPAx,VPAyを用いる。この領域VPA
x,VPAyは、CCD17、18の撮像面上の予め定
められた位置に存在するから、領域VPAx,VPAy
を走査する走査線の位置や本数も予めわかっている。
【0060】また、ウェハ上のグローバルマークが、ス
トリートラインSCL内に形成されているものとする。
このグローバルマークは、ストリートラインSCLの伸
びる方向に沿って平行に並べられた3本の格子状マーク
から成る。ここで、設計値に従ってウェハステージ5を
最初に位置決めしたとき、指標板20の透明領域VPA
がグローバルマークを取り込んでいるものとする。この
とき、プロセッサ50は、領域VPAx,VPAy内の
走査線の複数本に対応したビデオ信号を加算平均し、波
形データをRAM43内に記憶する。
トリートラインSCL内に形成されているものとする。
このグローバルマークは、ストリートラインSCLの伸
びる方向に沿って平行に並べられた3本の格子状マーク
から成る。ここで、設計値に従ってウェハステージ5を
最初に位置決めしたとき、指標板20の透明領域VPA
がグローバルマークを取り込んでいるものとする。この
とき、プロセッサ50は、領域VPAx,VPAy内の
走査線の複数本に対応したビデオ信号を加算平均し、波
形データをRAM43内に記憶する。
【0061】次に、この最初に取り込んだ波形データを
解析して、グローバルマークかどうかを認識する。認識
のアルゴリズムとしては、例えば特開昭60−1149
14号公報に開示された手法が応用できる。すなわち、
グローバルマークの設計上の配置関係に最も近い状態の
波形位置を捜し出す。
解析して、グローバルマークかどうかを認識する。認識
のアルゴリズムとしては、例えば特開昭60−1149
14号公報に開示された手法が応用できる。すなわち、
グローバルマークの設計上の配置関係に最も近い状態の
波形位置を捜し出す。
【0062】このグローバルアライメントを行う際に、
グローバルアライメントのための透明領域を大きくとり
たい場合がある。このような場合は、例えば指標板20
のクロム面(23c,23d)、指標マーク(22c,
22d)の中心を、図9のように撮像領域内の中心を通
るY方向の線分上からずらして配置すればよい。このよ
うにすると透明領域が大きくとれるので、グローバルサ
ーチ時のスループットが向上する。また、図10に示す
ようにクロム面(23c,23d)と指標マーク(22
c,22d)の一部を透明領域部分まで広げてグローバ
ルアライメント時に使用するようにしてもよい。また、
同時に指標板20のクロム面(23a,23b)、指標
マーク(22a,22b)の中心を、撮像領域内の中心
を通るX方向の線分上からずらして配置してもよい。
グローバルアライメントのための透明領域を大きくとり
たい場合がある。このような場合は、例えば指標板20
のクロム面(23c,23d)、指標マーク(22c,
22d)の中心を、図9のように撮像領域内の中心を通
るY方向の線分上からずらして配置すればよい。このよ
うにすると透明領域が大きくとれるので、グローバルサ
ーチ時のスループットが向上する。また、図10に示す
ようにクロム面(23c,23d)と指標マーク(22
c,22d)の一部を透明領域部分まで広げてグローバ
ルアライメント時に使用するようにしてもよい。また、
同時に指標板20のクロム面(23a,23b)、指標
マーク(22a,22b)の中心を、撮像領域内の中心
を通るX方向の線分上からずらして配置してもよい。
【0063】また、指標とマークとを別々に取りこみ、
アライメントをする方法も考えられる。まず、指標22
a,22bの信号を取り込み、アライメントを行って指
標中心Xc を求める。次に、ウエハマークの信号を取り
込むが、この時、回転偏光板28によって反射型指標板
20の照明光は、すべて遮光されるようにしておく。ま
た、絞り25は可動としておき、光路から外しておく。
このようにすることで、ウエハWの信号取り込み領域を
大きくすることができる。これは、グローバルアライメ
ントで使用するほかに、ファインアライメントのアライ
メントマークが指標22aと指標22bの指標間距離よ
り大きい時などに有効である。
アライメントをする方法も考えられる。まず、指標22
a,22bの信号を取り込み、アライメントを行って指
標中心Xc を求める。次に、ウエハマークの信号を取り
込むが、この時、回転偏光板28によって反射型指標板
20の照明光は、すべて遮光されるようにしておく。ま
た、絞り25は可動としておき、光路から外しておく。
このようにすることで、ウエハWの信号取り込み領域を
大きくすることができる。これは、グローバルアライメ
ントで使用するほかに、ファインアライメントのアライ
メントマークが指標22aと指標22bの指標間距離よ
り大きい時などに有効である。
【0064】また、特開昭63−283129号公報に
示すようなレチクルR上のダイ・バイ・ダイマークとウ
ェハW上の1ショット分のマークとを干渉式アライメン
ト方式を使ったTTR(スルー・ザ・レチクル)アライ
メント系で検出するシステムを備えたステッパーにおい
て、図1に示すように広帯域の照明光を使ったオフアク
シスアライメント系を設けて、TTRアライメント系で
アライメントされる格子マークと広帯域の照明光を使っ
たアライメント系で検出されるマークとを図6,図7に
示すようなデューティ比の異なるマルチマークで共用す
ることも可能である。
示すようなレチクルR上のダイ・バイ・ダイマークとウ
ェハW上の1ショット分のマークとを干渉式アライメン
ト方式を使ったTTR(スルー・ザ・レチクル)アライ
メント系で検出するシステムを備えたステッパーにおい
て、図1に示すように広帯域の照明光を使ったオフアク
シスアライメント系を設けて、TTRアライメント系で
アライメントされる格子マークと広帯域の照明光を使っ
たアライメント系で検出されるマークとを図6,図7に
示すようなデューティ比の異なるマルチマークで共用す
ることも可能である。
【0065】これらのマークを共用する干渉式アライメ
ント方式を使ったアライメント系では、レチクルRを介
さないものであってもよい。ここで、干渉式アライメン
ト方式で図6、図7に示すようなデューティ比の異なる
マークを検出する場合には、±1次回折光と0、2次回
折光の検出も可能な構成なっているものとする。
ント方式を使ったアライメント系では、レチクルRを介
さないものであってもよい。ここで、干渉式アライメン
ト方式で図6、図7に示すようなデューティ比の異なる
マークを検出する場合には、±1次回折光と0、2次回
折光の検出も可能な構成なっているものとする。
【0066】また、以上とは別の実施例に係る検出系を
図11に示す。この実施例では、反射型指標板20を照
明する光源29が、ウェハWを照明する光源2とは別個
に設けられており、各々の照明系が独立して設けられて
いる。ここでは、説明を簡単にするため、指標マーク2
2a,22bについてのみ説明する。
図11に示す。この実施例では、反射型指標板20を照
明する光源29が、ウェハWを照明する光源2とは別個
に設けられており、各々の照明系が独立して設けられて
いる。ここでは、説明を簡単にするため、指標マーク2
2a,22bについてのみ説明する。
【0067】LED等からなる光源29からでた光は、
レンズ系26,26a、ハーフミラー4bを通り、反射
型指標板20を照明するように配置されている。また、
指標板20からの戻り光は、ハーフミラー4aを介し
て、CCD17が撮像することにより、ウエハWからの
戻り光に影響されることなく、指標マーク22a,22
bに対応した画像信号を得ることができる。この場合、
光源29にLEDを用いているので、回転偏光板28を
使うことなく、照明光量の調整ができる。また、この系
においても、図1の系と同様に、LEDの光量を0と
し、絞り25を可動としておくことで、指標とマークと
を別々にアライメントすることができる。
レンズ系26,26a、ハーフミラー4bを通り、反射
型指標板20を照明するように配置されている。また、
指標板20からの戻り光は、ハーフミラー4aを介し
て、CCD17が撮像することにより、ウエハWからの
戻り光に影響されることなく、指標マーク22a,22
bに対応した画像信号を得ることができる。この場合、
光源29にLEDを用いているので、回転偏光板28を
使うことなく、照明光量の調整ができる。また、この系
においても、図1の系と同様に、LEDの光量を0と
し、絞り25を可動としておくことで、指標とマークと
を別々にアライメントすることができる。
【0068】以上の実施例で説明した広帯域の照明光を
使ったオフアクシスアライメント系においては、干渉ア
ライメント方式を組み込み、図6,図7に示すような線
状マークをアライメント時に共用することもできる。広
帯域照明光を使ったオフアクシスアライメント系に干渉
アライメント方式を組み込む系の一例としては、例えば
特開平2−54103号公報に開示されているようなも
のがある。
使ったオフアクシスアライメント系においては、干渉ア
ライメント方式を組み込み、図6,図7に示すような線
状マークをアライメント時に共用することもできる。広
帯域照明光を使ったオフアクシスアライメント系に干渉
アライメント方式を組み込む系の一例としては、例えば
特開平2−54103号公報に開示されているようなも
のがある。
【0069】また、以上の実施例で図1に示すような広
帯域照明光を使ったアライメント系は投影レンズ10を
介さないでマークを検出する系であったが、投影レンズ
10を介してマークを検出する系にも以上の実施例を適
用できる。例えば、図1で対物レンズ7を収差補正用の
レンズとし、プリズム9からの光束が投影レンズ10を
介してウェハW上を照明するような系とすればよい。
帯域照明光を使ったアライメント系は投影レンズ10を
介さないでマークを検出する系であったが、投影レンズ
10を介してマークを検出する系にも以上の実施例を適
用できる。例えば、図1で対物レンズ7を収差補正用の
レンズとし、プリズム9からの光束が投影レンズ10を
介してウェハW上を照明するような系とすればよい。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
2照明系により反射型指標板の第2(指標)マークを含
む一定領域を独自に照明するため、指標マークの検出に
際し、基板表面からの反射光に影響されることがない。
このため、基板表面が荒れている場合でも指標マークの
検出精度を劣化させることなく、良好な位置検出並びに
これに基づくアライメントが可能となる。
2照明系により反射型指標板の第2(指標)マークを含
む一定領域を独自に照明するため、指標マークの検出に
際し、基板表面からの反射光に影響されることがない。
このため、基板表面が荒れている場合でも指標マークの
検出精度を劣化させることなく、良好な位置検出並びに
これに基づくアライメントが可能となる。
【0071】さらに、撮像素子の被検出面に形成される
各々のマークの像が別個の照明系に基づくものであるた
め、個々の像のコントラスト独自に調整できる。このた
め、個々の像を鮮明な状態に保ったまま合成像の検出を
行えるので、更に検出精度の向上を図ることができる利
点がある。
各々のマークの像が別個の照明系に基づくものであるた
め、個々の像のコントラスト独自に調整できる。このた
め、個々の像を鮮明な状態に保ったまま合成像の検出を
行えるので、更に検出精度の向上を図ることができる利
点がある。
【0072】また、基板上に指標マーク位置に相当する
禁止帯を設ける必要がないので、基板上のマーク領域を
小さくすることができる。この為、基板上の有効利用面
積を拡張することができる利点がある。逆に、基板表面
が荒れている場合には、基板上の第1マーク自体の検出
精度も劣化するので、従来指標マーク用に設けていた禁
止帯の部分も基板のマーク領域として利用することで、
マーク領域の拡大や、指標マークの本数を増やすことに
より、例えば計測時のマルチマークの平均化効果が増大
し、検出精度の向上につながることとなる。
禁止帯を設ける必要がないので、基板上のマーク領域を
小さくすることができる。この為、基板上の有効利用面
積を拡張することができる利点がある。逆に、基板表面
が荒れている場合には、基板上の第1マーク自体の検出
精度も劣化するので、従来指標マーク用に設けていた禁
止帯の部分も基板のマーク領域として利用することで、
マーク領域の拡大や、指標マークの本数を増やすことに
より、例えば計測時のマルチマークの平均化効果が増大
し、検出精度の向上につながることとなる。
【図1】本発明の一実施例に係る位置検出装置を備えた
投影露光装置の概略構成を示す説明図である。
投影露光装置の概略構成を示す説明図である。
【図2】本発明の一実施例に係る位置検出装置に使用す
る反射型の指標板上のクロム面と指標マークとの関係を
示す説明図である。
る反射型の指標板上のクロム面と指標マークとの関係を
示す説明図である。
【図3】本発明の一実施例に係る位置検出装置におい
て、CCDからの画像信号の処理を表すブロック図であ
る。
て、CCDからの画像信号の処理を表すブロック図であ
る。
【図4】ウェハ上のショット領域の配置とアライメント
マークの配置を示す説明図である。
マークの配置を示す説明図である。
【図5】本発明の一実施例に係る位置検出装置における
ウェハマークとアライメントマークの合成像とその検出
状態を説明するものであり、(A)はCCDによるマー
ク検出の様子を示す説明図であり、(B)はCCDから
得られる信号波形を示す線図である。
ウェハマークとアライメントマークの合成像とその検出
状態を説明するものであり、(A)はCCDによるマー
ク検出の様子を示す説明図であり、(B)はCCDから
得られる信号波形を示す線図である。
【図6】本発明の他の実施例に係る位置検出装置におけ
るウェハマークとアライメントマークの合成像とその検
出状態を説明するものであり、(A)はCCDによるマ
ーク検出の様子を示す説明図であり、(B)はCCDか
ら得られる信号波形を示す線図である。
るウェハマークとアライメントマークの合成像とその検
出状態を説明するものであり、(A)はCCDによるマ
ーク検出の様子を示す説明図であり、(B)はCCDか
ら得られる信号波形を示す線図である。
【図7】本発明の他の実施例に係る位置検出装置におけ
るウェハマークとアライメントマークの合成像とその検
出状態を説明するものであり、(A)はCCDによるマ
ーク検出の様子を示す説明図であり、(B),(C)は
CCDから得られる信号波形を示す線図である。
るウェハマークとアライメントマークの合成像とその検
出状態を説明するものであり、(A)はCCDによるマ
ーク検出の様子を示す説明図であり、(B),(C)は
CCDから得られる信号波形を示す線図である。
【図8】上記実施例において、サンプルアライメントさ
れるウェハ上のショット領域の配置とショット領域周辺
に配置されるアライメントマークとを示す説明図であ
る。
れるウェハ上のショット領域の配置とショット領域周辺
に配置されるアライメントマークとを示す説明図であ
る。
【図9】上記実施例において、指標板のクロム面、指標
マークの配置の変形例を示す説明図である。
マークの配置の変形例を示す説明図である。
【図10】上記実施例において、指標板のクロム面、指
標マークの配置の他の変形例を示す説明図である。
標マークの配置の他の変形例を示す説明図である。
【図11】本発明の他の実施例に係る位置検出装置の概
略構成を示す説明図である。
略構成を示す説明図である。
【図12】従来の位置検出系を備えた投影露光装置の概
略構成を示す説明図である。
略構成を示す説明図である。
【図13】上記従来例における位置検出に際し、(A)
は撮像素子によるマーク検出の様子を示す説明図であ
り、(B)は撮像素子から得られる信号波形を示す線図
である。
は撮像素子によるマーク検出の様子を示す説明図であ
り、(B)は撮像素子から得られる信号波形を示す線図
である。
【図14】ウェハ表面が荒れていた場合の従来の位置検
出系によるCCDから得られる信号波形を示す線図であ
る。
出系によるCCDから得られる信号波形を示す線図であ
る。
1…光源、 4、4a,4b…ハーフミラー 7、8、9、19、21…レンズ系、 17、18…CCD、 20、20a、20b…反射型指標板 22a,22b、22c,22d、30a、30b…指
標マーク 23a、23b、23c,23d…クロム面 R…レチクル、 W…ウェハ PA…パターン領域、 MXn,MYn…ウェハアライメントマーク
標マーク 23a、23b、23c,23d…クロム面 R…レチクル、 W…ウェハ PA…パターン領域、 MXn,MYn…ウェハアライメントマーク
Claims (1)
- 【請求項1】 位置検出すべき基板上に形成された第1
マークを対物光学系を介して撮像素子で検出し、該撮像
素子からの画像信号に基づいて前記マーク位置を検出す
る装置において、 前記対物光学系に関して前記基板とほぼ共役な位置に配
置され、所定形状の第2マークが設けられた反射型の指
標板と、 前記基板上の第1マークを含む局所領域を前記対物光学
系を介して照明する第1照明系と、 前記指標板上の第2マークを含む領域を照明する第2照
明系と、 該第2照明系による照明により前記指標板で反射する光
を前記撮像素子に導き、前記撮像素子の被検出面上の前
記第1マークの像が形成される領域以外の領域に、前記
第2マークの像を結像させる結像光学系とを備え、 前記撮像素子における前記第2マークと前記第1マーク
との合成像に対応した画像信号に基づいて位置検出を行
うことを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21938091A JP3163669B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 検出装置、露光装置、及び露光方法 |
US08/561,158 US6141107A (en) | 1991-02-28 | 1995-11-21 | Apparatus for detecting a position of an optical mark |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21938091A JP3163669B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 検出装置、露光装置、及び露光方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0541343A true JPH0541343A (ja) | 1993-02-19 |
JP3163669B2 JP3163669B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=16734516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21938091A Expired - Fee Related JP3163669B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-08-06 | 検出装置、露光装置、及び露光方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3163669B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6538740B1 (en) | 1998-02-09 | 2003-03-25 | Nikon Corporation | Adjusting method for position detecting apparatus |
JP2014073657A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Ricoh Co Ltd | アライメント装置及びアライメント方法 |
JP2014529896A (ja) * | 2011-08-23 | 2014-11-13 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | メトロロジ方法及び装置並びにデバイス製造方法 |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP21938091A patent/JP3163669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6538740B1 (en) | 1998-02-09 | 2003-03-25 | Nikon Corporation | Adjusting method for position detecting apparatus |
JP2014529896A (ja) * | 2011-08-23 | 2014-11-13 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | メトロロジ方法及び装置並びにデバイス製造方法 |
JP2014073657A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Ricoh Co Ltd | アライメント装置及びアライメント方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3163669B2 (ja) | 2001-05-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |