JPH0969480A

JPH0969480A - 位置合わせ方法及び該方法を使用する露光装置

Info

Publication number: JPH0969480A
Application number: JP7225017A
Authority: JP
Inventors: Shinji Mizutani; 真士水谷; Nobutaka Umagome; 伸貴馬込
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハマークの焦点位置のずれを検出して、
高精度に位置合わせを行う。【解決手段】投影光学系の有効露光フィールドＩＡＲ
にほぼ均等に分布する複数の計測点にスポット光９ａ〜
９ｍを斜めに照射してそれらの照射位置の高さ（焦点位
置）を検出する多点の焦点位置検出系を設ける。アライ
メントセンサからウエハマーク４ａ，４ｂの位置を検出
するためのアライメント照明光をスリット光１ａ，１ｂ
として照射し、スリット光１ａ，１ｂの照射位置にそれ
ぞれスポット光９ｋ，９ｈが重なるように設定する。ス
ポット光９ｋ，９ｈの照射位置における高さの測定値
が、他の測定点における高さの測定値からの許容範囲を
越えているサンプルショットについては、アライメント
データから除外してＥＧＡ方式によりウエハの各ショッ
ト領域の座標位置を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶表示素子、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するためのリソグラフィー工程におい
て、マスクパターンをウエハ等の基板上に転写する際の
位置合わせ方法、及びこの方法を使用する露光装置に関
し、特に、統計的手法を用いて予測した配列座標に基づ
いてウエハ上の各ショット領域とマスクのパターンとの
位置合わせを行う場合に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子は、ウエハ上に多数層
の回路パターンを重ねて形成されるので、２層目以降の
回路パターンをウエハ上に投影露光する際には、ウエハ
上の既に回路パターンが形成された各ショット領域とこ
れから露光するレチクルのパターンとの位置合わせ、即
ちウエハの位置合わせ（ウエハアライメント）を高精度
に行う必要がある。

【０００３】このためのアライメントセンサとしては、
レーザ光をウエハ上のドット列状のアライメントマーク
に照射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用
いてそのマークの位置を検出するＬＳＡ（Laser Step A
lignment）方式、ハロゲンランプを光源とする波長帯域
幅の広い光で照明して撮像したアライメントマークの画
像データを画像処理して計測するＦＩＡ（Field Image
Alignment)方式、あるいはウエハ上の回折格子状のアラ
イメントマークに、同一周波数又は周波数を僅かに変え
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、その位相からアライメントマークの位置を
計測するＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）
方式等のアライメントセンサがある。

【０００４】図４は、従来のＬＳＡ方式のアライメント
センサを備えた投影露光装置の概略構成を示し、この図
４においてレチクル５のパターンが投影光学系６を介し
て、ウエハ７上の各ショット領域に転写される。ウエハ
７は不図示のウエハホルダを介して不図示のウエハステ
ージ上に載置されている。また、投影光学系６の光軸に
平行にＺ軸が取られ、Ｚ軸に垂直な平面上の直交座標系
がＸ軸、Ｙ軸となっている。そして、ＬＳＡ方式で且つ
ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＸ軸用、及びＹ軸
用のアライメントセンサ１１Ｘ及び１１Ｙからのアライ
メント照明光ＬＸ及びＬＹがレチクル５の下部から投影
光学系６を介して、それぞれ投影光学系６の有効露光フ
ィールドＩＡＲ上の端部にスリット光１ａ，１ｂとして
照射されている。そして、投影光学系６の結像面に対し
て、アライメントセンサ１１Ｘ，１１Ｙのベストフォー
カス面が同じ焦点位置に設定されている。

【０００５】また、送光光学系１０２及び受光光学系１
０３から構成される斜入射方式の焦点位置検出系が配置
され、送光光学系１０２から有効露光フィールドＩＡＲ
のほぼ中央部の複数の計測点に斜め方向から計測ビーム
ＬＥがスポット光として照射され、それらの複数の計測
点からの反射光が受光光学系１０３で受光される。受光
光学系１０３内でそれら複数のスポット光が再結像さ
れ、再結像された像の横ずれ量に対応する複数の焦点信
号が出力されている。ウエハ７の焦点位置（投影光学系
６の光軸方向の位置）が変化すると、それら再結像され
る像の横ずれ量が変化するため、それら複数の焦点信号
よりそれら複数の計測点でのウエハ７の焦点位置が計測
される。

【０００６】図５は、焦点位置検出系１０２，１０３か
らの計測ビームＬＥによるスポット光の有効露光フィー
ルドＩＡＲ上の具体的な配置を示し、この図５に示すよ
うに、図４の投影光学系６の有効露光フィールドＩＡＲ
のほぼ対角線上に並んだ均等な間隔の５つの計測点上に
スポット光１０９ａ〜１０９ｅが照射されている。図４
のアライメントセンサ１１Ｘ，１１Ｙからのアライメン
ト照明光ＬＸ，ＬＹによるスリット光１ａ，１ｂは、そ
れぞれ有効露光フィールドＩＡＲの−Ｙ方向及び＋Ｘ方
向の端部のほぼ中央に照射されている。

【０００７】ここで、ウエハ７上の点線で囲まれたショ
ット領域８の−Ｙ方向、及び＋Ｘ方向の端部にはそれぞ
れＬＳＡ方式用のＸ軸のウエハマーク４ａ、及びＹ軸の
ウエハマーク４ｂが形成されている。そして、アライメ
ント時には、ウエハステージ（不図示）を介してウエハ
マーク４ａがスリット光１ａをＸ方向に横切るようにウ
エハ７を動かし、次いでウエハマーク４ｂがスリット光
１ｂをＹ方向に横切るようにウエハ７を動かすことによ
り、ウエハマーク４ａ，４ｂのＸ座標、Ｙ座標が検出さ
れる。その後、露光時にはウエハ７上のショット領域８
の中心を有効露光フィールドＩＡＲの中心（露光中心）
に位置決めし、焦点位置検出系１０２，１０３からの焦
点信号に基づいてそのショット領域８の焦点位置の平均
値を投影光学系６の結像面の焦点位置（予め求められて
いる）に合わせ込んだ状態で、レチクル５のパターン像
がショット領域８上に投影露光される。

【０００８】この図５に示すように、従来、斜入射方式
の焦点位置検出系は、主に露光時のショット領域の平均
的な焦点位置を検出することに主眼がおかれていた。そ
のため、有効露光フィールドＩＡＲの対角線上に５つの
スポット光１０９ａ〜１０９ｅが照射されているのみで
あった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術によれ
ば、ウエハ上のショット領域８のアライメント時に、ウ
エハマーク４ａ，４ｂがそれぞれアライメント用のスリ
ット光１ａ，１ｂを横切っている状態で、５つのスポッ
ト光１０９ａ〜１０９ｅは何れもウエハマーク４ａ，４
ｂの近傍には照射されていない。従って、アライメント
時にウエハマーク４ａ，４ｂ上での焦点位置は計測され
ておらず、例えばウエハとウエハホルダとの間にレジス
ト残滓等の異物が介在している場合、ウエハマーク４
ａ，４ｂの焦点位置は必ずしもアライメントセンサ１１
Ｘ，１１Ｙのベストフォーカス位置と一致しないため、
アライメント時にフォーカスオフセットを生じる恐れが
あった。このようなオフセットが生じたときに、アライ
メントセンサ１１Ｘ，１１Ｙのテレセントリック性が崩
れていると、それに応じて計測値に誤差（計測データの
跳び）が混入するという不都合がある。

【００１０】本発明は斯かる点に鑑み、ウエハ上のウエ
ハマーク（アライメントマーク）の焦点位置がショット
領域内の他の領域に比較してずれている場合でも、その
状態を正確に検出し、高精度に位置合わせする位置合わ
せ方法を提供することを目的とする。更に、本発明はそ
のような位置合わせ方法を実施することができる露光装
置を提供することをも目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による位置合わせ
方法は、マスクパターンが転写される基板（７）上のシ
ョット領域（８）に付設された位置合わせ用マーク（４
ａ）にアライメント用の照明光（１ａ）を照射して、そ
の位置合わせ用マーク（４ａ）の位置を検出し、この検
出結果に基づいてそのマスクパターンとその基板（７）
上のショット領域（８）との位置合わせを行う位置合わ
せ方法において、所定の計測光をその基板（７）上の複
数の計測点（９ａ〜９ｍ）にそれぞれ照射して、その複
数の計測点でのその基板の高さをそれぞれ検出し、その
複数の計測点の少なくとも１つ（９ｋ）をその位置合わ
せ用マーク（４ａ）上に設定し、この計測点での高さ検
出結果と他の計測点での高さ検出結果とを比較し、この
比較結果に基づいて、その位置合わせ用マーク（４ａ）
の形成位置におけるその基板（７）の高さがその位置合
わせ用マーク（４ａ）の位置検出に適切か否かを判定す
るものである。

【００１２】斯かる本発明の位置合わせ方法によれば、
複数の計測点（９ａ〜９ｍ）の少なくとも１つの計測点
（９ｋ）において、位置合わせ用マーク（４ａ）の実際
の高さが正確に検出される。そして、この検出結果と他
の計測点での検出結果との差が、例えば所定の許容範囲
を越えた場合には、その位置合わせ用マーク（４ａ）で
の位置検出が不適当であると判定するようにすれば、誤
差を含む可能性のある検出データが除外されて、高精度
に位置合わせが行われる。

【００１３】また、本発明による露光装置は、基板
（７）上の各ショット領域（８）に付設された位置合わ
せ用マーク（４ａ）にアライメント用の照明光（１ａ）
を照射して、その位置合わせ用マーク（４ａ）の位置を
検出するアライメントセンサ（１１Ｘ）を有し、このア
ライメントセンサの検出結果に基づいてマスクパターン
とその基板（７）上の各ショット領域との位置決めを行
って、その各ショット領域にそのマスクパターンを露光
する露光装置において、複数のスポット状の計測光をそ
の基板（７）上のそのマスクパターンの転写領域上の複
数の計測点（９ａ〜９ｍ）に斜めに照射して、その複数
の計測点でのその基板（７）の高さを検出する多点型の
焦点位置検出系（２，３）を設け、この焦点位置検出系
（２，３）による複数の計測点（９ａ〜９ｍ）の内少な
くとも１つ（９ｋ）をそのアライメントセンサ（１１
Ｘ）の照明光が照射される位置又はその近傍に設定し、
この計測点（９ｋ）での検出結果と他の計測点での検出
結果との差に基づいて、そのアライメントセンサ（１１
Ｘ）による検出データの使用の可否の判定を行う判定手
段（１３）を設けたものである。

【００１４】斯かる本発明の露光装置によれば、多点型
の焦点位置検出系（２，３）を使用して基板（７）上の
マスクパターンの転写領域上の複数の計測点に計測光を
照射し、各計測点での検出結果の差分より判定手段（１
３）によりアライメントセンサ（１１Ｘ）による検出デ
ータの使用の可否の判定を行うことができる。従って、
上述の本発明の位置合わせ方法を実施することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図１〜図３を参照して説明する。図１は、本例の
ステッパー型の投影露光装置の全体の概略構成を示し、
この図１において、露光時には露光照明系ＡＬからの露
光用の照明光がレチクル５に照射され、その照明光のも
とでレチクル５のパターンが投影光学系６を介して、例
えば１／５に縮小されてフォトレジストが塗布されたウ
エハ７上の各ショット領域に投影される。ここで、投影
光学系６の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な
平面で図１の紙面に平行にＹ軸を、図１の紙面に垂直に
Ｘ軸を取る。

【００１６】この場合、レチクル５はレチクルステージ
１４上に保持され、レチクルステージ１４は投影光学系
６の光軸ＡＸに垂直な平面内でＸ方向、Ｙ方向、及び回
転方向（θ方向）にレチクル５の位置決めを行う。一
方、ウエハ７は不図示のウエハホルダを介してウエハス
テージ１５上に載置されている。ウエハステージ１５は
投影光学系６の光軸ＡＸに垂直な平面内でＸ方向、Ｙ方
向、及び回転方向（θ方向）にウエハ７の位置決めを行
うと共に、ウエハ７の焦点方向（Ｚ方向）の位置決めも
行う。ウエハステージ１５上に固定された不図示の移動
鏡及び外部に設置された不図示のレーザ干渉計によりウ
エハ７のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が常時計測され、
計測値が中央制御系１３に供給されている。ウエハ７の
各ショット領域（代表的には図２（ｂ）にショット領域
８を示す）にはウエハアライメント用のＸ軸用のドット
列状のウエハマーク４ａ及びＹ軸用のドット列状のウエ
ハマーク４ｂ（図２（ｂ）参照）が形成されている。

【００１７】また、図１において、投影光学系６の上部
側面付近で且つレチクルステージ１４の下方には、Ｘ軸
用のＴＴＬ方式で且つＬＳＡ方式のアライメントセンサ
１１Ｘが設置されている。このアライメントセンサ１１
Ｘは、レチクル５とウエハ７上の各ショット領域との最
終的な位置決めのためのアライメントに使用される。ウ
エハのアライメントに際して、アライメントセンサ１１
Ｘから射出されたアライメント照明光ＬＸは、投影光学
系６の上部のミラー１６Ｘ及び投影光学系６を介してウ
エハ７上にスリット光１ａとして照射される。その状態
でウエハステージ１５を駆動して、例えば図２（ｂ）の
ウエハマーク４ａがスリット光１ａをＸ方向に横切るよ
うにすると、ウエハマーク４ａがスリット光１ａにかか
るときにウエハマーク４ａからの回折光が発生する。ウ
エハマーク４ａからの回折光は、入射した光路を逆戻り
して、再び投影光学系６を介して、アライメントセンサ
１１Ｘに戻り、内部の受光センサに入射する。アライメ
ントセンサ１１Ｘからは、その受光センサに入射する光
量を光電変換した検出信号が発生する。その検出信号は
アライメント処理系１２に供給され、アライメント処理
系１２において、光量が最も大きくなるときのウエハス
テージ１５のＸ座標がそのウエハマークの位置として検
出される。

【００１８】また、不図示であるがアライメントセンサ
１１Ｘと同様のＹ軸用のアライメントセンサが備えられ
ており、このアライメントセンサからの照明光が、図２
（ｂ）に示すように有効露光フィールドＩＡＲの＋Ｘ方
向の端部にスリット光１ｂとして照射されている。この
Ｙ軸用のアライメントセンサ、及びアライメント処理系
１２によりウエハ７上の図２（ｂ）に示すＹ軸用のウエ
ハマーク４ｂのＹ座標が計測される。アライメント処理
系１２で検出されたウエハマークのＸ座標、Ｙ座標が装
置全体の動作を統轄的に制御する中央制御系１３に供給
されている。また、投影光学系６の結像面の焦点位置
（Ｚ方向の位置）に対して、Ｘ軸用のアライメントセン
サ１１Ｘ及びＹ軸用のアライメントセンサのベストフォ
ーカス面の焦点位置が等しくなるように設定されてい
る。

【００１９】また、図２（ｂ）において、Ｘ軸のアライ
メントセンサ１１Ｘからのスリット光１ａの中心（検出
中心）のＸ座標と、有効露光フィールドＩＡＲの中心
（露光中心）のＸ座標との間隔、即ちアライメントセン
サ１１Ｘのベースライン量は予め求められて、図１の中
央制御系１３内に記憶されている。同様に不図示のＹ軸
用のアライメントセンサのベースライン量、即ちスリッ
ト光１ｂの中心のＹ座標と有効露光フィールドＩＡＲの
中心のＹ座標との間隔も中央制御系１３内に記憶され、
アライメントセンサ１１Ｘ等によって検出されたウエハ
マークのＸ座標、Ｙ座標にそれらのベースライン量を加
算した座標に基づいて露光時には各ショット領域の中心
が有効露光フィールドＩＡＲの中心に位置決めされる。

【００２０】また、図１の装置には、投影光学系６の有
効露光フィールドＩＡＲ内のウエハ７の露光面に向けて
斜めにスリット像（又はピンーホール像）を形成するた
めのフォトレジスト層に対する感光性の弱い波長域の複
数の計測ビーム（以下、「ＡＦビーム」という）ＬＦ
を、ウエハ７上の各ショット領域の対角線方向に照射す
る照射光学系２と、そのＡＦビームＬＦのウエハ７の露
光面での反射光束を受光する受光光学系３とからなる斜
入射方式の多点型の焦点位置検出系（以下、「焦点位置
検出系２，３」という）が配置されている。図５に示す
ように、従来の焦点位置検出系の計測ビームは、投影光
学系の有効露光フィールド内で対角線方向に並んだ５つ
の測定点に照射されるものであったが、本例の焦点位置
検出系２，３のＡＦビームＬＦは更に多くの測定点に照
射される。

【００２１】図２（ａ）は、投影光学系６の有効露光フ
ィールドＩＡＲ内に配列された１３個の計測点に照射さ
れるＡＦビームによるスリット状のスポット光の状態を
示し、図２（ｂ）は、投影光学系６の有効露光フィール
ドＩＡＲとウエハ７のショット領域８とのアライメント
時の位置関係を示している。この図２（ａ）に示すよう
に、ＡＦビームＬＦは、有効露光フィールドＩＡＲ全体
にほぼ均等に分布する１３個の計測点上に、それぞれそ
の有効露光フィールドＩＡＲの対角線に平行なスリット
状のスポット光９ａ〜９ｍとして照射されている。スポ
ット光９ａ〜９ｍ（計測点）は、有効露光フィールドＩ
ＡＲの対角線上に均等な間隔で並んだ５個のスポット光
９ａ〜９ｅを中心として対称な位置に配置されている。
それらのスポット光９ａ〜９ｍの内のＹ方向の端部のス
ポット光９ｋは、Ｘ軸のアライメントセンサ１１Ｘから
のアライメント照明光の照射位置であるスリット光１ａ
にほぼ重なるように照射される。また、＋Ｘ方向の端部
のスポット光９ｈは、Ｙ軸用のアライメントセンサから
のアライメント照明光の照射位置であるスポット光１ｂ
にほぼ重なるように照射されている。

【００２２】この場合、図１の受光光学系３内ではそれ
ら１３個のスポット光９ａ〜９ｍの像が再結像され、こ
れら再結像された像の横ずれ量にそれぞれ対応する１３
個の焦点信号が生成される。これらの焦点信号はＡＦ処
理系１０に供給され、ＡＦ処理系１０ではそれらのスポ
ット光９ａ〜９ｍの照射位置（計測点）での焦点位置を
求め、これらの焦点位置が中央制御系１３に供給され
る。

【００２３】図２（ｂ）に示すように、ウエハ７上のシ
ョット領域８を計測対象のショット領域とすると、Ｘ方
向のアライメントに際しては、Ｘ軸のアライメントセン
サ１１Ｘを使用し、図１のウエハ７を載置するウエハス
テージ１５をＸ方向に走査して、スリット光１ａをウエ
ハマーク４ａが横切るようになる。その際に、ウエハマ
ーク４ａの焦点位置がＡＦ処理系１０で検出される。ま
た、Ｙ方向のアライメントに際しては、Ｙ軸のアライメ
ントセンサを使用し、スリット光１ｂをウエハマーク４
ｂが横切る際のウエハマーク４ｂの焦点位置がＡＦ処理
系１０で検出される。

【００２４】次に、本例のアライメント方法について説
明する。本例では、例えば特開昭６１−４４４２９号公
報で開示されているエンハンスト・グローバル・アライ
メント（ＥＧＡ）方式で、Ｘ軸のアライメントセンサ１
１Ｘ及びＹ軸のアライメントセンサを使用してウエハの
アライメントが行われる。即ち、ウエハ７上の全部のシ
ョット領域から選択された所定個数のショット領域（サ
ンプルショット）のウエハマークの位置が計測され、こ
れらのサンプルショットの計測結果を統計処理すること
によって、ウエハ７上の全部のショット領域の配列座標
が算出される。図３は、ウエハ７上のショット配列の一
例を示し、この図３において斜線を施して示すように、
ウエハ７上の全部のショット領域から選択されたＮ個
（図３ではＮ＝９）のサンプルショット１７Ａ〜１７Ｉ
に付設されたウエハマークの座標が計測される。

【００２５】アライメントに際して、図１の中央制御系
１３には、アライメント処理系１２から各サンプルショ
ット１７Ａ〜１７Ｉのウエハマークの座標の計測値が供
給されているが、同時にＡＦ処理系１０を介して、ウエ
ハマークがアライメントセンサからのスリット光１ａ
（又は１ｂ）に重なっているときに焦点位置検出系２，
３により計測される図２（ａ）のスポット光９ａ〜９ｍ
の照射位置（計測点）での焦点位置も供給されており、
各サンプルショット毎のこれらの計測値が中央制御系１
３に記憶される。ここで、例えば図３のサンプルショッ
ト１７Ａの計測時に図２（ａ）のスポット光９ａ〜９ｍ
の照射位置で計測される焦点位置をそれぞれｆａ〜ｆｍ
とする。即ち、アライメントセンサからのスリット光１
ａ，１ｂが照射される照射位置とそれぞれほぼ重なるよ
うに照射されているスポット光９ｋ，９ｈにより計測さ
れる焦点位置は、それぞれｆｋ，ｆｈで表される。

【００２６】その後、ＥＧＡ方式で統計処理を行う際
に、サンプルショット１７Ａに関してスポット光９ｋ，
９ｈの照射位置の焦点位置ｆｋ及びｆｈと、それら以外
の（Ｎ−２）個のスポット光９ａ〜９ｇ，９ｉ，９ｊ，
９ｌ，９ｍの照射位置での焦点位置の平均値Ｆ（＝（ｆ
ａ＋ｆｂ＋…＋ｆｍ）／（Ｎ−２））との差分がそれぞ
れ中央制御系１３で算出される。ここで、スポット光９
ｋ及び９ｈにおける焦点位置ｆｋ及びｆｈに対する差分
をそれぞれΔＦｋ及びΔＦｈとすれば、中央制御系１３
はその差分ΔＦｋ及びΔＦｈがそれぞれ許容範囲ε内に
あるかどうかを判定し、差分ΔＦｋ又はΔＦｈの少なく
とも一方が許容範囲εを越えている場合には、サンプル
ショット１７Ａの計測データを統計処理の対象から除外
する。残りのサンプルショット１７Ｂ〜１７Ｉについて
も同様の計算を行い、除外されたサンプルショット以外
の残りのサンプルショットの計測データだけでＥＧＡ方
式の統計処理を行う。

【００２７】以上本例の位置合わせ方法によれば、ウエ
ハの裏面に付着したレジスト残滓等の異物の影響によっ
てウエハマークの焦点位置がアライメントセンサのベス
トフォーカス位置からずれて、計測データに跳びが生ず
るようなサンプルショットの計測データを処理対象から
除外できるようになるため、スループットを低下させる
ことなく総合アライメント精度を向上させることができ
る。

【００２８】なお、上述の例では、ウエハマーク（スポ
ット光９ｋ，９ｈ）の焦点位置とそれら以外のスポット
光の焦点位置の平均値との差を求めている。しかしなが
ら、例えばアライメント時及び露光時に１３個のスポッ
ト光９ａ〜９ｍでの焦点位置に基づいて有効露光フィー
ルド内のウエハ表面の平均的な面を求め、この平均的な
面を結像面に合わせ込むような場合には、ウエハマーク
（スポット光９ｋ，９ｈ）の焦点位置と、１３個のスポ
ット光９ａ〜９ｍでの焦点位置から定まる平均的な面の
焦点位置との差分を求め、この差分から計測データの使
用の可否を判定してもよい。

【００２９】また、上述の例では図３において、実際に
全部のサンプルショット１７Ａ〜１７Ｉの位置計測を行
った後で、ウエハマークの焦点位置に異常のあるサンプ
ルショットの計測データを除外しているが、その代わり
にアライメントセンサによる計測の直前に焦点位置検出
系２，３でウエハマークの焦点位置と他の計測点での焦
点位置とのずれ量を検出し、このずれ量の大きなサンプ
ルショットについてはアライメントセンサによる計測を
行わないものとしてもよい。これによって計測時間を短
縮できる。

【００３０】なお、上述の実施の形態の例では、ＴＴＬ
方式で且つＬＳＡ方式のアライメントセンサを使用した
が、ＬＩＡ方式等で且つＴＴＬ方式のアライメントセン
サを使用する場合にも同様に本発明が適用できる。この
ように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

【００３１】

【発明の効果】本発明の位置合わせ方法によれば、複数
の計測点の少なくとも１つの計測点において測定された
位置合わせ用マークの高さと、他の計測点での高さとの
差が、例えば所定の許容範囲を越えた場合には、当該位
置合わせ用マークの位置検出が不適当であると判定して
いる。従って、位置合わせ用マーク（ウエハマーク）で
の高さ（焦点位置）と他の領域での高さとのずれの大き
い状態が正確に検出でき、アライメントセンサの測定値
が異常となる恐れのある測定値が予め取り除かれるた
め、位置合わせ精度が向上する。

【００３２】また、本発明の露光装置によれば、上述の
本発明の位置合わせ方法を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例で使用される投影露
光装置を示す概略構成図である。

【図２】（ａ）は、図１の投影露光装置におけるアライ
メント照明光の照射位置と焦点位置検出系からのスポッ
ト光との関係を示す拡大平面図、（ｂ）はウエハ上のシ
ョット領域８に付設されたウエハマークとアライメント
照明光の照射位置との関係を示す拡大平面図である。

【図３】ウエハ上のサンプルショットの配列の一例を示
す平面図である。

【図４】従来の投影露光装置の一例の概略構成を示す斜
視図である。

【図５】従来の投影露光装置におけるアライメント照明
光の照射位置と焦点位置検出系からのスポット光との関
係を示す拡大平面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂアライメント照明光によるスリット光２送光光学系（焦点位置検出系）３受光光学系（焦点位置検出系）４ａ，４ｂウエハマーク５レチクル６投影光学系７ウエハ８ショット領域ＬＦＡＦビーム９ａ〜９ｍスポット光１０ＡＦ処理系１１ＸＸ軸用のアライメントセンサ１２アライメント処理系１３中央制御系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクパターンが転写される基板上のシ
ョット領域に付設された位置合わせ用マークにアライメ
ント用の照明光を照射して、前記位置合わせ用マークの
位置を検出し、該検出結果に基づいて前記マスクパター
ンと前記基板上のショット領域との位置合わせを行う位
置合わせ方法において、所定の計測光を前記基板上の複数の計測点に照射して、
前記複数の計測点での前記基板の高さをそれぞれ検出
し、前記複数の計測点の少なくとも１つを前記位置合わせ用
マーク上に設定し、該計測点での高さ検出結果と他の計測点での高さ検出結
果とを比較し、該比較結果に基づいて、前記位置合わせ用マークの形成
位置における前記基板の高さが前記位置合わせ用マーク
の位置検出に適切か否かを判定することを特徴とする位
置合わせ方法。
【請求項２】基板上の各ショット領域に付設された位
置合わせ用マークにアライメント用の照明光を照射し
て、前記位置合わせ用マークの位置を検出するアライメ
ントセンサを有し、該アライメントセンサの検出結果に
基づいてマスクパターンと前記基板上の各ショット領域
との位置決めを行って、前記各ショット領域に前記マス
クパターンを露光する露光装置において、複数のスポット状の計測光を前記基板上の前記マスクパ
ターンの転写領域上の複数の計測点に斜めに照射して、
前記複数の計測点での前記基板の高さを検出する多点型
の焦点位置検出系を設け、該焦点位置検出系による複数
の計測点の内少なくとも１つを前記アライメントセンサ
からの照明光が照射される位置又はその近傍に設定し、該計測点での検出結果と他の計測点での検出結果との差
に基づいて、前記アライメントセンサによる検出データ
の使用の可否の判定を行う判定手段を設けたことを特徴
とする露光装置。