JPH11265847A - 位置検出方法及び位置検出装置 - Google Patents
位置検出方法及び位置検出装置Info
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- JPH11265847A JPH11265847A JP10263947A JP26394798A JPH11265847A JP H11265847 A JPH11265847 A JP H11265847A JP 10263947 A JP10263947 A JP 10263947A JP 26394798 A JP26394798 A JP 26394798A JP H11265847 A JPH11265847 A JP H11265847A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
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- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
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- Multimedia (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面に薄膜が塗布された検出対象物を、薄膜
の影響を受けずに検出できる位置検出方法及び位置検出
装置を提供すること。 【解決手段】 検出対象物体上に形成されたマークの位
置を検出する位置検出装置において、前記マークを斜め
から照明して得られる反射光を再び前記マークに垂直に
戻して再照明し、前記検出対象物体の情報を検出光学系
により検出することを特徴とする位置検出装置。
の影響を受けずに検出できる位置検出方法及び位置検出
装置を提供すること。 【解決手段】 検出対象物体上に形成されたマークの位
置を検出する位置検出装置において、前記マークを斜め
から照明して得られる反射光を再び前記マークに垂直に
戻して再照明し、前記検出対象物体の情報を検出光学系
により検出することを特徴とする位置検出装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学的に検出対象物
の位置を高精度で測定し、該検出対象物を所定位置に位
置合わせする位置検出方法及び位置検出装置に関し、例
えばこれらを用いて半導体デバイスを製造する所謂ステ
ッパと呼ばれる、投影レンズ系によりレチクル面上の回
路パターンの像をウエハー上の各パターン領域に順次投
影露光して転写し、複数個の半導体デバイスを製造する
ために使用する半導体素子製造用の投影露光装置に好適
なものである。
の位置を高精度で測定し、該検出対象物を所定位置に位
置合わせする位置検出方法及び位置検出装置に関し、例
えばこれらを用いて半導体デバイスを製造する所謂ステ
ッパと呼ばれる、投影レンズ系によりレチクル面上の回
路パターンの像をウエハー上の各パターン領域に順次投
影露光して転写し、複数個の半導体デバイスを製造する
ために使用する半導体素子製造用の投影露光装置に好適
なものである。
【０００２】
【従来の技術】ステッパと呼ばれる半導体素子製造用の
投影露光装置は、縮小投影光学系により、レチクル上に
形成されている回路パターンの像をウエハー上の各パタ
ーン領域に順次縮小投影して転写を行なう。転写の際、
ステッパはウエハー上の各パターン領域をレチクルに対
して正確に位置合わせしてから投影露光を行なう。
投影露光装置は、縮小投影光学系により、レチクル上に
形成されている回路パターンの像をウエハー上の各パタ
ーン領域に順次縮小投影して転写を行なう。転写の際、
ステッパはウエハー上の各パターン領域をレチクルに対
して正確に位置合わせしてから投影露光を行なう。
【０００３】ウエハー上には位置合わせのため予め複数
の位置合わせ用マーク（アライメントマーク）が形成さ
れている。ステッパーにはウエハー上の各パターン領域
の位置情報を得るため、該複数の位置合わせマークを検
出するアライメント顕微鏡が備えられている。該アライ
メント顕微鏡を介して得た各位置合わせマークの位置情
報に基づいてステッパーはレチクルに対するウエハーの
位置を精度良く検知し、レチクルに対しウエハーの各パ
ターン領域を正確に位置合わせする。
の位置合わせ用マーク（アライメントマーク）が形成さ
れている。ステッパーにはウエハー上の各パターン領域
の位置情報を得るため、該複数の位置合わせマークを検
出するアライメント顕微鏡が備えられている。該アライ
メント顕微鏡を介して得た各位置合わせマークの位置情
報に基づいてステッパーはレチクルに対するウエハーの
位置を精度良く検知し、レチクルに対しウエハーの各パ
ターン領域を正確に位置合わせする。
【０００４】アライメント顕微鏡を用いたアライメント
方法としては、TTL アライメント方式（TTL 方式）と、
オフアクシスアライメント方式が知られている。TTL ア
ライメント方式は縮小投影光学系を介して観察を行なう
ためとTTL と呼ばれる。アライメント顕微鏡は露光光と
異なる波長で、且つウエハー上に塗布されたレジストに
非感光性の照明光によりTTL でウエハー表面の位置合わ
せマークを観察し、該観察結果に基づきウエハーの位置
合わせが行われる。
方法としては、TTL アライメント方式（TTL 方式）と、
オフアクシスアライメント方式が知られている。TTL ア
ライメント方式は縮小投影光学系を介して観察を行なう
ためとTTL と呼ばれる。アライメント顕微鏡は露光光と
異なる波長で、且つウエハー上に塗布されたレジストに
非感光性の照明光によりTTL でウエハー表面の位置合わ
せマークを観察し、該観察結果に基づきウエハーの位置
合わせが行われる。
【０００５】一方、オフアクシスアライメント方式は投
影光学系を介さない検出方式で、ウエハーの露光位置と
は別の位置に配置した顕微鏡（オフアクシス顕微鏡）で
位置情報を検出し、ウエハーを露光位置へ送り込んで位
置合わせを行う方式である。
影光学系を介さない検出方式で、ウエハーの露光位置と
は別の位置に配置した顕微鏡（オフアクシス顕微鏡）で
位置情報を検出し、ウエハーを露光位置へ送り込んで位
置合わせを行う方式である。
【０００６】TTL 方式とオフアクシス方式には一長一短
がある。
がある。
【０００７】TTL 方式は投影レンズを介して位置合わせ
情報を検出するため、露光位置とアライメント観察を行
なう位置の間の距離（これをベースラインという）が短
く、ベースラインの時間変化に対し有利である。一方、
オフアクシス方式はベースラインが長いという欠点があ
るものの、投影レンズを通過しないため光学的な検出系
の制約条件が少ないため、TTL 検出系よりも一般に高精
度な検出が行なえる。TTL の場合には露光波長に対して
収差補正された投影レンズを通さねばならないため、ア
ライメント顕微鏡系の波長をブロードバンドに設計する
ことは、露光波長と異なるだけに困難である。
情報を検出するため、露光位置とアライメント観察を行
なう位置の間の距離（これをベースラインという）が短
く、ベースラインの時間変化に対し有利である。一方、
オフアクシス方式はベースラインが長いという欠点があ
るものの、投影レンズを通過しないため光学的な検出系
の制約条件が少ないため、TTL 検出系よりも一般に高精
度な検出が行なえる。TTL の場合には露光波長に対して
収差補正された投影レンズを通さねばならないため、ア
ライメント顕微鏡系の波長をブロードバンドに設計する
ことは、露光波長と異なるだけに困難である。
【０００８】周知の事であるが、単色光を用いるアライ
メント観察系はブロードバンド照明を用いるアライメン
ト観察系に対し、一般にプロセス依存性が大きい。更に
露光線幅の微細化が進み、露光光源にエキシマレーザが
使用されるようになると、露光波長である248nm とアラ
イメントに用いる波長（例えばHeNeレーザーの波長:633
nm）との差が従来のi 線の場合に比べ非常に大きくな
る。このためアライメント波長における投影レンズの色
収差が大きくなる、あるいは露光波長とアライメント波
長の双方に高い透過率を有するコーティング膜が困難で
ある等の理由で、画像検出のTTL 系の設計はほぼ不可能
になってしまう。
メント観察系はブロードバンド照明を用いるアライメン
ト観察系に対し、一般にプロセス依存性が大きい。更に
露光線幅の微細化が進み、露光光源にエキシマレーザが
使用されるようになると、露光波長である248nm とアラ
イメントに用いる波長（例えばHeNeレーザーの波長:633
nm）との差が従来のi 線の場合に比べ非常に大きくな
る。このためアライメント波長における投影レンズの色
収差が大きくなる、あるいは露光波長とアライメント波
長の双方に高い透過率を有するコーティング膜が困難で
ある等の理由で、画像検出のTTL 系の設計はほぼ不可能
になってしまう。
【０００９】上記理由により、エキシマ露光装置以降、
オフアクシスアライメント方式の高精度化はパターンの
微細化に伴ってますます重要になっている。
オフアクシスアライメント方式の高精度化はパターンの
微細化に伴ってますます重要になっている。
【００１０】図6 はオフアクシスアライメント検出系を
もつ従来の半導体露光装置との概略図である。半導体露
光装置の機能と作用は多くの文献や特許により公知であ
るため、ここでは説明を割愛する。オフアクシスアライ
メント検出系1 は縮小投影レンズ2 の近傍に配置され、
ウエハー3 上の不図示のスクライブライン内に配置され
た複数のアライメントマークの位置検出を行っている。
５１はマスク、５２はＣＰＵ、５３はステージ系であ
る。
もつ従来の半導体露光装置との概略図である。半導体露
光装置の機能と作用は多くの文献や特許により公知であ
るため、ここでは説明を割愛する。オフアクシスアライ
メント検出系1 は縮小投影レンズ2 の近傍に配置され、
ウエハー3 上の不図示のスクライブライン内に配置され
た複数のアライメントマークの位置検出を行っている。
５１はマスク、５２はＣＰＵ、５３はステージ系であ
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】オフアクシス方式はTT
L 方式より一般にプロセス依存性が少ないとはいえ、ト
ータルオーバーレイバジェットを考えるとプロセス精度
の占める割合が依然として大きい。大きな原因の一つに
アライメントマークに被るレジストのレンズ効果をあげ
ることができる。
L 方式より一般にプロセス依存性が少ないとはいえ、ト
ータルオーバーレイバジェットを考えるとプロセス精度
の占める割合が依然として大きい。大きな原因の一つに
アライメントマークに被るレジストのレンズ効果をあげ
ることができる。
【００１２】図7 はレジストのレンズ効果を説明したも
のである。上側がマークからの反射光線を示し、下側は
それを受けるＣＣＤの出力を示す。アライメントマーク
のターゲットは所定の段差に形成されるが、プロセスに
より対称、もしくは非対称になった上、一般にはレジス
トが非対称に被覆した断面形状を有する。レジスト表面
に照明された光（Ａ〜Ｄ）の一部は傾斜したレジスト表
面により屈折されて所定の角度で基板面で反射され、レ
ジスト表面から射出する（Ａ’〜Ｄ’）際、再度屈折の
影響を受ける。この２回の屈折効果のため、左右のマー
クエッジから出た光線光路は非対称な変調を受け、プロ
セスエラーの大きな原因の一つとなる。
のである。上側がマークからの反射光線を示し、下側は
それを受けるＣＣＤの出力を示す。アライメントマーク
のターゲットは所定の段差に形成されるが、プロセスに
より対称、もしくは非対称になった上、一般にはレジス
トが非対称に被覆した断面形状を有する。レジスト表面
に照明された光（Ａ〜Ｄ）の一部は傾斜したレジスト表
面により屈折されて所定の角度で基板面で反射され、レ
ジスト表面から射出する（Ａ’〜Ｄ’）際、再度屈折の
影響を受ける。この２回の屈折効果のため、左右のマー
クエッジから出た光線光路は非対称な変調を受け、プロ
セスエラーの大きな原因の一つとなる。
【００１３】本発明は、観察時のレジストの表面におけ
る屈折効果を除去し、レジストやアライメントパターン
の非対称性に起因するプロセスエラーを低減し、高精度
なアライメントができる位置検出方法及び位置検出装置
の提供を目的とする。
る屈折効果を除去し、レジストやアライメントパターン
の非対称性に起因するプロセスエラーを低減し、高精度
なアライメントができる位置検出方法及び位置検出装置
の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は検出対象であるアライメントマークにレジスト
表面の影響を軽減する照明を行ない、プロセスエラーの
低減を図ることを特徴としている。
本発明は検出対象であるアライメントマークにレジスト
表面の影響を軽減する照明を行ない、プロセスエラーの
低減を図ることを特徴としている。
【００１５】本発明の位置検出装置は、 (1-1) 検出対象物体上に形成されたマークの位置を検出
する位置検出装置において、前記マークを斜めから照明
して得られる反射光を再び前記マークに垂直に戻して再
照明し、前記検出対象物体の情報を検出光学系により検
出することを特徴としている。
する位置検出装置において、前記マークを斜めから照明
して得られる反射光を再び前記マークに垂直に戻して再
照明し、前記検出対象物体の情報を検出光学系により検
出することを特徴としている。
【００１６】特に、 (1-1-1) 前記斜め照射する光の入射角θとレジストの屈
折率Ｎｒの関係が、２ｃｏｓθ＝Ｎｒ−１であり、前記
マークから反射して再び前記マークに再結像させる検出
光学系の倍率が１／ｃｏｓθであること。
折率Ｎｒの関係が、２ｃｏｓθ＝Ｎｒ−１であり、前記
マークから反射して再び前記マークに再結像させる検出
光学系の倍率が１／ｃｏｓθであること。
【００１７】(1-1-2) 前記検出光学系の瞳にの瞳フィル
タ挿入機構を設けたこと。
タ挿入機構を設けたこと。
【００１８】(1-1-3) 前記瞳フィルタは前記マークを斜
め照明した時に生じる回折光のみを透過させるフィルタ
と、前記マークを垂直に再照明した時に生じる回折光の
みを透過させるフィルタを備えていること。
め照明した時に生じる回折光のみを透過させるフィルタ
と、前記マークを垂直に再照明した時に生じる回折光の
みを透過させるフィルタを備えていること。
【００１９】(1-1-4) 前記検出光学系の光路が検出対象
物体の垂直方向の位置検出の光路と共用され、アライメ
ントとフォーカス検出を同時に実施できること。
物体の垂直方向の位置検出の光路と共用され、アライメ
ントとフォーカス検出を同時に実施できること。
【００２０】(1-1-5) 前記検出対象物体の検出を所定の
フォーカス基準位置で行なうこと。
フォーカス基準位置で行なうこと。
【００２１】(1-1-6) 前記フォーカス基準位置が前記再
照明光を前記マークと整合させる調整を行なう位置と合
致すること。
照明光を前記マークと整合させる調整を行なう位置と合
致すること。
【００２２】(1-1-7) 前記反射光を再び前記マークに垂
直に戻して再照明する光学系はミラーと１つの結像系を
構成するレンズ群の数を足すと奇数となること等を特徴
としている。
直に戻して再照明する光学系はミラーと１つの結像系を
構成するレンズ群の数を足すと奇数となること等を特徴
としている。
【００２３】(1-2) 検出対象物体上に形成されたマーク
の位置を検出する位置検出装置において、該マーク上の
レジスト形状の光路長と逆の光路長となる波面を形成
し、該形成波面を照明光として、該マークを垂直に照明
する照明系と、該照明系で照明された該マークの像を撮
像手段により検出し、該撮像手段によって検出された画
像をもとに該マークの位置情報を検出することを特徴と
している。
の位置を検出する位置検出装置において、該マーク上の
レジスト形状の光路長と逆の光路長となる波面を形成
し、該形成波面を照明光として、該マークを垂直に照明
する照明系と、該照明系で照明された該マークの像を撮
像手段により検出し、該撮像手段によって検出された画
像をもとに該マークの位置情報を検出することを特徴と
している。
【００２４】特に、 (1-2-1) 前記波面をアダプティブミラーを利用して形成
していること。
していること。
【００２５】(1-2-2) 前記アダプティブミラーは複数の
ミラーの背面を多数の圧電素子を異なる量駆動すること
によって構成していること等を特徴としている。
ミラーの背面を多数の圧電素子を異なる量駆動すること
によって構成していること等を特徴としている。
【００２６】本発明の投影露光装置は、 (1-3)表面にレジスト膜が形成された基板面上の段差構
造のマークの位置を検出する装置であって、該マーク付
近のレジストの表面形状情報を得る手段と、該情報に基
づいて前記レジスト膜を透過した波面が平面波となるよ
うな入射波面の光束を形成する手段と、該光束によって
前記マークを照明して該マークを検出する手段とを有す
ることを特徴としている。
造のマークの位置を検出する装置であって、該マーク付
近のレジストの表面形状情報を得る手段と、該情報に基
づいて前記レジスト膜を透過した波面が平面波となるよ
うな入射波面の光束を形成する手段と、該光束によって
前記マークを照明して該マークを検出する手段とを有す
ることを特徴としている。
【００２７】(2-1) 上記記載の(1-1),(1-2) 又は(1-3)
の位置検出装置を用いてレチクルとウエハーとの位置合
わせを行いレチクル面上のパターンをウエハー面上に投
影露光していることを特徴としている。
の位置検出装置を用いてレチクルとウエハーとの位置合
わせを行いレチクル面上のパターンをウエハー面上に投
影露光していることを特徴としている。
【００２８】本発明の位置検出方法は、 (3-1) 検出対象物体上に形成されたマークの位置を検出
する検出方法において、前記マークを斜めから照明して
得られる反射光を再び前記マークに垂直に戻して再照明
し、前記検出対象物体の情報を検出光学系により検出す
ることを特徴としている。
する検出方法において、前記マークを斜めから照明して
得られる反射光を再び前記マークに垂直に戻して再照明
し、前記検出対象物体の情報を検出光学系により検出す
ることを特徴としている。
【００２９】特に、 (3-1-1) 前記斜め照射する光の入射角θとレジストの屈
折率Ｎｒの関係が、２ｃｏｓθ＝Ｎｒ−１であり、前記
マークから反射して再び前記マークに再結像させる検出
光学系の倍率が１／ｃｏｓθであること。
折率Ｎｒの関係が、２ｃｏｓθ＝Ｎｒ−１であり、前記
マークから反射して再び前記マークに再結像させる検出
光学系の倍率が１／ｃｏｓθであること。
【００３０】(3-1-2) 前記反射光を再び前記マークに垂
直に戻して再照明する光学系はミラーと１つの結像系を
構成するレンズ群の数を足すと奇数となること等を特徴
としている。
直に戻して再照明する光学系はミラーと１つの結像系を
構成するレンズ群の数を足すと奇数となること等を特徴
としている。
【００３１】(3-2) 検出対象物体上に形成されたマーク
の位置を検出する位置検出方法において、該マークの上
のレジスト形状の光路長と逆の光路長となる波面を形成
し、該形成波面を照明光として該マークを垂直に照明
し、該照明したマークの像を撮像手段で検出し、該撮像
手段によって検出した画像を用いて該マークの位置情報
を検出することを特徴としている。
の位置を検出する位置検出方法において、該マークの上
のレジスト形状の光路長と逆の光路長となる波面を形成
し、該形成波面を照明光として該マークを垂直に照明
し、該照明したマークの像を撮像手段で検出し、該撮像
手段によって検出した画像を用いて該マークの位置情報
を検出することを特徴としている。
【００３２】(3-2-1) 前記波面をアダプティブミラーを
利用して形成していること。
利用して形成していること。
【００３３】(3-2-2) 前記アダプティブミラーは複数の
ミラーの背面を多数の圧電素子を異なる量駆動すること
によって構成していること等を特徴としている。
ミラーの背面を多数の圧電素子を異なる量駆動すること
によって構成していること等を特徴としている。
【００３４】(3-3)表面にレジスト膜が形成された基板
面上の段差構造のマークの位置を検出する方法であっ
て、該マーク付近のレジストの表面形状情報を得る工程
と、該情報に基づいて前記レジスト膜を透過した波面が
平面波となるような入射波面の光束を形成する工程と、
該光束によって前記マークを照明して該マークを検出す
る工程とを有することを特徴としている。
面上の段差構造のマークの位置を検出する方法であっ
て、該マーク付近のレジストの表面形状情報を得る工程
と、該情報に基づいて前記レジスト膜を透過した波面が
平面波となるような入射波面の光束を形成する工程と、
該光束によって前記マークを照明して該マークを検出す
る工程とを有することを特徴としている。
【００３５】本発明の投影露光装置は、 (4-1) 構成(3-1),(3-2) 又は(3-3) の位置検出装置を用
いてレチクルとウエハーとの位置合わせを行いレチクル
面上のパターンをウエハー面上に投影露光していること
を特徴としている。
いてレチクルとウエハーとの位置合わせを行いレチクル
面上のパターンをウエハー面上に投影露光していること
を特徴としている。
【００３６】本発明のデバイスの製造方法は、 (5-1) 構成(2-1) 又は(4-1) の投影露光装置を用いてデ
バイスパターンを基板上に転写する工程を含むことを特
徴としている。
バイスパターンを基板上に転写する工程を含むことを特
徴としている。
【００３７】
【発明の実施の形態】図1 から図5 は本発明の位置検出
装置の基本的考え方、及び実施形態１を示すものであ
る。本発明の位置検出装置は図6 の投影露光装置の検出
系１の部分に適用出来るものである。
装置の基本的考え方、及び実施形態１を示すものであ
る。本発明の位置検出装置は図6 の投影露光装置の検出
系１の部分に適用出来るものである。
【００３８】本発明の実施形態１の目的はレジスト界面
での屈折効果を低減してアライメント精度に占めるプロ
セスエラーを低減し、アライメント精度の高精度化を図
るものである。そのため、本実施形態ではレジストによ
る屈折効果をキャンセルし、レジスト入射後に平面波と
なるような波面でマーク（アライメントマーク）を照明
することを特徴としている。上記照明は、例えばアライ
メントマークを斜方から照明し、その反射波面を引き回
して、横倍率を適正に調整し、再び該アライメントマー
クを垂直に照明することによって達成される。
での屈折効果を低減してアライメント精度に占めるプロ
セスエラーを低減し、アライメント精度の高精度化を図
るものである。そのため、本実施形態ではレジストによ
る屈折効果をキャンセルし、レジスト入射後に平面波と
なるような波面でマーク（アライメントマーク）を照明
することを特徴としている。上記照明は、例えばアライ
メントマークを斜方から照明し、その反射波面を引き回
して、横倍率を適正に調整し、再び該アライメントマー
クを垂直に照明することによって達成される。
【００３９】本実施形態１の詳細な手順を図1 で説明す
る。図1 は本発明の位置検出装置の基本構成を示すもの
である。 He-Neレーザや半導体レーザからなる光源4 か
らの光はコリメーターレンズ5 、スリット板6 そしてレ
ンズ7 を介して、ウエハー3面上のアライメントマーク
（マーク）8 を所定の角度θで斜めから照明する。照明
光学系に構成されているスリット6 は照明光とアライメ
ントマーク8 の位置合わせのために使用するが、その機
能については後述する。
る。図1 は本発明の位置検出装置の基本構成を示すもの
である。 He-Neレーザや半導体レーザからなる光源4 か
らの光はコリメーターレンズ5 、スリット板6 そしてレ
ンズ7 を介して、ウエハー3面上のアライメントマーク
（マーク）8 を所定の角度θで斜めから照明する。照明
光学系に構成されているスリット6 は照明光とアライメ
ントマーク8 の位置合わせのために使用するが、その機
能については後述する。
【００４０】マーク8 のレジスト表面で反射した波面は
ミラー10、レンズ9 、ハーフミラー11、PBS （偏光ビー
ムスプリッター）13によって引き回されて上方からλ／
4 板12 とレンズ14を介し同じマーク8 を照明する。マ
ーク8 で反射した明視野画像は元の光路を戻りPBS 13を
透過してレンズ14’によりCCD カメラ等の２次元センサ
16で観察される。光電検出系は２次元センサ以外にも、
シリンドリカルレンズで１次元方向に圧縮して１次元セ
ンサで受光する構成などが適用できる。
ミラー10、レンズ9 、ハーフミラー11、PBS （偏光ビー
ムスプリッター）13によって引き回されて上方からλ／
4 板12 とレンズ14を介し同じマーク8 を照明する。マ
ーク8 で反射した明視野画像は元の光路を戻りPBS 13を
透過してレンズ14’によりCCD カメラ等の２次元センサ
16で観察される。光電検出系は２次元センサ以外にも、
シリンドリカルレンズで１次元方向に圧縮して１次元セ
ンサで受光する構成などが適用できる。
【００４１】本実施形態でアライメントマーク8 からの
反射波面は、レンズ9 、14によって横倍率で４倍に拡大
されてアライメントマーク8 に再入射する。再入射に際
しての縦横倍率の調整を、図4 を用いてさらに詳細に説
明する。
反射波面は、レンズ9 、14によって横倍率で４倍に拡大
されてアライメントマーク8 に再入射する。再入射に際
しての縦横倍率の調整を、図4 を用いてさらに詳細に説
明する。
【００４２】図4 はレジストＲの塗布されたウエハーア
ライメントマーク8 の断面と入射する光の波面Ｗ，Ｗ’
を示すものである。図4 において波面Ｗがレジストに入
射後、平面波Ｗ’になるための、段差部Ｂと周辺部Ａの
光路長差を考える。透過する光が受ける光路差Δはレジ
スト表面の段差d とレジストと空気の屈折率差（nr−1
）の積で与えられるためΔ＝（nr−1 ）d で与えられ
る。レジストRの材質の屈折率nr は1.5 前後の値である
ので、Δ≒0.5dである。従って、反射波面の段差d に対
する縦倍率（光軸方向の倍率）がほぼ0.5 になるように
照明すれば、レジスト表面通過後の透過波面の平面化の
条件を充たすことになる。
ライメントマーク8 の断面と入射する光の波面Ｗ，Ｗ’
を示すものである。図4 において波面Ｗがレジストに入
射後、平面波Ｗ’になるための、段差部Ｂと周辺部Ａの
光路長差を考える。透過する光が受ける光路差Δはレジ
スト表面の段差d とレジストと空気の屈折率差（nr−1
）の積で与えられるためΔ＝（nr−1 ）d で与えられ
る。レジストRの材質の屈折率nr は1.5 前後の値である
ので、Δ≒0.5dである。従って、反射波面の段差d に対
する縦倍率（光軸方向の倍率）がほぼ0.5 になるように
照明すれば、レジスト表面通過後の透過波面の平面化の
条件を充たすことになる。
【００４３】図4 に示す様に最初の照明光のウエハー3
に対する入射角をθとすると、斜入射効果で反射波面の
縦倍率の換算値は 2cos θとなる。入射角を75.5°とす
ると2cosθ＝0.50となり、ほぼ所望の縦倍率が得られ
る。一方、反射波面の横倍率の換算値はcos θで与えら
れ、入射角を75.5°とするとcos θ＝0.25である。４倍
のレンズ系を入れて反射した照明光を引き回し、垂直に
アライメントマークを照明するとトータルの横倍率は１
倍となり、所望の縦横倍率で照明できることがわかる。
に対する入射角をθとすると、斜入射効果で反射波面の
縦倍率の換算値は 2cos θとなる。入射角を75.5°とす
ると2cosθ＝0.50となり、ほぼ所望の縦倍率が得られ
る。一方、反射波面の横倍率の換算値はcos θで与えら
れ、入射角を75.5°とするとcos θ＝0.25である。４倍
のレンズ系を入れて反射した照明光を引き回し、垂直に
アライメントマークを照明するとトータルの横倍率は１
倍となり、所望の縦横倍率で照明できることがわかる。
【００４４】ここではアライメント波長に対するレジス
トの材質の屈折率nrが1.5 の場合を示したが、上記の補
正は微小量なのでnrやθが多少この関係からずれても
(±20%)同様の効果があげられる。例えば光源4 がLDで5
〜10nmの波長幅の光束を有するとき、中心波長に対し
所定の角度で入射すると、他の波長では前述の関係が成
立しない。しかしながら成立しないことにより発生する
誤差は許容範囲内である。
トの材質の屈折率nrが1.5 の場合を示したが、上記の補
正は微小量なのでnrやθが多少この関係からずれても
(±20%)同様の効果があげられる。例えば光源4 がLDで5
〜10nmの波長幅の光束を有するとき、中心波長に対し
所定の角度で入射すると、他の波長では前述の関係が成
立しない。しかしながら成立しないことにより発生する
誤差は許容範囲内である。
【００４５】次に反射照明光のアライメントマークに対
する位置決め方法について説明する。
する位置決め方法について説明する。
【００４６】図1 にもどって光源4 から射出された照明
光はコリメータレンズ５によって平面波に変換され、ス
リット板6 を背面（光源側）から照明する。スリット板
6 は図3 に示されるスリット41、43が切り換えられるよ
うになっている。この時、２次元CCD16 の視野は点線部
44で示す形状をしており、スリット41は視野44に対して
十分小さい矩形の透過窓、スリット43は視野全域の光を
透過する窓になっている。
光はコリメータレンズ５によって平面波に変換され、ス
リット板6 を背面（光源側）から照明する。スリット板
6 は図3 に示されるスリット41、43が切り換えられるよ
うになっている。この時、２次元CCD16 の視野は点線部
44で示す形状をしており、スリット41は視野44に対して
十分小さい矩形の透過窓、スリット43は視野全域の光を
透過する窓になっている。
【００４７】ウエハーチャック近傍の基準マーク台上に
は42で示すマークが配置されている。マーク42はアライ
メント方向に特定ピッチを有する回折格子で、図ではＸ
方向がアライメント方向となっている。
は42で示すマークが配置されている。マーク42はアライ
メント方向に特定ピッチを有する回折格子で、図ではＸ
方向がアライメント方向となっている。
【００４８】投射ビームとアライメントマークの相対位
置調整時にはスリット41とマーク42のペアを用いる。ス
リット41の像はウエハー射影時にマーク42に包含される
形で投影される。ウエハー射影時の位置決めトレランス
をＸ、Ｙ方向で同レベルにするためにL1：L3＝L2：L4と
する。例えばL1：L3＝0.5 ：1 である。またL2は射影後
の長さでスリット位置ではL2’＝L2×cos θになる。ウ
エハーアライメント時にはスリット41を43に切り換え、
ウエハーマーク8 全面を平面波で照射する。このとき、
スリット43の大きさは、ウエハー射影時にアライメント
視野44に対して十分大きくなるように確保する。スリッ
ト43のアライメント方向（Ｘ方向）の幅L5はスリット位
置ではL5’＝L5×cos θとなる。
置調整時にはスリット41とマーク42のペアを用いる。ス
リット41の像はウエハー射影時にマーク42に包含される
形で投影される。ウエハー射影時の位置決めトレランス
をＸ、Ｙ方向で同レベルにするためにL1：L3＝L2：L4と
する。例えばL1：L3＝0.5 ：1 である。またL2は射影後
の長さでスリット位置ではL2’＝L2×cos θになる。ウ
エハーアライメント時にはスリット41を43に切り換え、
ウエハーマーク8 全面を平面波で照射する。このとき、
スリット43の大きさは、ウエハー射影時にアライメント
視野44に対して十分大きくなるように確保する。スリッ
ト43のアライメント方向（Ｘ方向）の幅L5はスリット位
置ではL5’＝L5×cos θとなる。
【００４９】斜め照明光がアライメントマークのどの位
置を照明しているかを知るには、スリット41によって形
成された格子像がマーク42によって回折される3 次と5
次の回折光を用いる。該回折光は図5 に示す様にマーク
ピッチ2.9 μm 、照明波長633nm 、照明光の入射角を7
5.5°とすると、垂直方向から-18.1 °、＋7.2 °に発
生する。NA0.4 の対物レンズ14は受光角が±23.6°なの
で、これら回折光を検出することができ、CCD16 上にス
リット41の像41’を形成する。図1 では像41’を分離検
出するために瞳位置付近に瞳フィルター板26が配置さ
れ、図2 に示す瞳フィルター29を使用してこれら回折光
を選択的に検出する。
置を照明しているかを知るには、スリット41によって形
成された格子像がマーク42によって回折される3 次と5
次の回折光を用いる。該回折光は図5 に示す様にマーク
ピッチ2.9 μm 、照明波長633nm 、照明光の入射角を7
5.5°とすると、垂直方向から-18.1 °、＋7.2 °に発
生する。NA0.4 の対物レンズ14は受光角が±23.6°なの
で、これら回折光を検出することができ、CCD16 上にス
リット41の像41’を形成する。図1 では像41’を分離検
出するために瞳位置付近に瞳フィルター板26が配置さ
れ、図2 に示す瞳フィルター29を使用してこれら回折光
を選択的に検出する。
【００５０】マーク8 で反射した波面はミラー10、ハー
フミラー11、PBS13 によって引き回され、マーク8 を再
び垂直に照明する。この再照明光とマーク42の相対位置
決めにも回折光が用いられる。先に述べた2.9 μm ピッ
チの格子を垂直に照明すると±１次回折光は±12.6°に
発生する。前述の通りNA0.4 の対物レンズ14は受光角が
±23.6°なので±12.6°の回折光を検出することがで
き、瞳フィルター30を使用してCCD16 上でスリット41の
像41”を分離検出することができる。瞳フィルターの切
り換えはモーター27の駆動で行なわれる。CCD16 上では
フィルター29、30を切り換えることで斜め入射によって
回折されたスリット41の像41’と、垂直入射されて形成
されたスリット41の像41”の相対位置を知ることができ
る。次いで41’と41”がアライメント方向であるＸ方向
に一致するようにウエハー3 のフォーカスを調整するこ
とによって、アライメント方向のビーム位置決めが達成
される。また、スリット41の像41’とスリット41の像4
1”がアライメント方向と直交するＹ方向に一致するよ
うに不図示のミラー10のあおり機構を調整することで、
Ｙ方向のビーム位置決めも達成される。この時のフォー
カス基準はフォーカスセンサ21で記憶される。後は、ウ
エハー3 を前記フォーカス基準に一致するようにセット
し、所望の視野内にアライメントマークをセットすれば
該マーク自身の反射波面で該マークを再び照明すること
ができる。これらの作業は系の初期調整で行われるもの
で、露光中のスループットの低下に繋がるものではな
い。
フミラー11、PBS13 によって引き回され、マーク8 を再
び垂直に照明する。この再照明光とマーク42の相対位置
決めにも回折光が用いられる。先に述べた2.9 μm ピッ
チの格子を垂直に照明すると±１次回折光は±12.6°に
発生する。前述の通りNA0.4 の対物レンズ14は受光角が
±23.6°なので±12.6°の回折光を検出することがで
き、瞳フィルター30を使用してCCD16 上でスリット41の
像41”を分離検出することができる。瞳フィルターの切
り換えはモーター27の駆動で行なわれる。CCD16 上では
フィルター29、30を切り換えることで斜め入射によって
回折されたスリット41の像41’と、垂直入射されて形成
されたスリット41の像41”の相対位置を知ることができ
る。次いで41’と41”がアライメント方向であるＸ方向
に一致するようにウエハー3 のフォーカスを調整するこ
とによって、アライメント方向のビーム位置決めが達成
される。また、スリット41の像41’とスリット41の像4
1”がアライメント方向と直交するＹ方向に一致するよ
うに不図示のミラー10のあおり機構を調整することで、
Ｙ方向のビーム位置決めも達成される。この時のフォー
カス基準はフォーカスセンサ21で記憶される。後は、ウ
エハー3 を前記フォーカス基準に一致するようにセット
し、所望の視野内にアライメントマークをセットすれば
該マーク自身の反射波面で該マークを再び照明すること
ができる。これらの作業は系の初期調整で行われるもの
で、露光中のスループットの低下に繋がるものではな
い。
【００５１】図1 に示す様に位置検出装置はこの他、マ
ーク8 のフォーカス位置を検出するためのフォーカス検
出系AFS を具備している。前記斜入射光と垂直照明光の
照明位置はマーク8 の高さがΔＺ変位する毎に相対的に
tanθ×ΔＺだけ横ずれする。前記入射角度75.5°で
は、ΔＺ＝1 μm の変位に対し、照射点が3.9 μm ずれ
る。よって、照射点位置決め精度を向上させるには、正
確な焦点合わせが必要である。図1 のフォーカス検出原
理は公知のスリット光斜入射方式で、例えば本出願人が
特開平1 −112726号公報などで開示した方式である。照
射スリットは照明光位置決め用のスリット41がそのまま
使用可能で、フォーカス検出と本実施形態の位置検出は
共用が可能である。一旦、マーク8 上で結像したスリッ
ト41の像はレンズ9 、24によって所定の倍率に拡大され
た後、シリンドリカルレンズ20によって１次元方向に圧
縮され、１次元CCD21 上に点スポットとして再結像され
る。ウエハー3 の位置が上下方向に変位するとセンサ21
上の光スポットの位置は左右方向にずれる。このずれを
利用してセンサ21上の点スポットの位置を検出し、不図
示の駆動系で駆動することにより、ウエハー3 の高さを
0.1 μm オーダーで位置決めが可能である。先に示した
ように、初期調整によってウエハーを所定の高さに位置
合わせすることにより再照明光とアライメントマークの
位置決めがされるようになっているため、露光シーケン
スにおけるアライメント時は実際フォーカス検出系ＡＦ
Ｓによるフォーカス検出のみで十分である。
ーク8 のフォーカス位置を検出するためのフォーカス検
出系AFS を具備している。前記斜入射光と垂直照明光の
照明位置はマーク8 の高さがΔＺ変位する毎に相対的に
tanθ×ΔＺだけ横ずれする。前記入射角度75.5°で
は、ΔＺ＝1 μm の変位に対し、照射点が3.9 μm ずれ
る。よって、照射点位置決め精度を向上させるには、正
確な焦点合わせが必要である。図1 のフォーカス検出原
理は公知のスリット光斜入射方式で、例えば本出願人が
特開平1 −112726号公報などで開示した方式である。照
射スリットは照明光位置決め用のスリット41がそのまま
使用可能で、フォーカス検出と本実施形態の位置検出は
共用が可能である。一旦、マーク8 上で結像したスリッ
ト41の像はレンズ9 、24によって所定の倍率に拡大され
た後、シリンドリカルレンズ20によって１次元方向に圧
縮され、１次元CCD21 上に点スポットとして再結像され
る。ウエハー3 の位置が上下方向に変位するとセンサ21
上の光スポットの位置は左右方向にずれる。このずれを
利用してセンサ21上の点スポットの位置を検出し、不図
示の駆動系で駆動することにより、ウエハー3 の高さを
0.1 μm オーダーで位置決めが可能である。先に示した
ように、初期調整によってウエハーを所定の高さに位置
合わせすることにより再照明光とアライメントマークの
位置決めがされるようになっているため、露光シーケン
スにおけるアライメント時は実際フォーカス検出系ＡＦ
Ｓによるフォーカス検出のみで十分である。
【００５２】このように本実施形態では斜入射光を検出
対象となるマーク自体に照射して情報を取り出した後、
再び該情報を持った光を元のマークに戻して照明するこ
とが特徴となっている。再照明位置を最適に位置合わせ
された光はレジスト表面の影響がキャンセルされて、図
4 の様に該表面通過後の波面が一様な平面波となる。該
波面を用いてマーク検出を行なえばレジストの表面状態
の影響を除去した形で検出を行なうことができ、位置合
わせ検出の高精度化に寄与する。
対象となるマーク自体に照射して情報を取り出した後、
再び該情報を持った光を元のマークに戻して照明するこ
とが特徴となっている。再照明位置を最適に位置合わせ
された光はレジスト表面の影響がキャンセルされて、図
4 の様に該表面通過後の波面が一様な平面波となる。該
波面を用いてマーク検出を行なえばレジストの表面状態
の影響を除去した形で検出を行なうことができ、位置合
わせ検出の高精度化に寄与する。
【００５３】上述以外で構成上重要なことに、照明光を
引き回す際の、ミラーとレンズの枚数に関する規定があ
る。図10で示したようにレジスト表面上の点Ｐで反射し
た光ｐは、引き回された後、ｐ’として、レジスト表面
上の反射点Ｐと同じ場所を照明しなくては、波面補償す
ることはできない。それは、全ての光線、例えば光線
ｑ、ｑ’についても同様である。光線を引き回す際、ミ
ラーやレンズ系が必要になるが、これらの光学素子は、
波面を進行方向に反転するため、波面Ｗを正立像として
照明するには、ミラーとレンズの合計枚数を奇数枚にす
る必要がある。偶数枚ではなく、奇数枚なのは、レジス
ト表面を反射する際、像が１回反転するからである。こ
こで言うレンズ系とは１つの結像系を構成するレンズ群
を１単位として意味している。
引き回す際の、ミラーとレンズの枚数に関する規定があ
る。図10で示したようにレジスト表面上の点Ｐで反射し
た光ｐは、引き回された後、ｐ’として、レジスト表面
上の反射点Ｐと同じ場所を照明しなくては、波面補償す
ることはできない。それは、全ての光線、例えば光線
ｑ、ｑ’についても同様である。光線を引き回す際、ミ
ラーやレンズ系が必要になるが、これらの光学素子は、
波面を進行方向に反転するため、波面Ｗを正立像として
照明するには、ミラーとレンズの合計枚数を奇数枚にす
る必要がある。偶数枚ではなく、奇数枚なのは、レジス
ト表面を反射する際、像が１回反転するからである。こ
こで言うレンズ系とは１つの結像系を構成するレンズ群
を１単位として意味している。
【００５４】次に本実施例における入射光の偏光状態に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００５５】本実施例の好ましい構成においては、斜入
射光の偏光状態をレジスト表面での反射率を向上させる
ためＳ偏光として照射する。本実施例では入射側のコリ
メータレンズ5 の後に偏光板23を挿入している。また引
き回し後、垂直照明をする際は回折による偏光の影響を
避けるため、円偏光、もしくは無偏光とするのが良い。
このため、図1 では偏光ビームスプリッタPBS13 で反射
した光をλ/4板12によって円偏光照明にしている。
射光の偏光状態をレジスト表面での反射率を向上させる
ためＳ偏光として照射する。本実施例では入射側のコリ
メータレンズ5 の後に偏光板23を挿入している。また引
き回し後、垂直照明をする際は回折による偏光の影響を
避けるため、円偏光、もしくは無偏光とするのが良い。
このため、図1 では偏光ビームスプリッタPBS13 で反射
した光をλ/4板12によって円偏光照明にしている。
【００５６】また照明を無偏光で行う場合は、偏光板23
及び、λ/4板12は不要で、PBS13 はハーフミラーで良
い。
及び、λ/4板12は不要で、PBS13 はハーフミラーで良
い。
【００５７】本発明の投影露光装置では、以上の位置検
出装置を用いてレチクルとウエハーとの位置合わせを行
った後にレチクル面上のパターンをウエハー面上に投影
露光している。
出装置を用いてレチクルとウエハーとの位置合わせを行
った後にレチクル面上のパターンをウエハー面上に投影
露光している。
【００５８】図11は本発明の実施形態２の位置検出装置
の基本原理の説明図である。
の基本原理の説明図である。
【００５９】本発明の実施形態２の目的は実施形態１と
同様にレジスト界面での屈折効果を低減してアライメン
ト精度に占めるプロセスエラーを低減し、アライメント
精度の高精度化を図るものである。そのため、本実施形
態ではレジストによる屈折効果をキャンセルし、レジス
ト入射後に平面波となるような波面でマーク（アライメ
ントマーク）を照明することを特徴としている。
同様にレジスト界面での屈折効果を低減してアライメン
ト精度に占めるプロセスエラーを低減し、アライメント
精度の高精度化を図るものである。そのため、本実施形
態ではレジストによる屈折効果をキャンセルし、レジス
ト入射後に平面波となるような波面でマーク（アライメ
ントマーク）を照明することを特徴としている。
【００６０】上記照明は、例えばアライメントマークを
斜方から照明し、その反射波面を受光し、そこからアラ
イメントマーク上のレジスト形状の情報を取得する。次
にその情報を元にミラーの背面に配置した多数の圧電素
子を異なる量駆動し、アダプティブミラーとする事で、
レジスト形状で発生する光路長差の波面と逆の光路長差
の波面を形成し、その光を照明光とする様に、再び該ア
ライメントマークを該形成波面で垂直に照明することに
よって達成される。
斜方から照明し、その反射波面を受光し、そこからアラ
イメントマーク上のレジスト形状の情報を取得する。次
にその情報を元にミラーの背面に配置した多数の圧電素
子を異なる量駆動し、アダプティブミラーとする事で、
レジスト形状で発生する光路長差の波面と逆の光路長差
の波面を形成し、その光を照明光とする様に、再び該ア
ライメントマークを該形成波面で垂直に照明することに
よって達成される。
【００６１】次に、本実施形態２の詳細な手順を図11で
説明する。図11は本実施形態２の位置検出装置の基本構
成を示すものである。 He-Neレーザや半導体レーザから
なる光源4 からの光の一部はハーフミラー111aを通過し
計測光SLとしてコリメーターレンズ5 、スリット板6 そ
してレンズ7 を介して、ウエハー3 面上のアライメント
マーク（マーク）8 を所定の角度θで斜めから照明す
る。照明光学系に構成されているスリット6 は照明光と
アライメントマーク8 の位置合わせのために使用する
が、その機能については後述する。
説明する。図11は本実施形態２の位置検出装置の基本構
成を示すものである。 He-Neレーザや半導体レーザから
なる光源4 からの光の一部はハーフミラー111aを通過し
計測光SLとしてコリメーターレンズ5 、スリット板6 そ
してレンズ7 を介して、ウエハー3 面上のアライメント
マーク（マーク）8 を所定の角度θで斜めから照明す
る。照明光学系に構成されているスリット6 は照明光と
アライメントマーク8 の位置合わせのために使用する
が、その機能については後述する。
【００６２】マーク8 のレジスト表面で反射した波面は
ミラー10、レンズ9 を介して、ハーフミラー11に入射す
る。
ミラー10、レンズ9 を介して、ハーフミラー11に入射す
る。
【００６３】一方、光源4 からの光束のうちハーフミラ
ー111aで反射した光束RLはレンズ105a，ミラー110aを介
してハーフミラー11に入射している。光束SLと光束SRは
ハーフミラー11で合成し、レンズ24で集光して、シリン
ドリカルレンズ20を介してCCD カメラ等の光電変換素子
（センサー）21上に干渉縞が形成させる。この干渉縞の
位相情報からレジスト表面の形状情報を求めている。
ー111aで反射した光束RLはレンズ105a，ミラー110aを介
してハーフミラー11に入射している。光束SLと光束SRは
ハーフミラー11で合成し、レンズ24で集光して、シリン
ドリカルレンズ20を介してCCD カメラ等の光電変換素子
（センサー）21上に干渉縞が形成させる。この干渉縞の
位相情報からレジスト表面の形状情報を求めている。
【００６４】この位相情報を求める手法としては、色々
あるが、フーリエ変換法と呼ばれている方法が簡便で適
している方法の１つである。このフーリエ変換法につい
ては、例えば光工学ハンドブック（朝倉書店，小瀬輝
次，他共書）のP396の記載を参考にすることができる。
あるが、フーリエ変換法と呼ばれている方法が簡便で適
している方法の１つである。このフーリエ変換法につい
ては、例えば光工学ハンドブック（朝倉書店，小瀬輝
次，他共書）のP396の記載を参考にすることができる。
【００６５】次に、アライメントマーク8 上のレジスト
形状で発生する光路長差の波面と逆の光路長差の波面を
形成する方法の詳細について説明を行う。
形状で発生する光路長差の波面と逆の光路長差の波面を
形成する方法の詳細について説明を行う。
【００６６】まず、レジスト表面と照明したい波面との
関係については先の図4 で説明したのと同様である。
関係については先の図4 で説明したのと同様である。
【００６７】即ち、図4 はレジストＲの塗布されたウエ
ハーアライメントマーク8 の断面と入射する光の波面
Ｗ，Ｗ’を示している。図4 において波面Ｗがレジスト
R の材質に入射後、平面波Ｗ’になるための、段差部Ｂ
と周辺部Ａの光路長差を考える。透過する光が受ける光
路差Δはレジスト表面の段差d とレジストと空気の屈折
率差（nr−1 ）の積で与えられるためΔ＝（nr−1 ）d
で与えられる。レジストの屈折率nr は1.5 前後の値で
あるので、Δ≒0.5dである。従って、反射波面の段差d
に対する縦倍率（光軸方向の倍率）がほぼ0.5 になるよ
うに照明すれば、レジスト表面通過後の透過波面の平面
化の条件を充たすことになる。
ハーアライメントマーク8 の断面と入射する光の波面
Ｗ，Ｗ’を示している。図4 において波面Ｗがレジスト
R の材質に入射後、平面波Ｗ’になるための、段差部Ｂ
と周辺部Ａの光路長差を考える。透過する光が受ける光
路差Δはレジスト表面の段差d とレジストと空気の屈折
率差（nr−1 ）の積で与えられるためΔ＝（nr−1 ）d
で与えられる。レジストの屈折率nr は1.5 前後の値で
あるので、Δ≒0.5dである。従って、反射波面の段差d
に対する縦倍率（光軸方向の倍率）がほぼ0.5 になるよ
うに照明すれば、レジスト表面通過後の透過波面の平面
化の条件を充たすことになる。
【００６８】以上、アライメント波長に対してレジスト
の屈折率nrが1.5 の場合で示したが、この関係から多少
ずれていても（例えば±２０％以内）効果は同様に上げ
られる。例えば、光源4 がLDで、5〜10nmの幅の光束を
有するとき、所定の角度で入射したときに、全ての波長
で前述の関係にはならないがその誤差は許容できる範囲
内である。
の屈折率nrが1.5 の場合で示したが、この関係から多少
ずれていても（例えば±２０％以内）効果は同様に上げ
られる。例えば、光源4 がLDで、5〜10nmの幅の光束を
有するとき、所定の角度で入射したときに、全ての波長
で前述の関係にはならないがその誤差は許容できる範囲
内である。
【００６９】次に図11を使用して、所望の位相を付けた
照明光を形成する方法について説明を行なう。
照明光を形成する方法について説明を行なう。
【００７０】光電変換素子21によりレジストの表面形状
が含まれた干渉縞の強度情報は、通信系131 により、コ
ンピュータ150 へ送られ、例えば前述のフーリエ変換法
等で、実際のレジストの表面形状の情報を算出する。
が含まれた干渉縞の強度情報は、通信系131 により、コ
ンピュータ150 へ送られ、例えば前述のフーリエ変換法
等で、実際のレジストの表面形状の情報を算出する。
【００７１】次にコンピュータ150 より、アダプティブ
ミラーADM へ、その算出したレジストの表面形状分の位
相差をつくる分の多数のピエゾP への駆動情報を通信系
132により送られる。アダプティブミラーADMの駆動の構
成としては前出の光工学ハンドブックのP687からの記載
の様に各種の方法がある。
ミラーADM へ、その算出したレジストの表面形状分の位
相差をつくる分の多数のピエゾP への駆動情報を通信系
132により送られる。アダプティブミラーADMの駆動の構
成としては前出の光工学ハンドブックのP687からの記載
の様に各種の方法がある。
【００７２】例えばHe-Ne レーザを使用したアライメン
ト照明光源141 から射出した光は、偏光ビームスプリッ
タ143 を透過し、λ／4 板144 を透過して、アダプティ
ブミラーADM で反射される。
ト照明光源141 から射出した光は、偏光ビームスプリッ
タ143 を透過し、λ／4 板144 を透過して、アダプティ
ブミラーADM で反射される。
【００７３】前述のピエゾP への駆動量は、この反射を
考慮して、レジストの表面形状での位相差の半分だけア
ダプティブミラーADM も面で位相がつけば良く、反射す
ることでその2 倍（＝レジストの表面形状での位相差
分）の位相がついた所望の波面をもった照明光となる。
考慮して、レジストの表面形状での位相差の半分だけア
ダプティブミラーADM も面で位相がつけば良く、反射す
ることでその2 倍（＝レジストの表面形状での位相差
分）の位相がついた所望の波面をもった照明光となる。
【００７４】この時、アダプティブミラーADM の反射面
145 を、照明するウエハーと共役関係にあるように構成
しておく。
145 を、照明するウエハーと共役関係にあるように構成
しておく。
【００７５】アダプティブミラーADM で反射された光
は、再度λ／4 板144 を透過して偏光方向をS 偏光に変
えられ、今度は偏光ビームスプリッタ143 を反射し、今
度は結像系の偏光ビームスプリッタ117 を反射し、エレ
クター14ｂで中間像116 を形成し、リレーレンズ14a 、
λ／4 板12、対物レンズ14を透過して、ウエハー1 上の
アライメントマーク8 を照明する。
は、再度λ／4 板144 を透過して偏光方向をS 偏光に変
えられ、今度は偏光ビームスプリッタ143 を反射し、今
度は結像系の偏光ビームスプリッタ117 を反射し、エレ
クター14ｂで中間像116 を形成し、リレーレンズ14a 、
λ／4 板12、対物レンズ14を透過して、ウエハー1 上の
アライメントマーク8 を照明する。
【００７６】照明した光は、本実施形態の目的通りに表
面のレジストの影響を受けずに、ウエハー1 のアライメ
ントマーク8 を平面波で照明し、その反射光は、照明し
た順とは逆に、対物レンズ14、λ／4 板12、リレーレン
ズ14a 、エレクター14b を透過して、今度は偏光方向が
P 偏光になっているので、偏光ビームスプリッタ117を
透過し、CCD カメラを構成するCCD （センサー）118 上
にウエハー1 のアライメントマーク8 の像を形成し、そ
の光電変換された信号は、通信系133 でコンピュータ15
0 へ送られ、画像処理等が行なわれ、高精度な位置検出
を可能としている。
面のレジストの影響を受けずに、ウエハー1 のアライメ
ントマーク8 を平面波で照明し、その反射光は、照明し
た順とは逆に、対物レンズ14、λ／4 板12、リレーレン
ズ14a 、エレクター14b を透過して、今度は偏光方向が
P 偏光になっているので、偏光ビームスプリッタ117を
透過し、CCD カメラを構成するCCD （センサー）118 上
にウエハー1 のアライメントマーク8 の像を形成し、そ
の光電変換された信号は、通信系133 でコンピュータ15
0 へ送られ、画像処理等が行なわれ、高精度な位置検出
を可能としている。
【００７７】尚、図11の検出系には、アライメントマー
ク8 のフォーカス位置を検出するためのフォーカス検出
系AFS の機能が具備されている。
ク8 のフォーカス位置を検出するためのフォーカス検出
系AFS の機能が具備されている。
【００７８】前記光源4 から射出した斜入射光はアライ
メントマーク8 の高さがΔZ 変位する毎に相対的に tan
θ×ΔZ だけずれる。
メントマーク8 の高さがΔZ 変位する毎に相対的に tan
θ×ΔZ だけずれる。
【００７９】高精度なレジスト形状情報を得る為には、
まず正確な焦点合わせをする必要がある。フォーカス検
出原理としては、よく知られたスリット光斜入射方式
で、例えば本出願人が特開平1-112726号公報等で開示し
ている方式が適用できる。
まず正確な焦点合わせをする必要がある。フォーカス検
出原理としては、よく知られたスリット光斜入射方式
で、例えば本出願人が特開平1-112726号公報等で開示し
ている方式が適用できる。
【００８０】この方法は、照射スリット6 を一旦アライ
メントマーク8 上で結像させ、更にレンズ 9,24 によっ
て所定の倍率に拡大され、シリンドリカルレンズ20によ
って１次元方向に圧縮して、CCD カメラを構成するセン
サー21上に点スポットとして再結像している。図11でウ
エハー3 の位置が上下方向に変位したとき、センサー21
上の光スポットの位置は左右方向にずれる。ウエハー3
の高さはセンサー21上での点スポットの位置を検出する
ことによって0.1 μm オーダーで位置決め可能である。
メントマーク8 上で結像させ、更にレンズ 9,24 によっ
て所定の倍率に拡大され、シリンドリカルレンズ20によ
って１次元方向に圧縮して、CCD カメラを構成するセン
サー21上に点スポットとして再結像している。図11でウ
エハー3 の位置が上下方向に変位したとき、センサー21
上の光スポットの位置は左右方向にずれる。ウエハー3
の高さはセンサー21上での点スポットの位置を検出する
ことによって0.1 μm オーダーで位置決め可能である。
【００８１】尚、フォーカス位置検出するときには、レ
ジスト形状計測時に使用した、参照光RLが不要となる場
合がある。その時には、シャッター155 で参照光RLをセ
ンサー21へと行かないように遮れば良い。
ジスト形状計測時に使用した、参照光RLが不要となる場
合がある。その時には、シャッター155 で参照光RLをセ
ンサー21へと行かないように遮れば良い。
【００８２】以上説明してきたようにすることでレジス
ト塗布の非対称性に影響されない高精度なアライメント
が可能となり、本実施形態の目的を達成している。
ト塗布の非対称性に影響されない高精度なアライメント
が可能となり、本実施形態の目的を達成している。
【００８３】次に、照明光とアライメントマークとの位
置決め方法について説明する。
置決め方法について説明する。
【００８４】図11において、光源4 と光源141 のそれぞ
れ照明している位置の関係が判っている必要がある。こ
れについては前述した図10で説明したのと同様である。
れ照明している位置の関係が判っている必要がある。こ
れについては前述した図10で説明したのと同様である。
【００８５】図10において、所望の位相差の波面をもっ
た照明光を照明する範囲は、図10で示すようにレジスト
表面上の点P で反射した光p の情報のもとに、照明光p'
として、レジスト表面上の反射点P と同じ場所を照明し
なくては、波面補償することはできない。それは、他の
全ての光線、例えば光線q,q'についても同様である。こ
の為、この関係を求める為に専用のシリコンエッチング
したウエハーSiを使用している。
た照明光を照明する範囲は、図10で示すようにレジスト
表面上の点P で反射した光p の情報のもとに、照明光p'
として、レジスト表面上の反射点P と同じ場所を照明し
なくては、波面補償することはできない。それは、他の
全ての光線、例えば光線q,q'についても同様である。こ
の為、この関係を求める為に専用のシリコンエッチング
したウエハーSiを使用している。
【００８６】図12が、照明光とアライメントマークとの
位置決めが正しく行なわれた後の場合を示す図で、図13
がまだ調整されていない場合を示す図である。
位置決めが正しく行なわれた後の場合を示す図で、図13
がまだ調整されていない場合を示す図である。
【００８７】図12、13においてシリコンエッチングした
ウエハーSiに段差量d のパターンSHを作成しておく。
ウエハーSiに段差量d のパターンSHを作成しておく。
【００８８】このウエハーSiを図11で示す様に本実施形
態の提案に従い、表面形状を求め、それに従った位相差
のある波面を形成し照明する。
態の提案に従い、表面形状を求め、それに従った位相差
のある波面を形成し照明する。
【００８９】但し、この位相差を通常の2 倍（この場合
段差がd なので、位相差は2dつけると言う事）、更に、
図11における、偏光ビームスプリッタ143 を反射して、
本来のアライメント時には使用しない光を、シャッター
153 を開けて、偏光ビームスプリッタ117 を反射させ、
CCD カメラのセンサー18にて、ウエハーSiからの光と干
渉させる。
段差がd なので、位相差は2dつけると言う事）、更に、
図11における、偏光ビームスプリッタ143 を反射して、
本来のアライメント時には使用しない光を、シャッター
153 を開けて、偏光ビームスプリッタ117 を反射させ、
CCD カメラのセンサー18にて、ウエハーSiからの光と干
渉させる。
【００９０】図13に示す様に調整前だと、ウエハーSiか
らの反射光の位相が、ある部分では2d遅れていて、別の
部分では2d進んでいる。この２つの部分が、CCD カメラ
のセンサー118 上での干渉縞強度となって検出できる。
らの反射光の位相が、ある部分では2d遅れていて、別の
部分では2d進んでいる。この２つの部分が、CCD カメラ
のセンサー118 上での干渉縞強度となって検出できる。
【００９１】この場合アダプティブミラーADM の原点を
変化させて、所望の位相差の波面を形成し、その場合で
の干渉縞を計測することで、図12に示す様に反射波面が
平面波Wrとなり、CCD カメラのセンサー118 上での干渉
縞強度がワンカラーとなり、調整が正しく行なわれたこ
ととなる。
変化させて、所望の位相差の波面を形成し、その場合で
の干渉縞を計測することで、図12に示す様に反射波面が
平面波Wrとなり、CCD カメラのセンサー118 上での干渉
縞強度がワンカラーとなり、調整が正しく行なわれたこ
ととなる。
【００９２】尚、アダプティブミラーADM で形成した位
相を作った照明光をウエハー1 に照明するまでに、光源
を引き回す際、ミラーやレンズ系が必要になるが、これ
らの光学素子は、アダプティブミラーADM とウエハー1
での波面と対応する様構成する必要がある。
相を作った照明光をウエハー1 に照明するまでに、光源
を引き回す際、ミラーやレンズ系が必要になるが、これ
らの光学素子は、アダプティブミラーADM とウエハー1
での波面と対応する様構成する必要がある。
【００９３】しかしながら、アダプティブミラーADM で
位相を形成するわけなので、例えばはじめは偶数回の結
像を奇数回に変更せざるを得なくなったら、アダプティ
ブミラーADM 上の２次元座標系を反転することで対応で
きる。ミラー面数変更も同様に、反転する軸の方向での
み、アダプティブミラーADM 上の座標系を反転すれば良
い。
位相を形成するわけなので、例えばはじめは偶数回の結
像を奇数回に変更せざるを得なくなったら、アダプティ
ブミラーADM 上の２次元座標系を反転することで対応で
きる。ミラー面数変更も同様に、反転する軸の方向での
み、アダプティブミラーADM 上の座標系を反転すれば良
い。
【００９４】次に上記説明した位置検出装置と投影露光
装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施形態例
を説明する。
装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施形態例
を説明する。
【００９５】図8 は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
【００９６】ステップ１では半導体デバイスの回路設計
を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路
パターンを形成したマスクを製作する。
を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路
パターンを形成したマスクを製作する。
【００９７】一方、ステップ３（ウエハー製造）ではシ
リコン等の材料を用いてウエハー（ウエハー１１）を製
造する。ステップ４（ウエハープロセス）は前工程と呼
ばれ、前記用意したマスクとウエハーを用いてリソグラ
フィ技術によってウエハー上に実際の回路を形成する。
リコン等の材料を用いてウエハー（ウエハー１１）を製
造する。ステップ４（ウエハープロセス）は前工程と呼
ばれ、前記用意したマスクとウエハーを用いてリソグラ
フィ技術によってウエハー上に実際の回路を形成する。
【００９８】次のステップ５（組み立て）は後工程と呼
ばれ、ステップ４によって作成されたウエハーを用いて
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
ばれ、ステップ４によって作成されたウエハーを用いて
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００９９】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【０１００】図9 は上記ウエハープロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハーの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハー表面
に絶縁膜を形成する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハーの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハー表面
に絶縁膜を形成する。
【０１０１】ステップ１３（電極形成）ではウエハー上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハーにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハーに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では前記説明した露光装置によっ
てマスクの回路パターンをウエハーに焼付露光する。
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハーにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハーに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では前記説明した露光装置によっ
てマスクの回路パターンをウエハーに焼付露光する。
【０１０２】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
ーを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像し
たレジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によってウエハー上に多重に回路パターンが形成され
る。
ーを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像し
たレジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によってウエハー上に多重に回路パターンが形成され
る。
【０１０３】以上、本発明の実施例を説明したが本発明
の適用は半導体製造装置に限ったものでなく、薄い透明
フィルムに覆われた微細構造の観察や、該微細構造を位
置決めする方法や装置に適用可能である。また、公知の
技術の範囲内で種々の構成の変形ができる。
の適用は半導体製造装置に限ったものでなく、薄い透明
フィルムに覆われた微細構造の観察や、該微細構造を位
置決めする方法や装置に適用可能である。また、公知の
技術の範囲内で種々の構成の変形ができる。
【０１０４】
【発明の効果】以上、本発明の位置検出装置を適用した
半導体露光装置では検出対象のマークを斜入射させた光
を再び該マークに戻すことにより、観察時のレジストの
表面における屈折効果を除去することができる。このた
めレジストやアライメントパターンの非対称性に起因す
るプロセスエラーが低減され、高精度なアライメントの
達成と歩留まりが向上するという効果がある。
半導体露光装置では検出対象のマークを斜入射させた光
を再び該マークに戻すことにより、観察時のレジストの
表面における屈折効果を除去することができる。このた
めレジストやアライメントパターンの非対称性に起因す
るプロセスエラーが低減され、高精度なアライメントの
達成と歩留まりが向上するという効果がある。
【０１０５】又、本発明では、レジストによる屈折効果
をキャンセルし、レジスト入射後に平面波となるよう
な、波面を形成し、そのような形成波面でアライメント
マークを再照明して、レジスト界面の屈折効果を低減す
ることができ、これによりアライメント精度に占めるプ
ロセスエラーを低減し、高精度なアライメントを達成す
ることができるという効果が得られる。
をキャンセルし、レジスト入射後に平面波となるよう
な、波面を形成し、そのような形成波面でアライメント
マークを再照明して、レジスト界面の屈折効果を低減す
ることができ、これによりアライメント精度に占めるプ
ロセスエラーを低減し、高精度なアライメントを達成す
ることができるという効果が得られる。
【図１】 本発明の実施例１を示す要部概略図、
【図２】 瞳フィルター板の説明図
【図３】 照明スリットと位置決めマークの説明図
【図４】 屈折効果低減の原理説明図
【図５】 照明光の位置合わせ原理図
【図６】 従来例の投影露光装置の要部概略図
【図７】 レジスト屈折効果説明図
【図８】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
ト
【図９】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
ト
【図１０】 本発明に係るレジスト表面上の反射光の説
明図
明図
【図１１】 本発明の実施形態２の要部概略図
【図１２】 本発明の実施形態２に係る照明光とマーク
との関係を示す説明図
との関係を示す説明図
【図１３】 本発明の実施形態２に係る照明光とマーク
との関係を示す説明図
との関係を示す説明図
1 オフアクシスアライメント系 2 縮小投影レンズ 3 ウエハー 4 アライメント光源 5 コリメータレンズ 6 スリット板 8 ウエハーアライメントマーク 11 ハーフミラー 12 λ/4板 13 偏光ビームスプリッター 14 対物レンズ 16 ２次元センサ 20 シリンドリカルレンズ 21 １次元CCD 26 瞳フィルター板 27 モーター 29、30 瞳フィルター AFS フォーカス系 14a リレーレンズ 14b エレクター 116 中間結像面 117 偏光ビームスプリッタ 118 アライメント用CCD カメラ 131 通信系 132 アダプティブミラー駆動用通信系 141 アライメント用光源 143 偏光ビームスプリッタ 144 λ／4 板 150 コンピュータ 153 シャッター ADM アダプティブミラー P ピエゾ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５Ｂ
Claims (25)
- 【請求項１】 検出対象物体上に形成されたマークの位
置を検出する位置検出装置において、前記マークを斜め
から照明して得られる反射光を再び前記マークに垂直に
戻して再照明し、前記検出対象物体の情報を検出光学系
により検出することを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】 前記斜め照射する光の入射角θとレジス
トの屈折率Ｎｒの関係が、２ｃｏｓθ＝Ｎｒ−１であ
り、前記マークから反射して再び前記マークに再結像さ
せる検出光学系の倍率が１／ｃｏｓθであることを特徴
とする請求項1記載の位置検出装置。 - 【請求項３】 前記検出光学系の瞳にの瞳フィルタ挿入
機構を設けたことを特徴とする請求項2 記載の位置検出
装置。 - 【請求項４】 前記瞳フィルタは前記マークを斜め照明
した時に生じる回折光のみを透過させるフィルタと、前
記マークを垂直に再照明した時に生じる回折光のみを透
過させるフィルタを備えていることを特徴とする請求項
3 記載の位置検出装置。 - 【請求項５】 前記検出光学系の光路が検出対象物体の
垂直方向の位置検出の光路と共用され、アライメントと
フォーカス検出を同時に実施できることを特徴とする請
求項2 記載の位置検出装置。 - 【請求項６】 前記検出対象物体の検出を所定のフォー
カス基準位置で行なうことを特徴とする請求項2 記載の
位置検出装置。 - 【請求項７】 前記フォーカス基準位置が前記再照明光
を前記マークと整合させる調整を行なう位置と合致する
ことを特徴とする請求項6 記載の位置検出装置。 - 【請求項８】 前記反射光を再び前記マークに垂直に戻
して再照明する光学系はミラーと１つの結像系を構成す
るレンズ群の数を足すと奇数となることを特徴とする請
求項１から７のいずれか１項記載の位置検出装置。 - 【請求項９】 請求項１から７のいずれか１項記載の位
置検出装置を用いてレチクルとウエハーとの位置合わせ
を行いレチクル面上のパターンをウエハー面上に投影露
光していることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項１０】 検出対象物体上に形成されたマークの
位置を検出する検出方法において、前記マークを斜めか
ら照明して得られる反射光を再び前記マークに垂直に戻
して再照明し、前記検出対象物体の情報を検出光学系に
より検出することを特徴とする位置検出方法。 - 【請求項１１】 前記斜め照射する光の入射角θとレジ
ストの屈折率Ｎｒの関係が、２ｃｏｓθ＝Ｎｒ−１であ
り、前記マークから反射して再び前記マークに再結像さ
せる検出光学系の倍率が１／ｃｏｓθであることを特徴
とする請求項１０の位置検出方法。 - 【請求項１２】 前記反射光を再び前記マークに垂直に
戻して再照明する光学系はミラーと１つの結像系を構成
するレンズ群の数を足すと奇数となることを特徴とする
請求項１０又は１１の位置検出方法。 - 【請求項１３】 請求項１０から１２のいずれか１項の
位置検出方法を用いてレチクルとウエハーとの位置合わ
せを行いレチクル面上のパターンをウエハー面上に投影
露光していることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項１４】 検出対象物体上に形成されたマークの
位置を検出する位置検出装置において、該マーク上のレ
ジスト形状の光路長と逆の光路長となる波面を形成し、
該形成波面を照明光として、該マークを垂直に照明する
照明系と、該照明系で照明された該マークの像を撮像手
段により検出し、該撮像手段によって検出された画像を
もとに該マークの位置情報を検出することを特徴とする
位置検出装置。 - 【請求項１５】 前記波面をアダプティブミラーを利用
して形成していることを特徴とする請求項１４の位置検
出装置。 - 【請求項１６】 前記アダプティブミラーは複数のミラ
ーの背面を多数の圧電素子を異なる量駆動することによ
って構成していることを特徴とする請求項１５の位置検
出装置。 - 【請求項１７】 請求項１４から１６のいずれか１項記
載の位置検出装置を用いてレチクルとウエハーとの位置
合わせを行いレチクル面上のパターンをウエハー面上に
投影露光していることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項１８】 検出対象物体上に形成されたマークの
位置を検出する位置検出方法において、該マークの上の
レジスト形状の光路長と逆の光路長となる波面を形成
し、該形成波面を照明光として該マークを垂直に照明
し、該照明したマークの像を撮像手段で検出し、該撮像
手段によって検出した画像を用いて該マークの位置情報
を検出することを特徴とする位置検出方法。 - 【請求項１９】 前記波面をアダプティブミラーを利用
して形成していることを特徴とする請求項１８の位置検
出方法。 - 【請求項２０】 前記アダプティブミラーは複数のミラ
ーの背面を多数の圧電素子を異なる量駆動することによ
って構成していることを特徴とする請求項１９の位置検
出方法。 - 【請求項２１】 請求項１８から２０のいずれか１項の
位置検出方法を用いてレチクルとウエハーとの位置合わ
せを行いレチクル面上のパターンをウエハー面上に投影
露光していることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２２】 表面にレジスト膜が形成された基板面
上の段差構造のマークの位置を検出する方法であって、
該マーク付近のレジストの表面形状情報を得る工程と、
該情報に基づいて前記レジスト膜を透過した波面が平面
波となるような入射波面の光束を形成する工程と、該光
束によって前記マークを照明して該マークを検出する工
程とを有することを特徴とする位置検出方法。 - 【請求項２３】 表面にレジスト膜が形成された基板面
上の段差構造のマークの位置を検出する装置であって、
該マーク付近のレジストの表面形状情報を得る手段と、
該情報に基づいて前記レジスト膜を透過した波面が平面
波となるような入射波面の光束を形成する手段と、該光
束によって前記マークを照明して該マークを検出する手
段とを有することを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２４】 請求項２２の位置検出方法を用いてレ
チクルとウエハーとの位置合わせを行い、レチクル面上
のパターンをウエハー面上に投影露光していることを特
徴とする投影露光装置。 - 【請求項２５】 請求項９，１３，１７，２１，２４の
いずれか１項の投影露光装置によってデバイスパターン
を基板上に転写する工程を含むことを特徴とするデバイ
スの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10263947A JPH11265847A (ja) | 1998-01-16 | 1998-09-02 | 位置検出方法及び位置検出装置 |
| US09/231,795 US6266130B1 (en) | 1998-01-16 | 1999-01-15 | Position detecting method and position detecting system |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044498 | 1998-01-16 | ||
| JP10-20444 | 1998-01-16 | ||
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