JPH1167660A - Exposure apparatus, its manufacture, and manufacture of device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sense highly accurately the position of a photosensitive substrate without the preliminary exposure and the removal of the partial regions of a photoresist, by projecting an exposure light on a mask provided with a predetermined pattern, and by transcribing the image of the predetermined pattern on the photosensitive substrate via a projective optical system. SOLUTION: When operating a projective exposure apparatus 10, illuminating uniformly a reticle R by an exposure light (excimer beam) via an illumination system 13, a real pattern in a region PTN of the reticle R is transcribed and imaged on a wafer W by a projective optical system PL. The respective positions of reticle and wafer stages RST, WST are measured accurately by respective reticle stage and wafer stage interference systems 14, 15. In the case of the projective exposure of the reticle pattern, these respective reticle R and wafer W are moved synchronously with each other on the respective reticle and wafer stages RST, WST to perform the exposure of the reticle pattern.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、マスク上の所定
パターンの像を感光性基板上に転写する露光装置、該露
光装置の製造方法、及び該露光装置を用いたデバイスの
製造方法に関し、特に該マスク上のアライメントマーク
と該感光性基板上のアライメントマークを観察しながら
行われる、該感光性基板の位置検出技術に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus for transferring an image of a predetermined pattern on a mask onto a photosensitive substrate, a method for manufacturing the exposure apparatus, and a method for manufacturing a device using the exposure apparatus. The present invention relates to a technique for detecting the position of the photosensitive substrate, which is performed while observing the alignment marks on the mask and the alignment marks on the photosensitive substrate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体デバイスや液晶デバイ
ス等の製造におけるリソグラフィ工程に適用されてきた
ステッパーなどの露光装置では、マスクと感光性基板
（フォトレジスト等の感光性材料が塗布されたウエハや
ガラスプレート）との位置合わせのために、マスク上か
らアライメント顕微鏡でマスク及び感光性基板のアライ
メントマークの観察が行われてきた。このような感光性
基板の位置を検出する技術としては、例えば、特開昭第
６０−１３０７４２号（米国特許第４，６７７，３０１
号）公報に開示されたような、非露光光を用い、かつ投
影光学レンズを介して行われるＴＴＬ（スルーザレン
ズ）アライメント方式（ＬＳＡ−ＬａｓｅｒＳｔｅｐ
Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、特開昭６２ー１７１１２５号公
報に開示されたような、非露光広帯域光を用いて行われ
るオフアクシスアライメント方式（ＦＩＡ−Ｆｉｅｌｄ
Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、あるいは露光光
を用い、かつレチクルを介して行われるＴＴＲ（スルー
ザレチクル）アライメント方式（ＡＳＡ−Ａｕｔｏ Ｓ
ｔｅｐ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）がある。2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus such as a stepper which has been applied to a lithography process in the manufacture of a semiconductor device or a liquid crystal device, a mask and a photosensitive substrate (a wafer coated with a photosensitive material such as a photoresist or the like) For alignment with a glass plate), an alignment microscope has been used to observe alignment marks on the mask and the photosensitive substrate from above the mask. As a technique for detecting the position of the photosensitive substrate, for example, JP-A-60-130742 (U.S. Pat. No. 4,677,301)
TTL (through-the-lens) alignment method (LSA-LaserStep) using non-exposure light and via a projection optical lens as disclosed in
Alignment), an off-axis alignment method (FIA-Field) performed using non-exposure broadband light as disclosed in JP-A-62-171125.
(Image Alignment) or a TTR (through-the-reticle) alignment method (ASA-Auto S) using exposure light and performed through a reticle.
Step Alignment).

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】発明者は、上述の従来
技術を検討した結果、以下のような課題を発見した。す
なわち、上述された従来の位置検出技術のうち、非露光
光を使う上記ＴＴＬアライメント方式では、フォトレジ
ストの感光を防ぐことが可能であり、また、非露光光で
はフォトレジストの透過率が良いので基板上のアライメ
ントマークの検出が容易になる利点がある。逆に、この
方式は、投影光学系の非露光光における収差の影響を受
けてしまう。一般に、投影光学系は収差補正をする範囲
が非常に狭いため、この方式を適用する場合、新たに補
正光学系を組み込む必要があり、装置が複雑化するとい
う課題があった。加えて、非露光光においても補正の都
合上波長幅の狭い単色光に近い照明光を用いる必要があ
り、レジスト干渉の影響は依然として残る。As a result of studying the above-mentioned prior art, the inventors have found the following problems. In other words, of the above-described conventional position detection techniques, the TTL alignment method using non-exposure light can prevent exposure of the photoresist, and the non-exposure light has a good photoresist transmittance. There is an advantage that the alignment mark on the substrate can be easily detected. Conversely, this method is affected by aberration in the non-exposure light of the projection optical system. In general, since the projection optical system has a very narrow range for correcting aberration, when this method is applied, it is necessary to newly incorporate a correction optical system, and there has been a problem that the apparatus becomes complicated. In addition, even for non-exposure light, it is necessary to use illumination light close to monochromatic light with a narrow wavelength width for the sake of correction, and the influence of resist interference still remains.

【０００４】また、非露光広帯域光を用いる上記オフア
クシスアライメント方式では、先のレジスト干渉の欠点
を低減するために広帯域の光で基板上のアライメントマ
ークが観察される。ところが、この方式では、投影光学
系と別にアライメントマーク観察光学系を備える必要が
あり、この二つの光学系の相対位置関係が不安定である
と、位置検出精度が低下したり、スループットが低下す
るという課題があった。In the off-axis alignment method using non-exposure broadband light, an alignment mark on a substrate is observed with broadband light in order to reduce the above-mentioned drawback of resist interference. However, in this method, it is necessary to provide an alignment mark observation optical system separately from the projection optical system, and if the relative positional relationship between the two optical systems is unstable, the position detection accuracy decreases or the throughput decreases. There was a problem that.

【０００５】なお、これらＴＴＬアライメント方式やオ
フアクシスアライメント方式では、投影光学系とは異な
る光学系が用意される。したがって、これらの方式で
は、各光学系間のオフセット値を計るためにフィデュー
シャルマークなどの基準マークを予め設ける必要があ
り、装置の複雑化を招くという課題があった。In the TTL alignment method and the off-axis alignment method, an optical system different from the projection optical system is prepared. Therefore, in these systems, it is necessary to provide a fiducial mark or other reference mark in advance in order to measure the offset value between the respective optical systems, causing a problem that the apparatus becomes complicated.

【０００６】さらに、露光光を用い、かつレチクルを介
して直接基板上のアライメントマークを観察する必要が
ある場合に用いられるＴＴＲアライメント方式では、検
出光（マーク観察のために基板上に照射される照明光）
として露光光を用いるので、投影光学系の収差の影響を
受けない。一方、この方式では感光性基板のフォトレジ
ストとして、ノボラック系の有機材料が用いられる。こ
のようなフォトレジストは、露光光に対して感光前の透
過率が悪く、アライメントマークの観察に際し、該アラ
イメントマークからの検出光が微弱でＳＮ比（Ｓｉｇｎ
ａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が悪くなるとう課題が
あった。また、このようなフォトレジストの場合、露光
中に透過率が高くなって行くブリーチングや屈折率が刻
々と変化する現象も起こる。その結果、アライメントマ
ークの像は複雑に歪み、位置検出の誤差が非常に大きく
なってしまう。そのため、従来は露光光をある程度照射
することによりフォトレジストの光透過率を高くして屈
折率変化の起こらない状態に安定させるために予備露光
（予めアライメントマークを覆っている部分を感光させ
て露光光に対してレジストを透明化する）を行ったり、
例えば米国特許第５，６５６，２２９号に開示されたよ
うに該アライメントマークを覆っている部分を除去して
該アライメントマークを露出させていた。この場合、さ
らに基板位置の検出に手間がかかってスループットの低
下を招き、また、その部分（アライメントマークを覆っ
ているフォトレジストの一部）がエッチングなどで加工
される場合、アライメントマークの保護が困難になる。Further, in a TTR alignment method used when it is necessary to use an exposure light and directly observe an alignment mark on a substrate through a reticle, a detection light (which is irradiated onto the substrate for mark observation) is used. Illumination light)
Is not affected by aberration of the projection optical system. On the other hand, in this method, a novolak organic material is used as a photoresist of a photosensitive substrate. Such a photoresist has a poor transmittance to exposure light before exposure, and when observing an alignment mark, the detection light from the alignment mark is weak and the SN ratio (Sign) is low.
al Noise Ratio). Further, in the case of such a photoresist, bleaching in which the transmittance increases during exposure and a phenomenon in which the refractive index changes every moment occur. As a result, the image of the alignment mark is complicatedly distorted, and the position detection error becomes extremely large. For this reason, in the past, pre-exposure (exposing a portion previously covered with the alignment mark by exposing it to light to increase the light transmittance of the photoresist by irradiating the exposure light to some extent and stabilizing it so that the refractive index does not change. To make the resist transparent to light)
For example, as disclosed in US Pat. No. 5,656,229, a portion covering the alignment mark is removed to expose the alignment mark. In this case, the detection of the substrate position is troublesome, which leads to a decrease in throughput. In addition, when the portion (a part of the photoresist covering the alignment mark) is processed by etching or the like, the protection of the alignment mark is not performed. It becomes difficult.

【０００７】この発明は上述のような種々の課題を解決
するためになされたものであり、感光性基板のアライメ
ントマークを覆っているフォトレジストの一部領域の予
備露光や除去を行うことなく、簡単な構成でかつ高精度
な基板位置も検出を可能にする構造を備えた露光装置、
該露光装置の製造方法、及び該露光装置を用いたデバイ
スの製造方法を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned various problems, and does not require preliminary exposure or removal of a part of a photoresist covering an alignment mark of a photosensitive substrate. An exposure apparatus having a simple structure and a structure capable of detecting a highly accurate substrate position,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing the exposure apparatus and a method for manufacturing a device using the exposure apparatus.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係るデバイス
の製造方法は、アライメントマークが設けられている表
面に露光光及び検出光に対して透明な透明フォトレジス
トが塗布された感光性基板を所定の位置に設置する第１
工程と、該検出光を利用して該アライメントマークの位
置を検出し、得られた検出結果に基づいて感光性基板の
設置位置を調整する第２工程（アライメント工程）と、
所定パターンが設けられたマスクに露光光を照射し、該
所定パターンの像を投影光学系を介して感光性基板上に
転写する第３工程とを備えている。なお、アライメント
マークの検出に利用される検出光は、露光波長を含む所
定範囲（露光波長をλとするとき、λ±１００ｎｍの範
囲）の波長を有する。According to a method of manufacturing a device according to the present invention, a photosensitive substrate having a surface provided with an alignment mark and coated with a transparent photoresist transparent to exposure light and detection light is provided. The first to be installed at the position of
A step of detecting the position of the alignment mark using the detection light, and adjusting the installation position of the photosensitive substrate based on the obtained detection result (alignment step);
A third step of irradiating the mask provided with the predetermined pattern with exposure light and transferring an image of the predetermined pattern onto a photosensitive substrate via a projection optical system. The detection light used for detecting the alignment mark has a wavelength in a predetermined range including the exposure wavelength (when the exposure wavelength is λ, a range of λ ± 100 nm).

【０００９】特に、第１工程で用意される感光性基板
は、アライメントマークが設けられた表面にフォトレジ
ストが塗布された基板を意味し、この発明は、係るフォ
トレジストとして、露光光及び検出光に対して透明な透
明フォトレジストが適用されたことを特徴としている。
なお、この透明フォトレジストは、露光光及び検出光に
対して膜厚１μｍ当り１０％以上の透過率を有するレジ
ストであって、具体的には化学増幅型フォトレジストが
好ましい。In particular, the photosensitive substrate prepared in the first step means a substrate on which a photoresist is applied on a surface provided with an alignment mark. Is characterized in that a transparent photoresist is applied.
This transparent photoresist is a resist having a transmittance of 10% or more per 1 μm of film thickness to exposure light and detection light, and specifically, a chemically amplified photoresist is preferable.

【００１０】また、この発明に係るデバイスの製造方法
は、上記第２工程において、露光光の適正露光量以下に
なるように光量が調節された状態で、検出光が感光性基
板上のアライメントマークに向けて照射されることを特
徴としている。なお、適正露光量とは、露光時に上記透
明フォトレジストを感光させるのに充分な露光光の光量
を意味する。上記検出光の光量は、アライメントマーク
を十分保護するため、露光光の適正露光量の３分の１以
下であることが好ましい。さらに好ましくは、上記透明
フォトレジストの光学特性への影響を避けるため、検出
光の光量は、該透明フォトレジストが感光する閾値以下
である。Further, in the device manufacturing method according to the present invention, in the second step, the detection light is adjusted so that the amount of the exposure light is equal to or less than an appropriate amount of the exposure light. It is characterized by being irradiated toward. Here, the appropriate exposure amount means an amount of exposure light sufficient to expose the transparent photoresist at the time of exposure. The light amount of the detection light is preferably one third or less of the appropriate exposure amount of the exposure light in order to sufficiently protect the alignment mark. More preferably, in order to avoid affecting the optical characteristics of the transparent photoresist, the amount of detection light is equal to or less than a threshold value at which the transparent photoresist is exposed.

【００１１】なお、発明者は、基板表面に反射防止コー
ティング（ＢＡＲＣ）が施されている場合、検出光の光
量は露光光の適正露光量の１０％程度で十分アライメン
トマークが観察できることを確認した。また、発明者
は、基板表面に上記反射コーティングが施されていない
場合、検出光の光量が該適正露光量の２〜３％程度であ
っても十分アライメントマークが観察できることも確認
した。The inventor has confirmed that when an anti-reflection coating (BARC) is applied to the substrate surface, the amount of detection light is about 10% of the proper exposure amount of exposure light, and the alignment mark can be sufficiently observed. . The inventor has also confirmed that when the reflective coating is not applied to the substrate surface, the alignment mark can be sufficiently observed even when the amount of the detection light is about 2 to 3% of the appropriate exposure amount.

【００１２】以上のように、この発明に係るデバイスの
製造方法は、感光性基板上のアライメントマークの観察
を可能にする前処理を実施することなく、上記第１工程
に続いて上記第２工程を連続して実施することを特徴と
している。この前処理としては、上述されたような、感
光性基板上のアライメントマークを覆っているフォトレ
ジストの一部に露光光を照射することにより、該フォト
レジストを透明化する処理（予備露光）や、該フォトレ
ジストの該一部を取り除いてアライメントマークを露出
させる処理などである。したがって、この発明によれ
ば、係る前処理を行うことなくアライメントマークを観
察し、あるいは露光光の照射によるアライメントマーク
の位置する部分のフォトレジストの感光を抑えて、高精
度のアライメントを行った後、マスク上のパターンの像
を感光性基板上に転写することが可能となる。As described above, according to the device manufacturing method of the present invention, the first step is performed after the second step without performing the pretreatment for enabling the observation of the alignment mark on the photosensitive substrate. Are continuously performed. As the pre-processing, as described above, a part of the photoresist covering the alignment mark on the photosensitive substrate is irradiated with exposure light to make the photoresist transparent (preliminary exposure), And removing the part of the photoresist to expose the alignment mark. Therefore, according to the present invention, after performing alignment with high precision by observing the alignment mark without performing such pre-processing, or suppressing exposure of the photoresist at a position where the alignment mark is positioned by irradiation of exposure light, This makes it possible to transfer the image of the pattern on the mask onto the photosensitive substrate.

【００１３】また、この発明に係るデバイスの製造方法
を実現するための露光装置は、上記感光性基板を搭載し
た状態で、該感光性基板を移動させるための第１ステー
ジと、所定パターンが設けられたマスクを搭載した状態
で、該マスクを移動させるための第２ステージと、該マ
スクに所定波長の露光光を照射するための照明光学系
と、該マスク上の所定パターンの像を感光性基板上に転
写するための投影光学系と、感光性基板の位置を検出す
るための検出光（露光光と同じ波長かその近傍の波長を
有する）を供給するための検出光供給装置を有するアラ
イメント系と、検出光の積算光量が露光光の適正露光量
以下になるよう検出光供給装置を制御するための光量調
節装置とを備えている。An exposure apparatus for realizing the device manufacturing method according to the present invention is provided with a first stage for moving the photosensitive substrate with the photosensitive substrate mounted thereon and a predetermined pattern provided thereon. A second stage for moving the mask with the mask mounted thereon, an illumination optical system for irradiating the mask with exposure light of a predetermined wavelength, and a photosensitive pattern image on the mask. Alignment having a projection optical system for transferring onto a substrate and a detection light supply device for supplying detection light (having the same wavelength as or near exposure light) for detecting the position of the photosensitive substrate And a light amount adjusting device for controlling the detection light supply device so that the integrated light amount of the detection light is equal to or less than the appropriate exposure amount of the exposure light.

【００１４】ここで、露光光あるいは検出光の積算光量
は、強度（光密度）と照射時間の積で表される。したが
って、上記光量調節装置は、検出光の強度と照射時間の
少なくとも一方を監視しながら、感光性基板上に照射さ
れる検出光の積算光量を直接調節する。なお、検出光が
パルス光の場合には該パルス数を調節することにより該
検出光の積算光量を調節することが可能である。Here, the integrated light amount of the exposure light or the detection light is represented by the product of the intensity (light density) and the irradiation time. Therefore, the light amount adjusting device directly adjusts the integrated light amount of the detection light irradiated on the photosensitive substrate while monitoring at least one of the intensity of the detection light and the irradiation time. In the case where the detection light is pulse light, it is possible to adjust the integrated light amount of the detection light by adjusting the number of pulses.

【００１５】このような構成により、この発明に係る露
光装置は、感光性基板を投影露光する際に、感光性基板
のアライメントマークを覆っているフォトレジストの一
部に対し予備露光を行ったり該一部を除去することなし
に、高精度な基板位置の検出を可能にする。With such a configuration, the exposure apparatus according to the present invention performs preliminary exposure on a part of the photoresist covering the alignment mark of the photosensitive substrate when projecting and exposing the photosensitive substrate. It is possible to detect a substrate position with high accuracy without removing a part.

【００１６】なお、上記露光装置の製造方法は、上記感
光性基板を搭載した状態で、該感光性基板を移動させる
ための第１ステージを用意する第１工程と、所定パター
ンが設けられたマスクを搭載した状態で、該マスクを移
動させるための第２ステージを用意する第２工程と、該
マスクに所定波長の露光光を照射するための照明光学系
を用意する第３工程と、該マスク上の所定パターンの像
を感光性基板上に転写するための投影光学系を用意する
第４工程と、感光性基板の位置を検出するための検出光
（露光光と同じ波長かその近傍の波長を有する）を供給
するための検出光供給装置を有するアライメントを用意
する工程と、感光性基板上に照射される検出光の光量を
調節するための光量調節装置を用意する工程とを、少な
くとも備えている。The method of manufacturing the exposure apparatus includes a first step of preparing a first stage for moving the photosensitive substrate with the photosensitive substrate mounted thereon, and a mask provided with a predetermined pattern. A second stage for preparing the second stage for moving the mask while the mask is mounted, a third step for preparing an illumination optical system for irradiating the mask with exposure light having a predetermined wavelength, and the mask A fourth step of preparing a projection optical system for transferring the image of the predetermined pattern on the photosensitive substrate, and detecting light (the same wavelength as the exposure light or a wavelength near the same) for detecting the position of the photosensitive substrate. At least including a step of preparing an alignment having a detection light supply device for supplying the photosensitive substrate, and a step of preparing a light amount adjustment device for adjusting the light amount of the detection light irradiated on the photosensitive substrate. ing

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る各実施例を
図１〜図６を用いて説明する。なお、図中の同一部分、
同一部品については同一符号を付して重複する説明を省
略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition, the same part in the figure,
The same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【００１８】図１は、この発明に係る露光装置（この発
明に係るデバイスの製造方法を実現する装置）の概略構
成を示す図である。この露光装置はいわゆるレンズスキ
ャン方式の露光装置である。スキャン方向は図中で紙面
と平行な左右方向である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the present invention (apparatus for realizing a device manufacturing method according to the present invention). This exposure apparatus is a so-called lens scan type exposure apparatus. The scanning direction is a left-right direction parallel to the paper surface in the figure.

【００１９】図１において、マスクあるいはレチクルＲ
は、レチクルステージＲＳＴ上に載置されている。一
方、感光性基板であるウエハＷが、ウエハステージＷＳ
Ｔ上に載置されており、レチクルＲ上に形成された実パ
ターン（レチクルパターン）をウエハＷ上に転写する投
影光学系ＰＬが、レチクルステージＲＳＴとウエハステ
ージＷＳＴとの間に配置されている。ここで、レチクル
ＲとウエハＷとは、投影光学系ＰＬに関して共役な関係
に置かれる。In FIG. 1, a mask or reticle R
Are mounted on a reticle stage RST. On the other hand, the wafer W, which is a photosensitive substrate, is placed on the wafer stage WS.
A projection optical system PL that is mounted on T and transfers an actual pattern (reticle pattern) formed on reticle R onto wafer W is arranged between reticle stage RST and wafer stage WST. . Here, reticle R and wafer W are conjugated with respect to projection optical system PL.

【００２０】レチクルＲに対して上記投影光学系ＰＬの
反対側には、レチクルＲを均一に照明する照明光学系１
３及び照明光源１２が配置されている。On the opposite side of the projection optical system PL with respect to the reticle R, an illumination optical system 1 for uniformly illuminating the reticle R
3 and an illumination light source 12 are arranged.

【００２１】レチクルステージＲＳＴの近傍には、該レ
チクルステージＲＳＴの位置を計測するレチクルステー
ジ干渉系１４が設けられており、また、ウエハステージ
ＷＳＴの近傍にも、該ウエハステージＷＳＴの位置を計
測するウエハステージ干渉系１５が設けられている。A reticle stage interference system 14 for measuring the position of reticle stage RST is provided near reticle stage RST, and the position of wafer stage WST is also measured near wafer stage WST. A wafer stage interference system 15 is provided.

【００２２】一方、レチクルステージＲＳＴの位置は、
レチクルステージ駆動装置１６が所望の位置に設定され
るよう制御しており、ウエハステージＷＳＴの位置もウ
エハステージ駆動装置１７が所望の位置に設定されるよ
う制御している。On the other hand, the position of reticle stage RST is
Reticle stage driving device 16 is controlled to be set at a desired position, and the position of wafer stage WST is also controlled so that wafer stage driving device 17 is set to a desired position.

【００２３】さらに、この投影露光装置１０には、レチ
クルステージ干渉系１４とウエハステージ干渉系１５か
らの計測信号を受け、レチクルステージ駆動装置１６と
ウエハステージ駆動装置１７を制御する制御系２１が設
けられている。Further, the projection exposure apparatus 10 is provided with a control system 21 which receives measurement signals from the reticle stage interference system 14 and the wafer stage interference system 15 and controls the reticle stage drive 16 and the wafer stage drive 17. Have been.

【００２４】図２は、この発明に係るデバイスの製造方
法に利用されるレチクル（マスク）の一例を示す平面図
である。図２に示されたように、レチクルＲは、外形が
矩形であり、その中に矩形のパターン領域ＰＴＮが設け
られている。外形の矩形とパターン領域ＰＴＮの矩形と
の間の額縁状の枠内には、各矩形の平行な辺の間に光を
通過させる長方形状の窓２０１と、窓２０１の両側に位
置する縞状のレチクルアライメントマークＲＡＭが形成
られている。なお、このアライメントマークＲＡＭの縞
の長手方向は、上記窓２０１の短辺と平行になってい
る。FIG. 2 is a plan view showing an example of a reticle (mask) used in the device manufacturing method according to the present invention. As shown in FIG. 2, the reticle R has a rectangular outer shape, and a rectangular pattern region PTN is provided therein. Inside a frame of a frame between the outer shape rectangle and the rectangle of the pattern area PTN, a rectangular window 201 for allowing light to pass between parallel sides of each rectangle and stripes located on both sides of the window 201 Reticle alignment mark RAM is formed. The longitudinal direction of the stripes of the alignment mark RAM is parallel to the short side of the window 201.

【００２５】額縁状の枠内には、パターン領域ＰＴＮを
挟むように、もう一組の窓２０１とレチクルアライメン
トマークＲＡＭが形成されている。一方、ウエハＷ上に
はレチクルアライメントマークＲＡＭと同様な形状のマ
ーク（ウエハアライメントマークＷＡＭ）が形成されて
いる。In the frame, another set of windows 201 and reticle alignment marks RAM are formed so as to sandwich the pattern area PTN. On the other hand, a mark (wafer alignment mark WAM) having a shape similar to that of reticle alignment mark RAM is formed on wafer W.

【００２６】レチクルＲ及びウエハＷは、レチクルＲが
レチクルステージＲＳＴ上に載置されたとき、窓２０１
と投影光学系ＰＬに関して共役なウエハ上の位置にウエ
ハアライメントマークＷＡＭが位置するよう、それぞれ
設置される。When reticle R is mounted on reticle stage RST, reticle R and wafer W are placed in window 201.
The wafer alignment mark WAM is located at a position on the wafer conjugate with respect to the projection optical system PL.

【００２７】レチクルステージＲＳＴと照明光学系１３
との間には、折り曲げミラー３５が配置されており、外
部からの照明光（アライメント光）が、窓２０１及びレ
チクルアライメントマークＲＡＭに照射される。窓２０
１を通過したウエハアライメントマークＷＡＭからの反
射光及びレチクルアライメントマークＲＡＭからの反射
光の、折り曲げミラー３５によって偏向された進行方向
には、アライメント光学系３１、ビームスプリッター３
４、そしてＣＣＤ等の撮像素子３６がこの順に配列され
ている。撮像素子３６で検出された検出信号は、制御系
２１に導かれる。Reticle stage RST and illumination optical system 13
A folding mirror 35 is disposed between the window 201 and the window 201 and the reticle alignment mark RAM. Window 20
The alignment optical system 31 and the beam splitter 3 reflect the reflected light from the wafer alignment mark WAM and the reflected light from the reticle alignment mark RAM that have passed through the mirror 1 in the traveling direction deflected by the bending mirror 35.
4, and an image sensor 36 such as a CCD is arranged in this order. The detection signal detected by the image sensor 36 is guided to the control system 21.

【００２８】なお、アライメント光学系３１は、ウエハ
アライメントマークＷＡＭ及びレチクルアライメントマ
ークＲＡＭに対してアライメント光を照射するアライメ
ント照射光学系と、ウエハアライメントマークＷＡＭ及
びレチクルアライメントマークＲＡＭからの反射光を検
出するために各マークの反射光を集光するアライメント
検出光学系とを兼用している。The alignment optical system 31 detects an alignment irradiation optical system that irradiates the alignment light to the wafer alignment mark WAM and the reticle alignment mark RAM, and detects the reflected light from the wafer alignment mark WAM and the reticle alignment mark RAM. For this purpose, it also serves as an alignment detection optical system that collects the reflected light of each mark.

【００２９】ビームスプリッター３４には、光ファイバ
ー３３の出射端からの光が照射されるように構成されて
いる。光ファイバー３３の入射端はアライメント光源３
１に接続されている。なお、光ファイバー３３の入射端
は、照明光源１２に接続されて、レチクルＲへの照射光
を分光して照明するように構成されていてもよい。The beam splitter 34 is configured to be irradiated with light from the output end of the optical fiber 33. The incident end of the optical fiber 33 is the alignment light source 3
1 connected. In addition, the incident end of the optical fiber 33 may be connected to the illumination light source 12 so as to spectrally illuminate the irradiating light to the reticle R.

【００３０】ここで、ウエハアライメントマークＷＡＭ
及びレチクルアライメントマークＲＡＭに対して照射さ
れるべきアライメント光（検出光）としては、露光波長
またはその露光波長近傍の波長を持つ光（露光光）が用
いられている。したがって、光ファイバー３３の入射端
がアライメント光源３１に接続されている場合には、こ
のアライメント光源３１は、露光波長またはその露光波
長近傍の波長を持つ光をアライメント光として供給し、
ウエハアライメントマークＷＡＭ及びレチクルアライメ
ントマークＲＡＭに該アライメント光が照射される。Here, the wafer alignment mark WAM
As the alignment light (detection light) to be applied to the reticle alignment mark RAM, light having an exposure wavelength or a wavelength near the exposure wavelength (exposure light) is used. Therefore, when the incident end of the optical fiber 33 is connected to the alignment light source 31, the alignment light source 31 supplies light having an exposure wavelength or a wavelength near the exposure wavelength as alignment light,
The alignment light is applied to the wafer alignment mark WAM and the reticle alignment mark RAM.

【００３１】また、光フィアバー３３の入射端が露光用
照明光源１２に接続されている場合には、露光波長を持
つ光がアライメント光として、ウエハアライメントマー
クＷＡＭ及びレチクルアライメントマークＲＡＭを照射
する。When the incident end of the optical fiber bar 33 is connected to the exposure illumination light source 12, light having an exposure wavelength irradiates the wafer alignment mark WAM and the reticle alignment mark RAM as alignment light.

【００３２】なお、露光波長を含む所定範囲の波長を有
するアライメント光（検出光）、すなわち露光光の波長
（露光波長）と同じかその近傍の波長を有する光とは、
露光波長をλｅ（ｎｍ）とするとき、λｅ±１００ｎｍ
の範囲内に存在する波長を有する光を意味する。このと
き、投影光学系ＰＬは、λｅ±１００ｎｍの範囲内で色
収差が補正されていることが望ましい。さらに、投影光
学系ＰＬの色収差の補正を容易にするという観点からす
れば、アライメント光は、λｅ±５０ｎｍの範囲内に存
在する波長を有することがより好ましい。さらには、投
影光学系ＰＬの色収差の補正並びに投影光学系の構成を
簡素化するためには、アライメント光は、λｅ±３０ｎ
ｍの範囲内に存在する波長を有することがより一層好ま
しい。ただし、アライメント光の波長を露光波長に一致
させた場合（露光光そのもの）には、投影光学系ＰＬの
色収差の補正は不要であるため、投影光学系ＰＬの構成
の簡素化を十分に果たすことができる。よって、投影光
学系ＰＬの構成の簡素化を十分に果たすという観点で
は、アライメント光の波長は、露光波長の近傍の波長よ
りも露光波長であることより好ましい。The alignment light (detection light) having a wavelength in a predetermined range including the exposure wavelength, that is, light having a wavelength equal to or close to the wavelength of the exposure light (exposure wavelength),
When the exposure wavelength is λe (nm), λe ± 100 nm
Means light having a wavelength within the range of At this time, it is desirable that the chromatic aberration of the projection optical system PL is corrected within the range of λe ± 100 nm. Further, from the viewpoint of facilitating the correction of the chromatic aberration of the projection optical system PL, it is more preferable that the alignment light has a wavelength within the range of λe ± 50 nm. Further, in order to correct the chromatic aberration of the projection optical system PL and to simplify the configuration of the projection optical system, the alignment light is λe ± 30n
It is even more preferred to have a wavelength lying in the range m. However, when the wavelength of the alignment light is made to coincide with the exposure wavelength (exposure light itself), it is not necessary to correct the chromatic aberration of the projection optical system PL, so that the configuration of the projection optical system PL can be sufficiently simplified. Can be. Therefore, from the viewpoint of sufficiently simplifying the configuration of the projection optical system PL, the wavelength of the alignment light is more preferably the exposure wavelength than the wavelength near the exposure wavelength.

【００３３】図１に示された露光装置１０では、アライ
メント光源３２が、露光光を供給する露光用照明光源１
２と同様に、露光波長を有するアライメント光を供給す
るものとして説明する。In the exposure apparatus 10 shown in FIG. 1, the alignment light source 32 is an exposure illumination light source 1 for supplying exposure light.
The description will be made assuming that alignment light having an exposure wavelength is supplied, as in the case of FIG.

【００３４】照明光源１２とアライメント光源３２と
は、光量調節装置１１と電気的に接続されており、照明
光源１２とアライメント光源３２とによる照明光のエネ
ルギー密度、すなわち単位面積当たりの光量が所定の比
率になるように制御できるように構成されている。The illumination light source 12 and the alignment light source 32 are electrically connected to the light amount adjusting device 11, and the energy density of the illumination light from the illumination light source 12 and the alignment light source 32, that is, the light amount per unit area is a predetermined value. It is configured so that the ratio can be controlled.

【００３５】なお、光フィアバー３３の入射端が露光用
照明光源に１２に接続されている場合には、図１に示さ
れたアライメト光源３２の光の出力を電気的に制御する
光量調節装置１１の代わりに、露光用照明光源１２と光
ファイバー３３の入射端との間、あるいは光ファイバー
３３の射出端とビームスピリッタ３４との間に、互いに
異なる透過率を有する複数の減光フィルター（ＮＤフィ
ルター等）が交換可能に配置された光量調節装置とし
て、アライメント光の光量を調整してもよい。When the incident end of the optical fiber bar 33 is connected to the exposure illumination light source 12, the light amount adjusting device 11 for electrically controlling the light output of the align light source 32 shown in FIG. Instead, between the illumination light source 12 for exposure and the incident end of the optical fiber 33 or between the exit end of the optical fiber 33 and the beam splitter 34, a plurality of neutral density filters (ND filters, etc.) having different transmittances from each other. ) May adjust the light amount of the alignment light as an exchangeable light amount adjusting device.

【００３６】一方、投影光学系ＰＬの近傍には、図３に
示されたたような偏差量検出系１００が配置されてい
る。On the other hand, a deviation amount detection system 100 as shown in FIG. 3 is arranged near the projection optical system PL.

【００３７】この図３において、偏差量検出系１００中
の対物光学系ＰＬａは露光波長と広帯域波長で色消し及
び諸収差の補正が行われている。また、露光波長におい
て投影光学系ＰＬとほぼ同じ結像条件、すなわちＮＡ、
波長、照明系のσ値を同じにしてある。In FIG. 3, the objective optical system PLa in the deviation amount detection system 100 is subjected to achromatism and correction of various aberrations at the exposure wavelength and the broadband wavelength. Further, at the exposure wavelength, image forming conditions almost the same as those of the projection optical system PL, that is, NA,
The wavelength and the σ value of the illumination system are the same.

【００３８】撮像素子１３６は、対物光学系ＰＬａに関
して基板Ｗａと共役な位置に配置されており、対物光学
系ＰＬａと撮像素子１３６との間には、対物光学系ＰＬ
ａ側から、２つのハーフミラー１３５、１３５ａがこの
順に配列されている。対物光学系ＰＬａの光軸がハーフ
ミラー１３５によって偏向された先には露光波長の照明
系１１３が、ハーフミラー１３５ａによって偏向された
先には広帯域波長の照明光源１１３ａが配置されてい
る。撮像素子１３６による検出信号は検出系１２１に導
かれるように構成されている。The image pickup device 136 is arranged at a position conjugate with the substrate Wa with respect to the objective optical system PLa, and is provided between the objective optical system PLa and the image pickup device 136.
From the a side, two half mirrors 135 and 135a are arranged in this order. An illumination system 113 having an exposure wavelength is disposed at a position where the optical axis of the objective optical system PLa is deflected by the half mirror 135, and an illumination light source 113a having a broadband wavelength is disposed at a position where the optical axis is deflected by the half mirror 135a. The detection signal from the image sensor 136 is configured to be guided to the detection system 121.

【００３９】そして、検出系１２１は、露光装置１０内
に設けられた制御系２１と電気的に接続されており、後
述するが検出系１２１にて検出された偏差量に関する信
号は露光装置１０内に設けられた制御系２１へ向けて出
力される。The detection system 121 is electrically connected to a control system 21 provided in the exposure apparatus 10, and a signal relating to the deviation detected by the detection system 121 will be described later. Is output to the control system 21 provided in the.

【００４０】この光学系、すなわち図３の偏差量検出系
１００は、露光波長の光を出力する照明系１１３と、広
帯域波長の光を出力する照明光源１１３ａを備え、ウエ
ハＷａ上に形成されたウエハアライメントマークＷＡＭ
ａが、これら光源によりハーフミラー１３５、１３５ａ
を介して、同軸に落射照明される。This optical system, that is, the deviation amount detection system 100 shown in FIG. 3 includes an illumination system 113 for outputting light of an exposure wavelength and an illumination light source 113a for outputting light of a wide wavelength range, and is formed on a wafer Wa. Wafer alignment mark WAM
a are half mirrors 135 and 135a
, And is epi-illuminated coaxially.

【００４１】図１を参照して、投影露光装置１０の作動
を説明する。照明系１３を介する露光光（エキシマ光）
はレチクルＲを均一に照明し、レチクルＲ上の領域ＰＴ
Ｎ内の実パターンは投影光学系ＰＬによりウエハＷ上に
結像転写される。The operation of the projection exposure apparatus 10 will be described with reference to FIG. Exposure light (excimer light) through the illumination system 13
Illuminates the reticle R uniformly, and the area PT on the reticle R
The actual pattern in N is image-transferred onto the wafer W by the projection optical system PL.

【００４２】レチクルステージＲＳＴはレチクルステー
ジ干渉系１４によって位置が正確に計測される。また、
ウエハステージＷＳＴはウエハステージ干渉系１５によ
り正確に位置が計測される。投影露光に際してはこれら
のレチクルＲ、ウエハＷが、それぞれレチクルステージ
ＲＳＴとウエハステージＷＳＴ上で同期して移動してレ
チクルパターンの露光がおこなわれる。レチクルステー
ジＲＳＴとウエハステージＷＳＴの同期した移動は、そ
れぞれレチクルステージ干渉系１４とウエハステージＷ
ＳＴからの信号を受けた制御系２１によってレチクルス
テージ駆動装置１６とウエハステージ駆動装置１７とが
制御されることにより行われる。なお、各ステージＲＳ
Ｔ、ＷＳＴの移動は、投影光学系ＰＬの光軸方向のＺ軸
方向、Ｚ軸に直交する平面内のＸ、Ｙ軸方向、ＸＹ平面
内のＺ軸回りの回転θ方向に行われる。The position of reticle stage RST is accurately measured by reticle stage interference system 14. Also,
The position of wafer stage WST is accurately measured by wafer stage interference system 15. At the time of projection exposure, reticle R and wafer W move in synchronization on reticle stage RST and wafer stage WST, respectively, and reticle pattern exposure is performed. Synchronous movement of reticle stage RST and wafer stage WST is performed by reticle stage interference system 14 and wafer stage WST, respectively.
This is performed by controlling the reticle stage driving device 16 and the wafer stage driving device 17 by the control system 21 that has received a signal from the ST. Each stage RS
The movement of T and WST is performed in the Z-axis direction in the optical axis direction of the projection optical system PL, the X and Y-axis directions in a plane orthogonal to the Z-axis, and the rotation θ direction around the Z-axis in the XY plane.

【００４３】レチクルアライメントマークＲＡＭとウエ
ハアライメントマークＷＡＭの検出は、レチクルＲの上
から折り曲げミラー３５を介してアライメント光学系３
１により行われる。すなわち、光ファイバー３３により
アライメント光源３２から導かれた、あるいは照明光源
１２からの露光光の一部を使った、露光波長を有する検
出光束（アライメント光）を入射させることによって行
われる。The reticle alignment mark RAM and the wafer alignment mark WAM are detected from above the reticle R via the bending mirror 35 through the alignment optical system 3.
1 is performed. That is, the detection is performed by inputting a detection light beam (alignment light) having an exposure wavelength, which is guided from the alignment light source 32 by the optical fiber 33 or uses a part of the exposure light from the illumination light source 12.

【００４４】光ファイバー３３で導かれ、ビームスプリ
ッター３４で反射された光束は、アライメント光学系３
１、折り曲げミラー３５を介してアライメントマークＲ
ＡＭを照明し、さらに後述の窓２０１を通過した光束は
投影光学系ＰＬを介してウエハアライメントマークＷＡ
Ｍを照明する。The light beam guided by the optical fiber 33 and reflected by the beam splitter 34 is applied to the alignment optical system 3.
1. Alignment mark R via bending mirror 35
The light beam that illuminates the AM and passes through a window 201 to be described later is transmitted through a projection optical system PL to a wafer alignment mark WA.
Illuminate M.

【００４５】レチクルＲには、図２に示されたような、
レチクルアライメントマークＲＡＭと、ウエハＷ上のウ
エハアライメントマークＷＡＭを検出するための窓２０
１とが形成されている。レチクルアライメントマークＲ
ＡＭ及びウエハアライメントマークＷＡＭからの反射光
は、折り曲げミラー３５で反射されてアライメント光学
系３１によりビームスプリッター３４を透過して撮像素
子３６上に結像される。その信号は基板Ｗの位置検出値
として制御系２１で処理される。The reticle R includes, as shown in FIG.
Reticle alignment mark RAM and window 20 for detecting wafer alignment mark WAM on wafer W
1 are formed. Reticle alignment mark R
The reflected light from the AM and the wafer alignment mark WAM is reflected by the bending mirror 35, passes through the beam splitter 34 by the alignment optical system 31, and forms an image on the image sensor 36. The signal is processed by the control system 21 as a position detection value of the substrate W.

【００４６】なお、マーク検出には通常明視野照明が用
いられるが、正反射光を除去する暗視野照明を用いても
よい。特に照明σ値の小さい光束を入射させ、格子状ア
ライメントマークの±１次回折光のみを選択してＣＣＤ
カメラ３６上に結像させると、正弦波状のコントラスト
のよい結像を行うことができる。これは低段差などのマ
ークにも対応可能である。マークの状態によって明視野
照明と暗視野照明を使い分けることによって高精度の検
出が可能になる。Note that bright field illumination is usually used for mark detection, but dark field illumination for removing specularly reflected light may be used. In particular, a light beam having a small illumination σ value is made incident, and only the ± 1st-order diffracted light of the grid-like alignment mark is selected and CCD
When an image is formed on the camera 36, a sine-wave-shaped image with good contrast can be formed. This can correspond to a mark such as a low step. High-precision detection is possible by selectively using bright-field illumination and dark-field illumination depending on the state of the mark.

【００４７】図４には、照明光量とフォトレジストの感
光度との関係を示すグラフが示されている。横軸は照明
光量である。縦軸は基板に塗られたフォトレジストの感
光度であり、実パターンを投影露光するときの適正露光
感光度を１００として目盛ってある。この感光度が１０
０となるときの露光光の光量を適正露光量という。な
お、横軸の照明光量は、エネルギー密度、すなわち単位
面積当たりの光エネルギー（例えば、Ｊ／ｃｍ²の単位
で計られる）であるが、ここでは適正露光量を１とした
無次元で目盛ってある。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of illumination light and the photosensitivity of the photoresist. The horizontal axis is the illumination light amount. The vertical axis represents the photosensitivity of the photoresist applied to the substrate, and is scaled with the appropriate exposure photosensitivity when projecting and exposing the actual pattern being 100. If the sensitivity is 10
The amount of exposure light when it becomes 0 is referred to as an appropriate exposure amount. Note that the illumination light amount on the horizontal axis is the energy density, that is, the light energy per unit area (for example, measured in units of J / cm ² ). It is.

【００４８】図４に示されたように、ある程度の光量ま
では感光度は緩やかに上昇し、所定の光量を越えると急
激に感光度が上昇し、適正露光量に対応するほぼ最高の
感光度に達する。その急傾斜で上昇するカーブの傾きを
γ値という。As shown in FIG. 4, the sensitivity gradually increases up to a certain amount of light, and increases sharply when a predetermined amount of light is exceeded. Reach The slope of the curve that rises with the steep slope is called the γ value.

【００４９】図１を参照した投影露光装置１０の作動説
明に戻ると、ウエハのアライメントの際は、ウエハアラ
イメントマークＷＡＭを保護する観点から、検出光はな
るべく少ない方が好ましい。しかしながら、フォトレジ
ストは一般に図４に示されたようにγ値が高いので適正
露光量の１／３程度であれば現像後に多少の膜減りはす
るものの、ウエハのエッチングに耐えることができ、十
分にマークを保護することができる。この光量（積算光
量）は照射される光の強度と照射時間の積で表される。
すなわち強い光であっても短時間の照射で観察すればよ
く、あるいは弱い光なら長時間照射の観察ができる。し
たがって、光量調節装置１１は、検出光（アライメント
光）の強度及び照射時間の少なくともいずれか一方を調
節するか、あるいは該検出光がパルス光の場合にはパル
ス数を調節することにより、該検出光の積算光量の調節
を行っている。Returning to the description of the operation of the projection exposure apparatus 10 with reference to FIG. 1, it is preferable that the detection light be as small as possible from the viewpoint of protecting the wafer alignment mark WAM during wafer alignment. However, the photoresist generally has a high γ value as shown in FIG. 4, so if the exposure amount is about １ ／ of the appropriate exposure amount, although the film is slightly reduced after development, it can withstand the etching of the wafer, The mark can be protected. This light amount (integrated light amount) is represented by the product of the intensity of the irradiated light and the irradiation time.
That is, observation can be performed with short-time irradiation even with strong light, or long-time irradiation can be observed with weak light. Therefore, the light amount adjusting device 11 adjusts at least one of the intensity of the detection light (alignment light) and the irradiation time, or adjusts the number of pulses when the detection light is pulse light. Adjustment of the integrated light amount of light is performed.

【００５０】なお、この発明では、アライメント光の光
量は、アライメントマークを検出するために必要最小限
度の光量を上回り、かつアライメントマークを覆ってい
る部分のレジストを感光させない程度の値に設定されて
いる。上記のように、実パターンの投影露光に必要な適
正露光量に対して定めるのが都合がよい。In the present invention, the light quantity of the alignment light is set to a value which exceeds the minimum light quantity necessary for detecting the alignment mark and which does not expose the resist in the portion covering the alignment mark. I have. As described above, it is convenient to determine the appropriate exposure amount required for the projection exposure of the actual pattern.

【００５１】光量調節装置１１においてアライメント光
の光量が設定されるが、この光量調節装置１１は、照明
光学系１３によるウエハＷの単位面積当たりの露光量
と、アライメント光学系３１によるウエハＷの単位面積
当たりの露光量との比が、例えば１／３を越えないよう
に、アライメント光の光量を制御する。The light amount of the alignment light is set by the light amount adjusting device 11. The light amount adjusting device 11 controls the exposure amount per unit area of the wafer W by the illumination optical system 13 and the unit of the wafer W by the alignment optical system 31. The light amount of the alignment light is controlled so that the ratio with the exposure amount per area does not exceed, for example, 1/3.

【００５２】また、基板に反射防止処理が施されている
場合は反射光が弱くなるので、検出器（撮像素子）３６
を高感度化したり、適正露光量を超える検出光を入射さ
せる。後者の場合マークＷＡＭ部分の感光はやむを得
ず、ウエハアライメントマークＷＡＭがエッチング工程
で劣化したときは、マークＷＡＭの打ち換えを行う。When the substrate has been subjected to the anti-reflection treatment, the reflected light is weakened.
Or a detection light exceeding an appropriate exposure amount is incident. In the latter case, the exposure of the mark WAM is unavoidable, and when the wafer alignment mark WAM is deteriorated in the etching process, the mark WAM is replaced.

【００５３】しかしながら、反射防止を用いる工程はそ
れほど多くなく、また全体としてみればアライメントマ
ークの打ち換えの頻度はそれほど高くはないので、あま
り問題とはならない。ちなみにＣＣＤなど撮像素子の高
感度化は、素子の冷却や反転動作（ＭＭＰ動作）による
暗電流の低減によって達成される。However, the number of steps using antireflection is not so many, and the frequency of replacement of alignment marks is not so high as a whole, so that there is not much problem. Incidentally, an increase in the sensitivity of an imaging device such as a CCD is achieved by cooling the device and reducing a dark current by an inversion operation (MMP operation).

【００５４】スキャン露光装置の場合は、照明光をパル
ス状にして、一発のパルスで検出を行えばスキャン露光
中でもアライメント動作が行える。たとえばＫｒＦエキ
シマレーザの場合、パルス幅は１０ｎｓ程度であり、ス
キャン速度を基板側１００ｍｍ／ｓとすると発光中の動
き量は１ｎｍで、像のぶれとしては無視できる量であ
る。In the case of a scan exposure apparatus, the alignment operation can be performed even during scan exposure by making the illumination light pulse-like and performing detection with a single pulse. For example, in the case of a KrF excimer laser, the pulse width is about 10 ns, and when the scanning speed is 100 mm / s on the substrate side, the amount of movement during light emission is 1 nm, which is negligible as image blur.

【００５５】露光光、すなわち露光波長の光をアライメ
ント光として、アライメントマークを観察すると、単色
光であるがためにレジスト塗布の不均一性によるマーク
非対称が検出誤差を招く場合がある。最近ではＣＭＰ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉ
ｓｈｉｎｇ）によって基板の平坦性がよくなり、均一に
レジストが塗布され上述のような誤差が生じにくくなっ
ているが、次に説明する偏差量検出系１００により予め
計測された広帯域波長と露光光（露光波長を有する光）
との偏差量を補正することにより、レジストの薄膜干渉
等の影響が除去でき、さらに高精度な基板位置検出が可
能である。これはＴＴＲで露光波長のアライメント光を
用いて検出されるアライメントマークに関して、予め第
２波長である広帯域の光とＴＴＲ検出での露光波長の光
と同じ結像状態（λ、照明σ値、ＮＡ等）での検出を行
ってその偏差量を求めておく方法である。When the alignment mark is observed using the exposure light, that is, the light having the exposure wavelength as the alignment light, the mark may be a monochromatic light, and the mark asymmetry due to the non-uniformity of the resist coating may cause a detection error. Recently CMP
(Chemical Mechanical Poli
(shing) improves the flatness of the substrate, uniformly coats the resist, and makes it difficult for the above-described errors to occur. However, the broadband wavelength and the exposure light ( Light having an exposure wavelength)
By correcting the deviation amount, the influence of the thin film interference of the resist or the like can be removed, and the substrate position can be detected with higher accuracy. This is because, with respect to the alignment mark detected by the TTR using the alignment light having the exposure wavelength, the same image forming state (λ, illumination σ value, NA) as the broadband light which is the second wavelength and the light having the exposure wavelength detected by the TTR is used in advance. , Etc.) to obtain the deviation amount.

【００５６】偏差量検出系１００について説明する。図
３に示された偏差量検出系１００は、露光波長の光を出
力する照明系１１３と広帯域波長の光を出力する照明光
源１１３ａを備え、各光源から出力された光は、それぞ
れハーフミラー１３５、１３５ａで偏向され、対物光学
系ＰＬａを介して、その光軸と同軸でウエハＷａ上に落
射照明される。The deviation amount detection system 100 will be described. The deviation amount detection system 100 shown in FIG. 3 includes an illumination system 113 that outputs light of an exposure wavelength and an illumination light source 113a that outputs light of a broadband wavelength, and the light output from each light source is a half mirror 135. 135a, and is incidentally illuminated on the wafer Wa through the objective optical system PLa coaxially with its optical axis.

【００５７】このようにして照明された、ウエハＷａ上
のウエハアライメントマークＷＡＭａから反射された光
は、再び対物光学系ＰＬａを介して、ハーフミラー１３
５、１３５ａを透過して撮像素子１３６に到る。こうし
て、ウエハアライメントマークＷＡＭａの像が、２種類
の光で共通の撮像素子１３６により観察される。撮像素
子１３６からの検出信号は検出系１２１に導かれ、ここ
で広帯域光波長と露光波長の偏差量が正確に定められ
る。The light reflected from the wafer alignment mark WAMa on the wafer Wa illuminated in this manner is again transmitted to the half mirror 13 via the objective optical system PLa.
5, 135a, and reaches the image sensor 136. Thus, the image of the wafer alignment mark WAMa is observed by the common image sensor 136 with two types of light. The detection signal from the image sensor 136 is guided to the detection system 121, where the deviation between the broadband light wavelength and the exposure wavelength is accurately determined.

【００５８】検出系１２１は、算出された偏差量に関す
る信号は、図１の露光装置１０内に設けられた制御系２
１へ向けて出力される。そして、露光装置１０内に設け
られた制御系２１は、アライメント系内の検出器３６か
らの出力信号と検出系１２１からの出力信号に基づい
て、アライメント系内の検出器３６にて得られるアライ
メント計測値を、検出系１２１から得られる偏差量を補
正値として補正する。これによって、レジストでの薄膜
干渉等の影響を除去でき、高精度なウエハアライメント
マークＷＡＭの位置検出が可能となる。したがって、ウ
エハアライメントマークＷＡＭとレチクルアライメント
マークＲＡＭの相対的な位置ずれ検出が高精度のもとで
実現できる。The detection system 121 sends a signal relating to the calculated deviation amount to the control system 2 provided in the exposure apparatus 10 of FIG.
Output to 1 Then, the control system 21 provided in the exposure apparatus 10 adjusts the alignment obtained by the detector 36 in the alignment system based on the output signal from the detector 36 in the alignment system and the output signal from the detection system 121. The measurement value is corrected using a deviation amount obtained from the detection system 121 as a correction value. As a result, the influence of the thin film interference or the like on the resist can be removed, and the position of the wafer alignment mark WAM can be detected with high accuracy. Therefore, relative displacement detection between the wafer alignment mark WAM and the reticle alignment mark RAM can be realized with high accuracy.

【００５９】ここで、偏差量はウエハＷのアライメント
マークＷＡＭ全てを計測して、投影光学系ＰＬを介して
検出される同じマークごとに補正することが望ましい。
しかし、偏差量検出系１００で代表的な数点を計測し、
それらの平均値を、露光装置１０内のアライメント系の
検出器３６にて得られるアライメント計測値の補正値と
して用いてもよい。さらに、偏差量検出系１００を露光
装置１０とは別に構成して、露光装置１０が別のウエハ
Ｗを露光している間にアライメントマークの偏差量を一
括して計測すればスループットの低下を避けることがで
きる。その場合は各マークの偏差量を記録しておき、露
光装置１０での露光の際に、露光装置１０内のアライメ
ント３１系の検出器３６にて得られるアライメント計測
値に偏差量による補正をかけることになる。Here, it is desirable that the deviation amount is measured for all the alignment marks WAM on the wafer W and corrected for each of the same marks detected via the projection optical system PL.
However, several typical points are measured by the deviation amount detection system 100,
The average value may be used as a correction value of the alignment measurement value obtained by the detector 36 of the alignment system in the exposure apparatus 10. Further, if the deviation amount detection system 100 is configured separately from the exposure apparatus 10 and the deviation amount of the alignment mark is collectively measured while the exposure apparatus 10 is exposing another wafer W, a decrease in throughput is avoided. be able to. In this case, the deviation amount of each mark is recorded, and when the exposure is performed by the exposure apparatus 10, the alignment measurement value obtained by the detector 36 of the alignment 31 system in the exposure apparatus 10 is corrected by the deviation amount. Will be.

【００６０】また、図３では偏差量検出系１００を同軸
に構成した場合を示したが、露光波長と第２波長とが、
ＡｒＦレーザ光源からのレーザ光（λ＝１９３ｎｍ）と
５００〜８００ｎｍの光などのように大きく離れている
場合は色消しが難しい。そのため、各検出系を別々のブ
ロックで構成し、２本の検出系の安定性をウエハステー
ジＷＳＴ上に設けられた不図示の基準マークでときどき
キャリブレーションすると、比較的簡単に偏差量検出系
を構成することができる。またＡｒＦレーザ光源（λ＝
１９３ｎｍ）は、ＴＴＲアライメント方式以外では事実
上アライメント操作をすることが不可能なので、この発
明に係る方法は非常に効果的な方法である。FIG. 3 shows a case where the deviation amount detection system 100 is configured to be coaxial, but the exposure wavelength and the second wavelength are
When the laser light (λ = 193 nm) from the ArF laser light source and the light of 500 to 800 nm are far apart, it is difficult to achromatize. Therefore, if each detection system is configured by a separate block and the stability of the two detection systems is occasionally calibrated with a reference mark (not shown) provided on wafer stage WST, the deviation amount detection system can be relatively easily implemented. Can be configured. ArF laser light source (λ =
193 nm), it is practically impossible to perform an alignment operation using a method other than the TTR alignment method, so the method according to the present invention is a very effective method.

【００６１】さらに、この実施例では偏差量の計測に広
帯域の第２波長を用いた例を示したが、ＡＦＭ（Ａｔｏ
ｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、原子間力
顕微鏡）などの光学式でない位置検出手段を用いて偏差
量を求めてもよい。Further, in this embodiment, an example is shown in which the second wavelength in a wide band is used for measuring the deviation amount.
The deviation amount may be obtained using a non-optical position detecting means such as a mic force microscope (atomic force microscope).

【００６２】ここで、この発明で使用されるフォトレジ
ストについて説明する。一般に化学増幅型フォトレジス
トはベースポリマーに紫外光で吸収の少ないポリビニー
ルフェノールなどが使われ、ＫｒＦエキシマレーザ（λ
＝２４８ｎｍ）などの紫外光に用いられる。これは従
来、ｇ線（λ＝４３６ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）
などで多く用いられてきたノボラック樹脂をベースポリ
マーとする溶解阻害型のレジストと比べて露光光対する
光透過率が高い。レジスト厚は実際０．３〜０．７μｍ
程度であり、検出光は往復距離で０．６〜１．４μｍ程
度、レジストを通過することになる。したがって、レジ
スト厚１μｍでの観察光波長に対する透過率は１０％以
上必要であり、好ましくは５０％、さらには８０％を越
える。Here, the photoresist used in the present invention will be described. Generally, a chemically amplified photoresist uses a KrF excimer laser (λ
= 248 nm). Conventionally, g-line (λ = 436 nm), i-line (λ = 365 nm)
Light transmittance to exposure light is higher than that of a dissolution-inhibiting resist using a novolak resin as a base polymer, which has been widely used in such applications. The resist thickness is actually 0.3-0.7μm
And the detection light passes through the resist by a reciprocating distance of about 0.6 to 1.4 μm. Therefore, the transmittance for the observation light wavelength at a resist thickness of 1 μm needs to be 10% or more, preferably 50%, and more preferably 80%.

【００６３】また、以上の化学増幅型フォトレジスト等
のこの発明で使用されるレジストは、露光波長の光のみ
に対して高い透過率を有するものが特に好ましいが、こ
れに限らず、露光波長近傍の波長の光においても比較的
高い透過率を有するものであってもよい。なお、このよ
うな透明フォトレジスト（化学増幅型フォトレジスト）
としては、東京応化工業製の”ＴＤＵＲ−Ｐ００９”
や”ＴＤＵＲ−Ｎ９０８”、ＪＳＲ（株）製の”ＫＲＦ
Ｋ２Ｇ”や”ＫＲＦ３Ｊ”、ＳＨＩＰＬＥＹ社製の”Ａ
ＰＥＸ−Ｅ２４０５”や”ＳＮＲ２００−０．７”があ
る。The resist used in the present invention, such as the above-described chemically amplified photoresist, is particularly preferably one having a high transmittance only to light having an exposure wavelength, but is not limited thereto. May have a relatively high transmittance even for light having a wavelength of. In addition, such a transparent photoresist (chemical amplification type photoresist)
As “TDUR-P009” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
And “TDUR-N908”, “KRF” manufactured by JSR Corporation
K2G ”,“ KRF3J ”, SHIPLEY“ A ”
PEX-E2405 "and" SNR200-0.7 ".

【００６４】したがって、この発明において露光波長又
はその近傍の波長を含む光に対して透明なフォトレジス
ト、すなわち露光光及びアライメント光に対して透過性
の光学特性を有する透明フォトレジストとは、上述のよ
うなレジストをいう。Accordingly, in the present invention, a photoresist which is transparent to light including the exposure wavelength or a wavelength near the exposure wavelength, that is, a transparent photoresist having an optical property of transmitting the exposure light and the alignment light is referred to as the above-mentioned. Such a resist.

【００６５】また、この透明フォトレジストは、従来の
ノボラック系フォトレジストより露光による透過率変化
や屈折率変化が非常に少ない。したがって、このような
フォトレジストで覆われた基板を露光光で観察しても検
出信号が弱くなったりすることなく、さらにブリーチン
グや屈折率変化によるマーク像の歪みがほとんどなくな
る。また、検出器にＣＣＤなどを用いると微弱な光線で
も検出が可能で、マーク部分のフォトレジストを感光さ
せないことが可能である。このようにして、マーク保護
も可能である。Further, this transparent photoresist has much less change in transmittance and change in refractive index due to exposure than the conventional novolak-based photoresist. Therefore, even if the substrate covered with the photoresist is observed with the exposure light, the detection signal is not weakened, and the distortion of the mark image due to the bleaching or the change in the refractive index is almost eliminated. Further, if a CCD or the like is used as a detector, even a weak light beam can be detected, and the photoresist at the mark can be prevented from being exposed. In this way, mark protection is also possible.

【００６６】従来は、マークを保護するためには弱い光
を用いなければならず、マークを観察するためには強い
光を照射してレジストを透明にしたりあるいは透明度の
低いレジストを通してマークが見えるように強い光を使
用する必要があり、そのようにするとマークが保護でき
ないというジレンマがあった。なお、発明者は、基板表
面に反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）が施されている
場合、検出光の光量は露光光の適正露光量の１０％程度
で十分アライメントマークが観察できることを確認し
た。また、発明者は、基板表面に上記反射コーティング
が施されていない場合、検出光の光量が該適正露光量の
２〜３％程度であっても十分アライメントマークが観察
できることも確認した。Conventionally, weak light must be used to protect the mark, and in order to observe the mark, the resist is made transparent by irradiating it with strong light, or the mark can be seen through a less transparent resist. However, there was a dilemma that the mark could not be protected in such a case. The inventor has confirmed that when the substrate surface is provided with an anti-reflection coating (BARC), the amount of the detection light is about 10% of the appropriate exposure amount of the exposure light and the alignment mark can be sufficiently observed. The inventor has also confirmed that when the reflective coating is not applied to the substrate surface, the alignment mark can be sufficiently observed even when the amount of the detection light is about 2 to 3% of the appropriate exposure amount.

【００６７】次に、図５のフローチャートを参照して、
この発明に係るデバイスの製造方法を説明する。Next, referring to the flowchart of FIG.
A method for manufacturing a device according to the present invention will be described.

【００６８】まずステップＳＴ１において、アライメン
トマークが形成された表面に、非露光時にも透明なフォ
トレジスト、例えば化学増幅型フォトレジストが塗布さ
れた感光性基板を用意する。First, in step ST1, a photosensitive substrate is prepared in which a transparent photoresist, for example, a chemically amplified photoresist is applied to the surface on which the alignment mark is formed even during non-exposure.

【００６９】なお、このフォトレジストの膜厚と適正露
光量（又は線幅）との間には図６のグラフに示されたよ
うな関係がある。なお、このグラフに示された線はスウ
ィング・カーブと呼ばれる。この適正露光量の周期的な
変化はレジスト表面における反射光と基板表面における
反射光との干渉に起因して発生し、例えば波長２４８ｎ
ｍの露光光に対しフォトレジストの屈折率Ｎが１．６５
の場合、このスウィング・カーブ１５０において山に相
当する部分１５１と谷に相当する部分１５２はそれぞれ
７５ｎｍごとに周期的に現れる。It should be noted that there is a relationship as shown in the graph of FIG. 6 between the thickness of the photoresist and the appropriate exposure (or line width). The line shown in this graph is called a swing curve. This periodic change in the appropriate exposure amount occurs due to the interference between the reflected light on the resist surface and the reflected light on the substrate surface.
The photoresist has a refractive index N of 1.65 for m exposure light.
In this case, a portion 151 corresponding to a peak and a portion 152 corresponding to a valley in the swing curve 150 appear periodically every 75 nm.

【００７０】特に、このスウィング・カーブ１５０の山
に相当する部分１５１にレジスト膜厚を設定すると、感
光性基板からの反射光強度が大きくなることと等価であ
るため、得られるアライメント信号光も強くなり、より
高精度の位置検出が可能になる。これは、反射防止コー
ティングが施された基板に対して位置検出を行う場合に
特に有効である。ただし、実パターンの投影露光を行う
場合には、逆に多くの光量が必要になるため、スループ
ットを考慮すれば、谷に相当する部分１５２にレジスト
膜厚を設定するのが好ましいことになる。In particular, setting a resist film thickness at a portion 151 corresponding to the peak of the swing curve 150 is equivalent to an increase in the intensity of reflected light from the photosensitive substrate, so that the alignment signal light obtained is also strong. Therefore, more accurate position detection becomes possible. This is particularly effective when performing position detection on a substrate provided with an antireflection coating. However, when projection exposure of an actual pattern is performed, a large amount of light is required. Therefore, in consideration of throughput, it is preferable to set a resist film thickness in the portion 152 corresponding to a valley.

【００７１】また、このスウィング・カーブ１５０の山
に相当する部分１５１あるいは谷に相当する部分１５２
では、レジスト膜厚の変化に対して感光性基板からの反
射光の強度変化を受けにくくなる（スウィング・カーブ
１５０における各極点近傍では傾きが小さいため）。つ
まり、当該マーク検出においても得られるアライメント
信号光の波形のくずれが小さくなり、単色光に対して安
定したマーク検出が可能になる。A portion 151 corresponding to the peak or a portion 152 corresponding to the valley of the swing curve 150
In this case, the intensity of the reflected light from the photosensitive substrate is less likely to be changed with the change in the resist film thickness (because the inclination is small near each pole in the swing curve 150). That is, the distortion of the waveform of the alignment signal light obtained also in the mark detection is reduced, and the mark can be detected stably with respect to the monochromatic light.

【００７２】そこで、この発明では、上記透明フォトレ
ジストの膜厚は、図６のスウィング・カーブ１５０にお
ける山あるいは谷に相当する部分１５１、１５２に設定
される。Therefore, in the present invention, the film thickness of the transparent photoresist is set at portions 151 and 152 corresponding to the peaks or valleys in the swing curve 150 in FIG.

【００７３】続いて、ステップＳＴ２では、感光性基板
上に照射される検出光（露光波長又はその近傍の波長の
アライメント光）の単位面積当たりの光エネルギー量が
所定の閾値以下、例えば実パターン（レチクル上のパタ
ーン）を基板に露光する際の適正露光量の１／３以下に
抑えて、アライメントマークを覆う透明フォトレジスト
を通して該アライメントマークにアライメント光を照射
する。Subsequently, in step ST2, the amount of light energy per unit area of the detection light (alignment light having an exposure wavelength or a wavelength in the vicinity thereof) applied to the photosensitive substrate is equal to or less than a predetermined threshold value, for example, the actual pattern ( The alignment mark is irradiated with alignment light through a transparent photoresist that covers the alignment mark while suppressing the exposure amount of the pattern on the reticle onto the substrate to 1/3 or less.

【００７４】ステップＳＴ３では、上述のステップＳＴ
２において照射され、感光性基板から反射されたアライ
メント光を検出する。その検出結果に基づいて感光性基
板のアライメントが行われる。In step ST3, the above-mentioned step ST
In step 2, the alignment light emitted from the photosensitive substrate and reflected from the photosensitive substrate is detected. The alignment of the photosensitive substrate is performed based on the detection result.

【００７５】このようにして感光性基板のアライメント
が終了した後、実パターン（回路パターン等の所定のパ
ターン）の形成された原画（レチクル）が所定位置に設
置される（ステップＳＴ４）。ただし、このステップＳ
Ｔ４は、上述のステップＳＴ１〜ステップＳＴ３までの
いずれの工程と前後してもよく、並行して行ってもよ
い。After the alignment of the photosensitive substrate is completed as described above, an original image (reticle) on which an actual pattern (a predetermined pattern such as a circuit pattern) is formed is set at a predetermined position (step ST4). However, this step S
T4 may be performed before or after any of the above-described steps ST1 to ST3, or may be performed in parallel.

【００７６】次に、ステップＳＴ５では、所定露光波長
の露光光で実パターン（レチクル）を照明し、この実パ
ターンを投影光学系ＰＬを介してアライメントされた感
光性基板上に投影露光する。Next, in step ST5, an actual pattern (reticle) is illuminated with exposure light having a predetermined exposure wavelength, and the actual pattern is projected and exposed on the aligned photosensitive substrate via the projection optical system PL.

【００７７】以上のようなステップを経ることによっ
て、従来のような感光性基板上のアライメントマークを
覆っている部分のレジストの予備露光や該部分を除去す
ることなしに、検出光光として露光波長又はその近傍の
波長のアライメント光を用いて、基板の位置を検出する
ことができる。Through the steps described above, the exposure wavelength can be detected as the detection light without the need for the preliminary exposure of the resist covering the alignment mark on the photosensitive substrate and the removal of the portion as in the prior art. Alternatively, the position of the substrate can be detected using alignment light having a wavelength in the vicinity thereof.

【００７８】したがって、この発明に係るデバイスの製
造方法によれば、良好な半導体デバイス（ＬＳＩ等の半
導体素子、ＣＣＤ等の撮像素子、薄膜磁気ヘッドあるい
は液晶表示素子等）を製造することができる。Therefore, according to the device manufacturing method of the present invention, good semiconductor devices (semiconductor elements such as LSIs, imaging elements such as CCDs, thin-film magnetic heads, liquid crystal display elements, etc.) can be manufactured.

【００７９】[0079]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、投影光
学系を介して透明フォトレジストを感光させ過ぎること
なしにアライメントマークを検出することができるの
で、高精度に基板の位置合わせが可能になる。As described above, according to the present invention, the alignment marks can be detected without excessively exposing the transparent photoresist through the projection optical system, so that the substrate can be positioned with high accuracy. become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明に係る露光装置（この発明に係るデバ
イスの製造方法を実現する装置）の概略構成を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the present invention (apparatus for realizing a device manufacturing method according to the present invention).

【図２】この発明に係るデバイスの製造方法に利用され
るレチクル（マスク）の一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a reticle (mask) used in the device manufacturing method according to the present invention.

【図３】偏差量検出系の概略構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a deviation amount detection system.

【図４】この発明に係るデバイスの製造方法に利用され
る透明フォトレジストの感光度と露光光の光量との関係
を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the sensitivity of a transparent photoresist used in the device manufacturing method according to the present invention and the amount of exposure light.

【図５】この発明に係るデバイスの製造方法を説明する
ためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining a device manufacturing method according to the present invention.

【図６】フォトレジストと露光光の適正露光量との関係
を説明するためのグラフである。FIG. 6 is a graph for explaining a relationship between a photoresist and an appropriate exposure amount of exposure light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 露光装置 １１ 光量調節装置 １２ 照明光源 １３ 照明光学系 １４ レチクル（マスク）ステージ干渉系 １５ ウエハステージ干渉系 １６ レチクル（マスク）ステージ駆動装置 １７ ウエハステージ駆動装置 ２１ 制御系 ３１ アライメント光学系 ３２ アライメント光源 ３３ 光ファイバー ３４ ビームスプリッター ３５ 折り曲げミラー ３６ 撮像素子（ＣＣＤ） １００ 偏差量検出系 １１３ 露光波長の照明系 １１３ａ 広帯域波長の照明系 １２１ 検出系 １３５、１３５ａ ハーフミラー １３６ 撮像素子 ２０１ 窓 ＰＬ 投影光学系 ＰＬａ 対物光学系 ＰＴＮ パターン領域 Ｒ レンチクル（マスク） ＲＡＭ レチクル（マスク）アライメントマーク ＲＳＴ レチクル（マスク）ステージ Ｗ、Ｗａ 基板（ウエハ） ＷＡＭ、ＷＡＭａ ウエハアライメントマーク ＷＳＴ ウエハステージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Exposure apparatus 11 Light amount adjustment apparatus 12 Illumination light source 13 Illumination optical system 14 Reticle (mask) stage interference system 15 Wafer stage interference system 16 Reticle (mask) stage drive device 17 Wafer stage drive device 21 Control system 31 Alignment optical system 32 Alignment light source 33 Optical Fiber 34 Beam Splitter 35 Bending Mirror 36 Image Sensor (CCD) 100 Deviation Amount Detection System 113 Exposure Wavelength Illumination System 113a Broadband Wavelength Illumination System 121 Detection System 135, 135a Half Mirror 136 Image Sensor 201 Window PL Projection Optical System PLa Objective Optical system PTN Pattern area R Lenticle (mask) RAM Reticle (mask) alignment mark RST Reticle (mask) stage W, Wa Substrate (wafer) WAM, WAMa Wafer Lee instrument mark WST wafer stage

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 アライメントマークが設けられている表
面に露光波長を含む所定範囲内の波長を有する検出光に
対してほぼ透明なフォトレジストが塗布された感光性基
板を所定の位置に設置する第１工程と、 前記所定波長を有する検出光を利用して前記アライメン
トマークの位置を検出し、得られた検出結果に基づいて
前記感光性基板の設置位置を調整する第２工程と、 所定パターンが設けられたマスクに露光光を照射し、該
所定パターンの像を投影光学系を介して前記感光性基板
上に転写する第３工程と、を備え、 前記第２工程において、前記検出光はその光量が適正露
光量以下になるように調節された状態で、前記感光性基
板上のアライメントマークに向けて照射されるデバイス
の製造方法。1. A method of mounting a photosensitive substrate having a photoresist substantially transparent to detection light having a wavelength within a predetermined range including an exposure wavelength on a surface on which an alignment mark is provided, at a predetermined position. A step of detecting the position of the alignment mark using the detection light having the predetermined wavelength, and adjusting an installation position of the photosensitive substrate based on the obtained detection result; and A third step of irradiating the provided mask with exposure light and transferring the image of the predetermined pattern onto the photosensitive substrate via a projection optical system, wherein in the second step, the detection light is A method of manufacturing a device in which the amount of light is adjusted to be equal to or less than an appropriate exposure amount and the device is irradiated toward an alignment mark on the photosensitive substrate. 【請求項２】 前記第２工程は、前記感光性基板上のア
ライメントマークの観察を可能にする処理を実施するこ
となく、前記第１工程に続いて行われることを特徴とす
る請求項１記載のデバイスの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the second step is performed after the first step without performing a process for enabling observation of the alignment mark on the photosensitive substrate. Device manufacturing method. 【請求項３】 前記フォトレジストは、前記露光光及び
検出光に対して膜厚１μｍ当たり１０％以上の透過率を
有することを特徴とする請求項１記載のデバイスの製造
方法。3. The device manufacturing method according to claim 1, wherein the photoresist has a transmittance of 10% or more per 1 μm of film thickness to the exposure light and the detection light. 【請求項４】 前記フォトレジストは、化学増幅型フォ
トレジストを含むことを特徴とする請求項３記載のデバ
イスの製造方法。4. The method according to claim 3, wherein the photoresist includes a chemically amplified photoresist. 【請求項５】 前記検出光は、前記露光光の波長をλと
するとき、λ±１００ｎｍの範囲内に存在する波長を有
することを特徴とする請求項１記載のデバイスの製造方
法。5. The device manufacturing method according to claim 1, wherein the detection light has a wavelength within a range of λ ± 100 nm, where λ is the wavelength of the exposure light. 【請求項６】 前記検出光の光量は、前記適正露光量の
３分の１以下に調節されていることを特徴とする請求項
１記載のデバイスの製造方法。6. The method according to claim 1, wherein a light amount of the detection light is adjusted to one third or less of the proper exposure amount. 【請求項７】 前記検出光の光量は、前記フォトレジス
トが感光する閾値以下に調節されていることを特徴とす
る請求項１記載のデバイスの製造方法。7. The device manufacturing method according to claim 1, wherein a light amount of the detection light is adjusted to be equal to or less than a threshold value at which the photoresist is exposed. 【請求項８】 感光性基板を搭載した状態で、該感光性
基板を移動させるための第１ステージと、 所定パターンが設けられたマスクを搭載した状態で、該
マスクを移動させるための第２ステージと、 前記マスクに露光光を照射するための照明光学系と、 前記マスク上の所定パターンの像を前記感光性基板上に
転写するための投影光学系と、 前記感光性基板の位置を検出するための、露光波長を含
む所定範囲内の波長を有する検出光を供給するための検
出光供給装置を有するアライメント系と、 前記感光性基板上に照射される前記検出光の積算光量を
調節するための光量調節装置と、を備えた露光装置。8. A first stage for moving the photosensitive substrate with the photosensitive substrate mounted thereon, and a second stage for moving the mask with the mask provided with a predetermined pattern mounted thereon. A stage, an illumination optical system for irradiating the mask with exposure light, a projection optical system for transferring an image of a predetermined pattern on the mask onto the photosensitive substrate, and detecting a position of the photosensitive substrate An alignment system having a detection light supply device for supplying detection light having a wavelength within a predetermined range including an exposure wavelength, and adjusting an integrated light amount of the detection light irradiated on the photosensitive substrate. Exposure device comprising: 【請求項９】 前記光量調節装置は、前記検出光の積算
光量が適正露光量以下になるよう前記検出光供給装置を
制御することを特徴とする請求項８記載の露光装置。9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the light amount adjustment device controls the detection light supply device such that an integrated light amount of the detection light is equal to or less than an appropriate exposure amount. 【請求項１０】 感光性基板を搭載した状態で、該感光
性基板を移動させるための第１ステージを用意する第１
工程と、 所定パターンが設けられたマスクを搭載した状態で、該
マスクを移動させるための第２ステージを用意する第２
工程と、 前記マスクに露光光を照射するための照明光学系を用意
する第３工程と、 前記マスク上の所定パターンの像を前記感光性基板上に
転写するための投影光学系を用意する第４工程と、 前記感光性基板の位置を検出するための、露光波長を含
む所定範囲内の波長を有する検出光を供給するための検
出光供給装置を有するアライメント系を用意する工程
と、 前記感光性基板上に照射される前記検出光の積算光量を
調節するための光量調節装置を用意する工程と、を備え
た露光装置の製造方法。10. A first stage for preparing a first stage for moving the photosensitive substrate with the photosensitive substrate mounted thereon.
And a second stage for preparing a second stage for moving the mask with the mask provided with the predetermined pattern mounted thereon.
A step of preparing an illumination optical system for irradiating the mask with exposure light; and a step of preparing a projection optical system for transferring an image of a predetermined pattern on the mask onto the photosensitive substrate. Preparing an alignment system having a detection light supply device for supplying detection light having a wavelength within a predetermined range including an exposure wavelength for detecting the position of the photosensitive substrate; Preparing a light amount adjusting device for adjusting the integrated light amount of the detection light applied to the reactive substrate.