JPS6276622A - 縮小投影式アライメント方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、回路パターンを縮小投影レンズを介してウェ
ハ上に露光する際、両者をアライメントする縮小投影ア
ライメント方法及びその装置に関する。

〔発明の背景〕

半導体集積回路の微細化が進行するのに伴なって、縮小
投影露光装置で露光する際のレチクルとウェハとのアラ
イメント精度はますます高精度が要求されている。その
ため、１チツプ毎にアライメントが行えるようにしてウ
ェハ内のチップめ配列誤差に対応できる縮小投影レンズ
を介−１ＴＴＬアライメント方式が、今後の高集積回路
の製造において主流となってきている。

第１３図は、ＴＴＬアライメント方式の一例を示したも
のである。レチクル１０回路パターンは縮小投影レンズ
２を介し、ウェハ３上に１ないし数チップずつ露光され
る６　４はウェハステージ、１６はチップである。ここ
では、まずレチクルアライメント光学、１％５．５’に
より、レチクル初期設定用パターン１５．１５’の位置
を検出してレチクル１を初期位置にセットする。次にウ
ェハ上のアライメントパターン１４．１ａ’ｔｔｍ小投
影レンズ２を介してレチクル１上のアライメントパター
ン１５．１３’上に結像し、両パターンをウェハアライ
メント検出光学系で検出するウェハアライメント検出光
学系は、ミラー６．６′・リレーレンズ７．７’、拡大
レンズ８．８’、可動スリン）９．９’、光電子増倍管
１０，１び及び露光光と同じ波長のアライメント用照明
光を発する光ファイバ１１．１１’より成る。もし、検
出したウニノ）アライメントパターン１４．１４’とレ
チクルアライメントパターン１３．１５’の位置が一致
していない場合にはウェハ３を搭載するウェハステージ
４をＸ方向及びＹ方向に移動して両パターン１４゜１４
’、　１３．１３’の位置を一致させる。このようにし
てアライメントが終了すると、露光、１％１２により、
露光光が照射される。尚、この種のアライメント方式と
して関連するものは、特開昭５５−４１７５９号公報が
挙げられる。

このＴＴＬアライメント方式において、従来から指摘さ
れながら、依然として解決されない問題点が、ウェハ上
のホトレジストの塗布むらに起因したアライメント精度
の低下である。この問題は、半導体回路が高集積化する
のに伴い、近年極めて深刻な問題となっている。

第１４図に示すように、ホトレジストは、スピンコータ
（回転塗布機）でウェハ３を高速回転させ（Ｒ方向）、
その遠心力によりウニ八全面に１〜２μｍ　（単層レジ
ストの場合）の厚さに塗布される。従って、ホトレジス
トの流れる方向は矢印Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで示すようにウェ
ハ中心から放射状に広がる方向となる。第５図はチップ
１７のＸ方向アライメントパターン１９の拡大図である
。通常アライメントパターンは第１５図に示すように凹
もしくは凸の段差パターンで構成されており、その上に
塗布されたホトレジスト２３の膜厚は段差の形状に応じ
てゆるやかな曲線を描く。尚、ここで２１はＳｉ基板、
２２はＳｔＯ。

層である。さて、第１４図に示すよう釦、チップ１７の
Ｘ方向アライメントパターン１９はレジストの流れ方向
Ｂと平行であるが、チップ１８のＸ方向アライメントパ
ターン２０はレジストの流れ方向Ｃと直角になっている
。その結果、第１５図（ａ）に示すようにアライメント
パターン１９近傍のパターン位置検出方向のホトレジス
ト膜厚分布は左右対称となるが、一方間図（ｂ）に示す
ようにアライメントパターン２ｏ近傍のホトレジスト膜
厚分布は、パターン段差部でホトレジストの流れが乱れ
、左右非対称となる。尚、同図（ａ）及び（ｂ）におい
て、Ｂ及びＣはレジストの流れる方向を示している。ア
ライメントパターン１９及び２０はパターン照明光２４
ａ及び２５ａによって照明されるが、パターンからの反
射光は近似的にホトレジスジ表面からの反射光２４ｂ、
　２５ｂとＳｉ基板２１もしくはＳｉｎ、層２２表面か
らの反射光２４Ｃ１２５Ｃとの干渉光として得られる。

従って第１７図に示すように、ホトレジスト２３の膜厚
に応じてその干渉光強度は周期的に変化する。その結果
、アライメントパターン１９からの反射光強度分布は第
１６図（ａ）　Ｋ示すよう忙左右対称となるが、アライ
メントパターン２０からの反射光強度分布は同図中）に
示すように左右非対称となる。従って・検出信号波形の
対称性を利用し・波形の対称中心をアライメントパター
ンの中心位置とする従来のアライメント方式においては
、同図中）に示すように真のパターン中心位置Ｘｗに対
し、Ｘｄをパターン中心位置とみなしてしまい、誤差ｅ
ｘが生じ、アライメント精度の低下を招いていた。

第１８図は、ウェハ３０上の各チップにおけるアライメ
ント誤差の大きさと方向を矢印で示したものである。例
えばチップ３１におけるアライメント誤差３２は、第１
９図に示すように、Ｘ方向については３２ｘ、ｙ方向に
ついては５２ｙの各矢印で表される。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に艦み、レジス
ト塗布むらに起因したアライメント精度の低下を除去し
、安定した高い精度でレチクルとウェハとをアライメン
トできるようにした縮小投影アライメント方法及びその
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は上記目的を達成するために・単色照明で
はレジスト内多重干渉が生じ、一方白色照明光の下では
、ホトレジスジ内の多重干渉が小さく、その結果ホトレ
ジスト塗布むらに起因した検出信号の非対称性が発生せ
ず、常にコントラストが高く、又、波形の対称性のよい
アライメントパターン検出信号が得られ、位置検出精度
が極めて高いことに着目し、レチクルとウェハとのアラ
イメントの際に、あらかじめ縮小投影レンズを介すこと
なく、又アライメン）光学系とは異なる別光学系にて、
白色照明光とアライメン）４明光と同一波長の単色照明
光とでウェハ上のアライメントパターンヲ照明し、各々
の照明光の下でアライメントパターンの位置検出を行い
、両位置検出信号の差を求めておき、そのパターン位置
検出誤差テータに基づいて、アライメントの際のアライ
メント量を補正し、レジスジ塗布むらに起因したアライ
メント精度の低下を除去することを特徴とするものであ
る。

また本発明によるアライメント方式においては、パター
ン位置検出誤差データは、まず、ウェハ上の中心部のチ
ップを含む少なくとも５つ程度のチップ近傍のアライメ
ントパターンに対して、白色照明及び幕色照明によりパ
ターン位置検出を行うことにより求め他のチップについ
ては、求めた位置検出誤差データと対応するアライメン
トパターンの位置座標より、アライメントパターンの位
置座標と発生する位置検出誤差量との関係を導出し、そ
の関係に基づいて任意位置のアライメントパターン位置
検出誤差量を求めろものである。

また、本発明においては、白色照明光は輝線スペクトル
を含まない平坦なスペクトル分布を示すものとする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例とその原罪を第１図から第１２図
により説明する。

本発明においては、レチクルとウェハとのアライメント
の前にあらかじめ、ウェハ上の全チップもしくは数チッ
プについて、極めてコントラストの高い検出信号が得ら
れ位置検出精度の高い白色照明光及びアライメント照明
光と同一波長の単色照明光によるアライメントパターン
位置検出を行っておき、両位置検出データの差に基づい
てアライメント量の補正を行う点が大きな特徴である。

第１図は、本発明のｍｌの実施例を示す図であり、ウェ
ハ上の全チップもしくは数チップについて、白色光及び
単色光照明の下でアライメントパターンを検出するパタ
ーン検出光学系５１（以下、サブパターン検出系と呼ぶ
）を備えたステージ４０とＴＴＬアライメント兼露光露
光用ステージ４１立して持つアライナを上方から見たも
のである。供給側トラック４２より供給されたウェハは
、まずプリアライメントステージ４３で概略の姿勢を決
定する。プリアライメントされたウェハは吸着式あるい
は機械式のハンドリング機構４４により、サブパターン
検出ステージ４０の上にセットさｒ′Ｌ４５のようにな
る。４９はチップ讐５０．５０’はＸ及びＸ方向位置検
出アライメントパターン、５２はサブパターン検出糸５
１の検出視野である。

以下、第２図に基づいてこのサブパターン検出糸５１に
ついて詳しく説明する。この検出糸は・ＸＹステージ４
０．白色光、単色光アライメント照明系、及びＸ・Ｘ方
向アライメントパターン検出光学系から成る。まず、白
色光照明用ファイバ７０ａにより超高圧水銀ランプから
白色光がシャッタ７１ａを通して照射される。この時、
シャッタ７１ｂは閉じている照射された白色光は・ハー
フミラ−７２，集光レンズ７５．ハーフミラ−６３、リ
レーレンズ６２．ミラー６１．及び拡大レンズ６０ヲ経
てウェハ４５上のＸ方向アライメントパターン５０を照
明する。今、パターン５０の近傍においてホトレジスト
の塗布むらが生じているものとする。パターンからの反
射光は、再び拡大レンズ６０．ミラー６１．リレーレン
ズ６２．ハーフミラ−６６を経た後、拡大レンズ６４及
びシリンドリカルレンズ６７により、パターン位置検出
方向と直交する方向（Ｘ方向）に光学的に圧縮され、Ｘ
方向位置検出用の１次元面体撮像素子６８上に拡大結像
される。尚、この際、パターンからの反射光は、ハーフ
ミラ−６５を介して、Ｘ方向位置検出用の１次元面体撮
像素子６８′にも結像するが、Ｘ方向パターン検出信号
のみメモリ　（図示せず）Ｋ記憶すればこれは特に問題
ない。また拡大レンズ６０．６４は３色色補正された顕
微鏡対物レンズを使用する。次に、シャッタ７１ａを閉
じてシャッタ７１ｂを開く。そして、単色光照明用ファ
イバ７０ｂにより単色光（ｇＭ　；本実施例においては
、アライメント照明に超高圧水銀ランプのｇ線を使って
いる）が照明される。

照明された単色光は、白色光と全く同じ光学系を経て、
Ｘ方向アライメントパターン５０を照明する。パターン
からの反射光は、やはり同様の光学系を経て１次元面体
センサ上６８に拡大結像される。尚、Ｘ方向アライメン
トパターン検出についても全（同様である。第３図（ａ
）は白色照明におけるＸ方向アライメントパターン５０
の検出像７５である。同図（ｂ）は、その際のＸ方向位
置検出用の１次元固体撮像素子６８の検出信号波形であ
る。両図より、白色照明の場合は、ホトレジスト内での
光の多重干渉がほとんど発生せず、従って塗布むらの影
響もなく、極めてコントラストが高く又、波形の対称性
のよい信号が得られることがわかる。従って、信号波形
の対称性を利用し波形の対称中心をアライメントパター
ンの中心位置とするパターン位置検出方式を用いた場合
、非常に高い精度でパターン中心位置ｘａが検出できる
。一方、同図（Ｃ）は、単色（ｇ線〕照明におけるＸ方
向アライメントパターン５０の検出像７７である。又、
同図（ｄ）は、その際の１次元固体撮像素子６８の検出
信号波形である。両図より、単色照明の場合は、レジス
ト内で光の多重干渉が発生し、アライメントパターン近
傍でホトレジストに塗布むらがあると、検出信号が非対
称になることがわかる。そして検出されたパターン中心
位置は肺となり、白色照明におけるほぼ理想的な中心位
置Ｘ＆に対し誤差ｅｘが生じＪる。

そこで、アライメントの前に、このサブパターン検出系
によりあらかじめ、両照明間のパターン位置検出誤差ｅ
ｘを全チップについて検出しておき、アライメントの際
にこの値に基づいて補正を加えることによりアライメン
ト精度の向上が図れる。しかしスループットを考慮する
と、数チップの測定から、ウェハ上の全チップにおける
検出誤差を類推する方が望ましい６そこで本実施例では
後者の方法を採用した。以下、詳しく説明する。一般に
ホトレジストの塗布むらの影響が最も顕著に現れるのは
、第１４図に示すようにウェハの中央部をＸ及びＸ方向
に横切るチップ１００〜１０８である。そこで、まず、
このサブパターン検出系により、チップ１００について
、Ｘ及びＸ方向パターン１００Ｘ、　１００ｙを白色・
単色照明により検出する。検出された中心位置をそれぞ
れ（ＸａＯ，ｙａｏ）（白色照明）　＋　　（ｘｂｏ。

ｙｂｏ）（単色照明）そしてＸ方向及びＸ方向について
、両照明間のパターン位置検出誤差ｅｘＯ、ｅｙσを（
１）式及び（２）式により算出する。

ｅｘｎ　”　Ｘａｎ−ｘｂｎ　　　　　　　　　　　　
（１）　。

ｅ、ｎ＝ｘａｆｔ　　Ｘｂｎ　　　　　　　　　　　　
（２）但しｎｍｏ〜８ 次に、チップ１０１〜１０４について、Ｘ方向パターン
を、チップ１０５〜１０８について、Ｘ方向パターンを
同様に白色・単色照明により検出する。

検出された中心位置をそれぞれＸａ１〜ｘ１４（白色照
明）、ｘｂ１〜ｘ、４（単色照明）　、　３’ａ５〜ｙ
、８（白色照明）、ｙｂ５〜Ｙｂ８　（単色照明）とす
る。同様に両照明間のパターン位置検出誤差ｅＸｎｌ　
”Ｉｎ　（ｎ＝＝ａ　１〜８）を（１）式及び（２）式
により算出する。

第５図は、Ｘ方向パターン１００ｘ〜１０４Ｘの設計座
標をそれぞれ（Ｘｏ　＋　ｙｘ　）〜（Ｘ４　＊　ｙＸ
　）とし、Ｘ方向パターン１００ｙ、１０５ｙ〜１０８
ｙの設計座標をそれぞれ（Ｘア＋　Ｙｏ　）　ｅ　（ｘ
ｙ、３’う）〜（Ｘｙ＊　ｙ６　）とした時の各パター
ンの位置検出誤差ｅ□ｏ”””ｅｘＢ　、Ｑｙ６　＊ｅ
ｙツ〜ｅ、８を示したものである。矢印の大きさが誤差
の大きさを、矢印の向きが誤差の方向を示す。

次にこれらの位置検出誤差データから、誤差が最小とな
る仮想原点（ｘｓ＋ｙｓ）を求める。第６図（ａ）及び
（ｂ）はＸ方向及びＸ方向における両照明間のパターン
位置検出誤差ｅ！ユ及びｅｙ　ｎをプロットしたもので
ある。両図より、それぞれの誤差曲線７９及び８０は、
（３）式及び（４）弐忙より２次近似できることがわか
る。

ｅｘ（ｘ）　ｍ　ａｘｘ２＋　ｂ！ｘ＋ｃｘ（３）ｅ、
　（ｙ）　ｔｗ　ａ、ｙ２＋ｂ、　ｙ＋ｃ、　　　　　
　　　　（４）従ってまずパターンの各座標及び検出さ
れた誤着を上式に代入し、最小二乗法によりａｘ、ｂｘ
、ｃｘ。

ａｙｓ　ｂ、、　ｃ、　　を求める。そして、ｅｘｎ　
（Ｘ）−Ｄ及びｅｙｎ（ｙ）となるＸ及びｙ座標を求め
ることにより、仮想原点（Ｘｓ　＃　）’Ｉ＋）が得ら
れる。

次に任意［ｔのアライメントパターンにおける白色・単
色照明間のパターン位置検出誤差ｅ工。

Ｑｙを類推する一般式を第７図に基づいて説明する。回
圧おいて、チップ８２の近傍のＸ及びＸ方向アライメン
トパターンの検出誤差は、それぞれ、仮想原点からの距
離ｍ！及びｍｙの関数ら鶴）及びｆ、（ｒｒＩｙ）で表
される誤差量のＸ及びＹ方向への写像として与えられる
。従って一般式は、（５）式及び（６）式で表される。

ｅｘ＊（ｘｌ　ｙ）　−ｆ＠　（ｍＸ）　・ｃｏｓθ工
（５）ｅ、＊　（ｘ、　ｙ　）ｗ　ｆ、　（ｍｙ）　−
ｓｉｎθｙ（６）但し、ｆｅ　（”ｘ）　＝　＆ｍ・ｍ
、’＋　ｂ−ｍ、＋ｃ。

ｆｅ　（ｍｙ）　−ａ−、”　＋ｂｍｍｙ＋ｃｍココテ
、ｆ、（ｍり及びｆ　ｅ　（ｒｎ、）は第８図に示すよ
うに、（５）式及び（６）式に各パターンの座標及び検
出された誤差を代入し、最小二乗法により求める。

以上より、まずサブパターン検出系によりウェハ上の数
チップについて白色・単色照明間のアライメントパター
ン検出誤差を検出する。次にその誤差データに基づいて
、誤差が最小となる仮想原点（Ｘ、、　ｙｓ　）を求め
る。そして、（５）式及び（６）式により、任意位置す
なわち全チップについてアライメントパターン検出誤差
ｅｘ＊　（ｘ、　ｙ）ｅア＊（ｘ＊　ｙ）を類推し、そ
のデータをメモリ　（図示せず）に記憶する。

サテ、全チップのアライメントパターン検出誤差をメモ
リに記憶すると、第１図において、ウェハ４５はアーム
４８に、よりＴＴＬアライメント兼露光露光用ステージ
４１され、４６のようにセットされる。ここでは、ウェ
ハの０回転量補正が行われた後、各チップごとにＴＴＬ
アライメントが行ワれる。ＴＴＬアライメント光学系は
、第１３図に示したものと全く同じである。第９図はホ
トマル１０からの出力信号であり、両端の大きな信号変
化がレチクルのアライメントパターン（窓パターン）の
エツジを示しておす、両エツジの中心ｘ、カレチクルア
ライメントパターンの中心位置である。図のように非対
称なウェハアライメントパターンの検出信号に対して〜
従来の波形の対称中心をパターンの中心位置とするパタ
ー／位置検出方式を適用した場合、検出中心位置はｘｂ
となる。しかし、あらかじめ求メて記憶しておいた白色
・単色照明間の検出誤差量ｅ工＊（Ｌ　ｙ）を用い、（
７）式に示すように補正を加えてやることにより、理想
的には白色照明における極めて高い精度でウェハアライ
メントパターンの中心位置ｘ１を求めることができる。

Ｘａ　”　Ｘｂ　＋　ｅｚ＊（Ｘ−Ｙ　）　　　　　　
　　　（７）補正されたウエハアライメントパターンノ
中心位ｆｌ　Ｘ、とレチクルアライメントパターンの中
心位置ｘｒよりアライメント量Δを求め、ステージ４１
をＸ方向に微動させる。Ｙ方向のアライメントについて
も事情は全く同じである。アライメントが終了すると、
露光糸１２より露光光が照射され、レチクル１の回路パ
ターンがウェハ上のチップに焼きつけられる。以上の動
作を各チップごとに繰り返し、全チップの露光が終了す
ると、排出側トラック４７によりウェハが排出される。

以上のように、従来問題となっていた単色照明特有のホ
トレジスト内多重干渉に起因したホトレジスト塗布むら
による検出誤差を各チップごとに、補正してアライメン
トが行えるため、アライメント精度が向上する。また・
本実施例では、ウェハ上の数チップについて検出誤差量
を測定し、そのデータから全チップの検出誤差量を類推
する方法を用いたが、スループットの低下が許容できる
ならば、全チップについてあらかじめ検出誤差量を測定
し、そのデータをメモリに記憶しておくことも可能であ
る。その際には（１）〜（６）式を用いる必要はない。

次に本発明の第２の実施例を第１０図及び第１１図によ
り説明する。第１０図は、第１１図に示したアライナの
構成をさらに改良し、全チップのアライメントパターン
検出誤差量測定を目的としてサブパターン検出糸５１を
備えたステージとＴＴＬアライメント兼露光露光用ステ
ージ体させた構成のアライナを示したものである。８７
はＸＹ方向に動く粗動ステージ、８８はサブパターン検
出系５１を備えたパターン検出誤差測定用の・８９はＴ
ＴＬアライメント兼露光露光用Ｙθ精勤ステージである
。プリアライメントが終わり　（図示せず）、白色、単
色照明間のパターン検出誤差量を測定されるウェハは、
ステージ８８上に９３のようにセットされる。この時、
既にパターン検出誤差量が測定され、そのデータがメモ
リ（図示せず）に記憶しである露光待ちウェハは、ステ
ージ８９に９０のようにセットされ、０回転が補正され
ている。次に、この２つのウェハは。

粗動ステージ８７により、ステップ、アンド、リヒート
されながら、一方はサブパターン検出系５１により各チ
ップのｘ、１両方向のアライメントパターン検出を白色
・単色照明下で行い、頁検出位置データな遂時メモリ（
図示せず）に記憶する。他方は縮小投影レンズ２を介し
て、あらかじめメモリに記憶されている両照明間の検出
誤差量に基づいて補正を加えつつ、各チップごとにアラ
イメントが行なわれ、ついで露光される。尚、両ステー
ジの動作時間を短縮するため、先に記憶された両照明下
でのパターン検出位置データから検出誤差量を算出する
のは、ウェハ９３をステージ８８からステージ８９に搬
送する際に行われる。第１１図は、第１０図のアライナ
を上方から見たものであり、常に２つのウェハの対応す
るチップｆ対して、白色・単色照明によるアライメント
パターン検出とＴＴＬアライメント及び露光が行われる
。本実施例によれば、白色・単色照明によるパターン検
出に時間をとられることなく、従来方式と同程度のスル
ープツ（で、高精度なアライメントが可能である。

また、サブパターン検出系５１を改良（図示せず）イス
。ｙ両アライメントパターンを同時に検出できるように
すれば、ステージ８８での動作時間はさらに短縮できる
。

次忙本発明の第３の実施例を第１２図により説明する。

第１２図は、肩１０図に示したアライナの構成をさらに
改良し、サブパターン検出ｊ！％５１をＴＴＬアライメ
ント兼露光露光用ステージ属させ、ステージを１つとし
たアライナを示したものである。９６は白色、単色照明
パターン検出及びＴ　Ｔ　Ｌアライメント兼露光用のＸ
Ｙθ精勤ステージである。プリアライメントが終わり・
（図示せず）９７のよう貫セットされたウェハは・第１
の実施例の要領で、サブパターン検出糸５１によりパタ
ーン位置検出誤差データが測定され、メモリに記憶され
る。次に、記憶された誤差データに基づいて補正を加え
つつ、各チップごとにアライメントが行われ、ついで露
光される。

本実施例圧おいては、プリアライメントも白色、単色照
明パターン検出と兼ねてサブパターン検出系５１で行う
ならば、スループットの低下はほとんどなく、又、装置
構成が極めて簡素になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のアライメント方式によれ
ば、ＴＴＬアライメントにおいて、従来から指摘されな
がら、依然として解決されず、又半導体回路の高集積化
に伴い、深刻な問題となりつつあるホトレジストの塗布
むらに起因したアライメント精度の低下が除去でき、安
定した高い精度でのアライメントが可能となり、高い生
産性と信頼性が得られるという効果を奏する。また、白
色、単色照明下でのパターン検出に要する時間を無視す
ることができ、従来のチップアライメント並のスループ
ットが得られ、従来方式に比べ、精度向上とあわせ、高
い総合能力を有するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は２ステ一ジ式アライナの上面図、第２図は第１
図におけるサブパターン検出系の斜視図、第３図（ａ）
〜（ｄ）は白色照明及び単色照明におけるアライメント
パターン検出像及び検出信号の違いを示す図、第４図は
サブパターン検出系により検出されるアライメントパタ
ーンを示す平面図、第５図は白色、単色照明にて検出さ
れたアライメントパターンの両照明間テノ検出誤差を示
す図、第６図（ａ）、（旬はＸ及びｙ方向のアライメン
トパターンの誤差曲線を示す図、篤７図は任意位置のア
ライメントパターンの位置検出誤差の導出法を示す図・
第８図は仮想原点からの距離とアライメントパターンの
位置検出誤差との関係を示す図、第９図はホトマルから
の出力信号を示す図、第１０図は１ステ一ジ２ウエハ式
アライナの斜視図、第１１図は第１０図に示したアライ
ナの上面図、第１２図は１ステ一ジ１ウエハ式アライナ
の斜視図、８１１３図は従来のＴＴＬアライメント方式
の１例を示す斜視図、第１４図はウェハ上に回転塗布さ
れるホトレジストの流れ方向と拡大したウェハアライメ
ントパターンを示す斜視図、第１５図（１）、（ｂ）は
アライメントパターンの方向によるホトレジストＭ厚分
布の違いを示す図、第１６図（ａ）、（ｂ）は同様にア
ライメントパターンからの反射光強度分布の違いを示す
図、第１７図はホトレジスト膜厚と干渉強度との関係を
示す図、第１８図はウェハ上の各チップにおけるアライ
メント誤差の大きさと方向を示す平面図、第１９図はア
ライメント誤差のＸ。 ｙ方向成分を示す図である。 符号の説明 １・・・レチクル、　　　　２・・・縮小投影レンズ、
３・・・ウェハ、 １４、１４′　ｌ　１９．２０．５０．５０１１００Ｘ
〜　１ｏ８ｘ、　１ｏｏｙ〜　１０８ｙ　。 ８５、８３’　、　９９．９９’・・・ウェハアライメ
ントパターン、５１・・・サブパターン検出糸、 ８７・・・粗動ステージ、 ８Ｂ、　８９．９６・・・精勤ステージ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レチクル回路パターンを縮小投影レンズを介してウ
   ェハ上に露光する際両者をアライメントする方法におい
   て、予め、上記縮小投影レンズを介することなく、第１
   の拡大レンズ及び第１の撮像装置を備えたパターン検出
   光学系で、白色照明光と、アライメント照明光と同一波
   長の単色照明光とでウェハ上のアライメントパターンを
   照明して各々の照明光の下でウェハ上のアライメントパ
   ターンの位置検出を行って両位置検出信号の差から位置
   検出誤差量を求め、アライメント照明光によって照明さ
   れたレチクル上のアライメントパターンとウェハ上のア
   ライメントパターンとを上記縮小投影レンズを介して第
   ２の拡大レンズ及び第２の撮像装置を備えたアライメン
   ト光学系により検出し、この検出されたアライメント量
   を上記位置検出誤差量でもって補正して、レチクルとウ
   ェハを相対的にアライメントすることを特徴とする縮小
   投影式アライメント方法。 ２、位置検出誤差量は、ウェハ上の中心部と周辺部とに
   ついてアライメントパターンの位置検出を行って求め、
   他の任意位置についてはこの求められた位置検出誤差量
   とその位置座標との関係から位置検出誤差量を算出して
   求めることを特徴とする特許請求の範囲１項記載の縮小
   投影式アライメント方法。 ３、白色照明光は、スペクトル分布において輝線スペク
   トルを含まない平担なスペクトル分布を示すことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の縮小投影式アライメ
   ント方法。 ４、レチクル回路パターンを縮小投影レンズを介してウ
   ェハ上に露光する際、両者をアライメントする装置にお
   いて、白色照明光と、アライメント照明光と同一波長の
   単色照明光とでウェハ上のアライメントパターンを照明
   する第１の照明手段と、該第１の照明手段によって照明
   された各々の照明光の下でウェハ上のアライメントパタ
   ーンの像を第１の拡大レンズで拡大し、第１の撮像装置
   で撮像して両アライメントパターンの位置を示す映像信
   号に変換して検出するパターン検出手段と、該パターン
   検出手段によつて検出された両位置検出信号の差から位
   置検出誤差量を求める位置検出誤差量算出手段と、レチ
   クル上のアライメントパターンとウェハ上のアライメン
   トパターンとを照明する第２の照明手段と、該第２の照
   明手段によって照明された両アライメントパターンの像
   を上記縮小投影レンズを介して得、それを第２の拡大レ
   ンズで拡大し、第２の撮像装置で撮像し、映像信号に変
   換してアライメント量を検出するアライメント検出手段
   と、該アライメント検出手段で検出されるアライメント
   量を、上記位置検出誤差量算出手段で算出された位置検
   出誤差量でもって補正し、レチクルとウェハとを相対的
   にアライメントするアライメント補正手段とを備え付け
   たことを特徴とする縮小投影式アライメント装置。 ５、上記位置検出誤差量算出手段は、更にウェハ上の任
   意の位置について、ウェハ上の中心部と周辺部とについ
   てパターン検出手段によって検出された両位置信号の差
   と、その位置座標との関係から位置検出誤差量を算出す
   るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第４
   項記載の縮小投影式アライメント装置。 ６、上記第１の照明手段における白色照明光は、スペク
   トル分布において輝線スペクトルを含まない平担なスペ
   クトル分布を示すように構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の縮小投影式アライメント装置。