JPH10116770A - Method and apparatus for detecting position - Google Patents
Method and apparatus for detecting positionInfo
- Publication number
- JPH10116770A JPH10116770A JP8270631A JP27063196A JPH10116770A JP H10116770 A JPH10116770 A JP H10116770A JP 8270631 A JP8270631 A JP 8270631A JP 27063196 A JP27063196 A JP 27063196A JP H10116770 A JPH10116770 A JP H10116770A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- mark
- alignment
- reticle
- wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、2つのマークの位
置ずれ量を検出するための位置検出方法及び装置に関
し、例えば半導体素子、撮像素子(CCD等)、液晶表
示素子、又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグ
ラフィ工程で使用される投影露光装置において、マスク
上から投影光学系を介してマスク上の位置合わせ用マー
クと感光基板上の位置合わせ用マークとの位置ずれ量を
検出するTTR(スルー・ザ・レチクル)方式のアライ
メントセンサ、又はマスクと感光基板とを密着させて露
光するプロキシミティ方式の露光装置でマスク上の位置
合わせ用マークと感光基板上の位置合わせ用マークとの
位置ずれ量を検出するアライメントセンサ等に使用して
好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting method and apparatus for detecting the amount of displacement between two marks, for example, a semiconductor device, an image pickup device (such as a CCD), a liquid crystal display device, or a thin film magnetic head. In a projection exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a mask, a TTR for detecting the amount of misalignment between an alignment mark on a mask and an alignment mark on a photosensitive substrate from above the mask via a projection optical system (Through-the-reticle) type alignment sensor or proximity type exposure apparatus that exposes the mask by closely contacting the mask and the photosensitive substrate. The position of the alignment mark on the mask and the alignment mark on the photosensitive substrate It is suitable for use in an alignment sensor or the like for detecting a shift amount.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体素子等の微細パターン
を形成するために、マスクとしてのレチクル(又はフォ
トマスク等)のパターンを投影光学系を介して感光基板
としてのウエハ(又はガラスプレート等)上の各ショッ
ト領域に転写するステッパー等の投影露光装置が使用さ
れている。斯かる投影露光装置では、ウエハ上の各ショ
ット領域内に既に形成されている回路パターンと、これ
から転写するレチクルのパターンとの位置合わせ(アラ
イメント)を高精度に行うために、レチクルとウエハと
の位置ずれ量を検出するための位置検出装置としてのア
ライメントセンサ、及びこの検出結果に基づいてレチク
ル及びウエハの位置決めを行うためのステージ機構等か
らなるアライメント機構が備えられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to form a fine pattern of a semiconductor element or the like, a pattern of a reticle (or a photomask or the like) as a mask is exposed via a projection optical system to a wafer (or a glass plate or the like) as a photosensitive substrate. A projection exposure apparatus such as a stepper for transferring to the above shot areas is used. In such a projection exposure apparatus, in order to perform high-accuracy alignment (alignment) between a circuit pattern already formed in each shot area on a wafer and a reticle pattern to be transferred from the reticle, the reticle and the wafer are aligned. An alignment sensor as a position detecting device for detecting the amount of positional deviation, and an alignment mechanism including a stage mechanism for positioning the reticle and the wafer based on the detection result are provided.
【0003】そのような従来のアライメントセンサで、
最も高精度にレチクルとウエハとの位置ずれ量を検出で
きる方式の一つが、レチクル上から投影光学系を介して
レチクル上のアライメントマーク(レチクルマーク)と
ウエハ上のアライメントマーク(ウエハマーク)との位
置ずれ量を検出するTTR方式である。また、このTT
R方式に適用できるアライメントセンサ中で、高精度に
各アライメントマークの位置を検出できるタイプとし
て、回折格子状のアライメントマークに対して2方向か
ら可干渉な光ビームを照射し、そのアライメントマーク
から同一方向に発生する複数の回折光よりなる干渉光の
位相に基づいてそのアライメントマークの位置を検出す
る2光束干渉方式が知られている。2光束干渉方式は、
LIA(Laser Interferometric Alignment)方式とも呼
ばれている。2光束干渉方式は、更に僅かに周波数の異
なる2光束を使用するヘテロダイン干渉方式と、同じ周
波数の2光束を使用するホモダイン干渉方式とに分かれ
る。With such a conventional alignment sensor,
One of the methods capable of detecting the amount of misalignment between the reticle and the wafer with the highest accuracy is to use an alignment mark (reticle mark) on the reticle and an alignment mark (wafer mark) on the wafer via a projection optical system from the reticle. This is a TTR method for detecting the amount of displacement. Also, this TT
A type of alignment sensor that can detect the position of each alignment mark with high precision in an alignment sensor applicable to the R method. A diffraction grating alignment mark is irradiated with a coherent light beam from two directions, and the same alignment mark is used from the alignment mark. There is known a two-beam interference method for detecting the position of an alignment mark based on the phase of interference light composed of a plurality of diffracted lights generated in a direction. Two beam interference method
Also called LIA (Laser Interferometric Alignment) method. The two-beam interference method is further divided into a heterodyne interference method using two light beams having slightly different frequencies and a homodyne interference method using two light beams having the same frequency.
【0004】また、アライメントセンサでは通常、ウエ
ハ上のフォトレジストに対して非感光性の光束(非露光
光)がアライメント光として使用されている。ところ
が、TTR方式のアライメントセンサで、アライメント
光として非露光光を使用すると、投影光学系は露光光に
対して色収差が補正されているため、投影光学系での色
収差によってそのアライメント光のもとではレチクルと
ウエハとの共役性が保てなくなり、共通の検出系でレチ
クルマークとウエハマークとの位置ずれ量を高精度に検
出するのは困難となる。[0004] In the alignment sensor, a light beam (non-exposure light) that is insensitive to the photoresist on the wafer is usually used as alignment light. However, if non-exposure light is used as alignment light in a TTR type alignment sensor, the chromatic aberration of the projection optical system is corrected with respect to the exposure light. Conjugation between the reticle and the wafer cannot be maintained, and it becomes difficult to detect the positional deviation between the reticle mark and the wafer mark with high accuracy using a common detection system.
【0005】そこで、例えば特開平4−7814号公報
(米国特許(USP)第5,214,489号)では、
レチクルマークの格子ピッチを投影倍率を考慮したウエ
ハマークの格子ピッチの1/2にして、互いに独立の検
出系を用いてレチクルマーク、及びウエハマークから得
られる各々の光ビート信号を比較して位置検出を行う2
光束干渉方式のアライメントセンサが開示されている。
また、このアライメントセンサでは、非露光光よりなる
アライメント光のもとでの投影倍率が、露光光のもとで
の投影倍率と異なることも考慮されていた。Therefore, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-7814 (US Pat. No. 5,214,489),
The grating pitch of the reticle mark is set to の of the grating pitch of the wafer mark in consideration of the projection magnification, and the respective optical beat signals obtained from the reticle mark and the wafer mark are compared by using independent detection systems. Detect 2
A light beam interference type alignment sensor is disclosed.
In addition, in this alignment sensor, it has been considered that the projection magnification under the alignment light composed of the non-exposure light is different from the projection magnification under the exposure light.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述のように2光束干
渉方式のアライメントセンサは、極めて高精度にアライ
メントマークの位置検出を行うことができる。しかしな
がら、従来の2光束干渉方式のアライメントセンサで、
レチクルマークとウエハマークとの位置ずれ量を検出す
るためには、レチクルマーク及びウエハマークにそれぞ
れ重ならないようにアライメント光を照射して、それら
2つのマークの位置を個別に、且つ並列に検出する必要
があり、光学系が複雑であるという不都合があった。As described above, the two-beam interference type alignment sensor can detect the position of the alignment mark with extremely high accuracy. However, with a conventional two-beam interference type alignment sensor,
In order to detect the amount of displacement between the reticle mark and the wafer mark, alignment light is irradiated so as not to overlap with the reticle mark and the wafer mark, and the positions of the two marks are detected individually and in parallel. And the optical system is complicated.
【0007】また、そのように2光束干渉方式で2つの
マークの位置を並列に検出するためには、レチクルマー
ク及びウエハマークからの干渉光が互いに混入しないよ
うに、空間的にレチクルマーク、及びウエハマークの検
出位置を共役な位置関係からずらしたりすることが必要
になる。その結果、2つのマークに入射する光束の光
路、及び2つのマークからの干渉光の光路が同一ではな
くなって、それら2つのマークに対する空気揺らぎ等の
影響が異なり、それが検出誤差になることがあった。Further, in order to detect the positions of two marks in parallel by the two-beam interference method in such a manner, the reticle mark and the reticle mark are spatially prevented from interfering with each other from the reticle mark and the wafer mark. It is necessary to shift the detection position of the wafer mark from a conjugate positional relationship. As a result, the optical path of the light beam incident on the two marks and the optical path of the interference light from the two marks are not the same, and the two marks have different effects such as air fluctuation, which may result in a detection error. there were.
【0008】更に、最近は露光光としてKrFエキシマ
レーザ(波長248nm)やArFエキシマレーザ(波
長193nm)等のエキシマレーザ光も使用されるよう
になっている。ところが、この場合にも、アライメント
光としては現状で容易に入手できる光源であるHe−N
eレーザや半導体レーザ等からの波長600〜800n
m程度の赤色光が使用される。この結果、投影光学系で
アライメント光に対して大きな色収差(軸上色収差、及
び倍率色収差等)が発生し、TTR方式のアライメント
を行うためにはその補正が必要になる。特に、倍率色収
差が補正されていない状態でレチクルマークとウエハマ
ークとの間に相対位置ずれがある場合、アライメント光
での位置ずれ量と露光光での位置ずれ量とが異なり、検
出誤差が生じるという不都合があった。例えば、露光光
の波長が248nmの場合、投影光学系においてアライ
メント光に対して5%の倍率誤差が生じることもある。
この場合、アライメント光での2つのマークの位置ずれ
量が2μmあったとすると、この位置ずれ量は露光光で
は2.1μm(又は1.9μm)になるため、その検出
誤差は0.1μm(100nm)にも達してしまう。Further, recently, excimer laser light such as a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) or an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) has been used as exposure light. However, even in this case, He-N, which is a light source easily available at present, is used as the alignment light.
Wavelength 600-800n from e-laser, semiconductor laser, etc.
m of red light is used. As a result, large chromatic aberration (axial chromatic aberration, lateral chromatic aberration, and the like) is generated in the projection optical system with respect to the alignment light, and the correction is necessary in order to perform TTR-type alignment. In particular, when there is a relative positional deviation between the reticle mark and the wafer mark in a state where the chromatic aberration of magnification is not corrected, the positional deviation amount of the alignment light and the positional deviation amount of the exposure light are different, and a detection error occurs. There was an inconvenience. For example, when the wavelength of the exposure light is 248 nm, a magnification error of 5% with respect to the alignment light may occur in the projection optical system.
In this case, assuming that the displacement amount of the two marks in the alignment light is 2 μm, this displacement amount is 2.1 μm (or 1.9 μm) in the exposure light, and the detection error is 0.1 μm (100 nm). ).
【0009】これに関して、上述の特開平4−7814
号公報に開示された2光束干渉方式のアライメントセン
サでは、アライメント光に対する投影光学系の倍率誤差
を考慮して、レチクルマーク上に照射される2光束の干
渉縞のピッチとウエハマーク上に照射される2光束の干
渉縞のピッチとを調整していた。これは具体的には、レ
チクルマークとウエハマークとでそれぞれ独立の検出系
を備え、且つレチクルマークとウエハマークとで観察倍
率を変えていたことを意味する。しかしながら、このよ
うにレチクルマークとウエハマークとで観察倍率を変え
た光学系を2系統持つことは、全体の光学系の複雑化を
招き製造コストの上昇につながるという不都合があっ
た。In this connection, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-7814 is disclosed.
In the two-beam interference type alignment sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157, the pitch of interference fringes of the two light beams irradiated on the reticle mark and the light emitted on the wafer mark are considered in consideration of the magnification error of the projection optical system with respect to the alignment light. And the pitch of the interference fringes of the two light beams. Specifically, this means that an independent detection system is provided for the reticle mark and the wafer mark, and the observation magnification is changed for the reticle mark and the wafer mark. However, having two optical systems in which the observation magnification is changed between the reticle mark and the wafer mark as described above has a disadvantage that the entire optical system is complicated and the manufacturing cost is increased.
【0010】本発明は斯かる点に鑑み、所定の波長のア
ライメント光を用いてレチクルマークとウエハマークと
の位置ずれ量を検出する際に、できるだけ近接した光路
に沿って進む光束を使用する簡単な光学系を介して、そ
れら2つのマークの位置ずれ量を正確に検出できる位置
検出方法を提供することを目的とする。更に本発明は、
その位置検出方法を実施できる位置検出装置を提供する
ことをも目的とする。In view of the above, the present invention provides a simple method that uses a light beam that travels along an optical path as close as possible when detecting the amount of displacement between a reticle mark and a wafer mark using alignment light of a predetermined wavelength. It is an object of the present invention to provide a position detection method capable of accurately detecting the amount of displacement between these two marks via a simple optical system. Furthermore, the present invention
Another object of the present invention is to provide a position detecting device capable of performing the position detecting method.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明による位置検出方
法は、露光用の照明光(IL)のもとでマスク(R)に
形成されたパターンを感光基板(W)上に転写するに先
立って所定の波長域の位置検出光(L)を用いてマスク
(R)上の格子状の位置合わせ用マーク(14X)と感
光基板(W)上の格子状の位置合わせ用マーク(16
X)との位置ずれ量を検出する位置検出方法において、
マスク(R)上の位置合わせ用マーク(14X)のピッ
チと感光基板(W)上の位置合わせ用マーク(16X)
のピッチとをその位置検出光によるそれら2つの位置合
わせ用マーク(14X,16X)からの回折光が重なら
ないように定め、その位置検出光を同時にそれら2つの
位置合わせ用マーク(14X,16X)に照射したとき
に得られるそれら2つの位置合わせ用マーク(14X,
16X)からの回折光の位相に基づいてそれら2つの位
置合わせ用マークの位置ずれ量を検出するものである。According to the position detecting method of the present invention, a pattern formed on a mask (R) is transferred onto a photosensitive substrate (W) under illumination light (IL) for exposure. Using the position detection light (L) in a predetermined wavelength range, the grid-like positioning mark (14X) on the mask (R) and the grid-like positioning mark (16) on the photosensitive substrate (W) are used.
X) in a position detection method for detecting the amount of positional deviation from
Pitch of alignment mark (14X) on mask (R) and alignment mark (16X) on photosensitive substrate (W)
Are determined so that the diffracted lights from the two alignment marks (14X, 16X) by the position detection light do not overlap, and the position detection light is simultaneously transmitted to the two alignment marks (14X, 16X). The two alignment marks (14X,
16X), based on the phase of the diffracted light from the two alignment marks.
【0012】斯かる本発明によれば、例えば図3に示す
ように、マスク(R)上のパターンを投影光学系(P
L)を介して感光基板(W)に転写する投影露光装置の
位置合わせに際して、2つの位置合わせ用マーク(14
X,16X)の位置を同軸の(同じ光軸に沿った)近接
した光路を通る位置検出光(L1,L2)を用いて検出
できる。即ち、2光束干渉方式を用いるとして、先ず図
3(a)に示すように、感光基板(W)上の位置合わせ
用マーク(16X)のピッチに合わせて位置検出光(L
1,L2)の交差角を設定すると、位置合わせ用マーク
(16X)から例えば±1次回折光よりなる干渉光(L
W)が発生するが、マスク(R)上の位置合わせ用マー
ク(14X)からの回折光の方向はその干渉光(LW)
の方向とは異なるために、その干渉光(LW)のみを検
出できる。次に、図3(b)に示すように、マスク
(R)上の位置合わせ用マーク(14X)のピッチに合
わせて位置検出光(L1,L2)の交差角を設定する
と、位置合わせ用マーク(14X)から例えば±1次回
折光よりなる干渉光(LR)が発生するが、位置合わせ
用マーク(16X)からの回折光の方向はその干渉光
(LR)の方向とは異なるために、その干渉光(LR)
のみを検出できる。従って、それらの干渉光(LW,L
R)の位相より2つの位置合わせ用マーク(14X,1
6X)の位置をそれぞれ正確に検出でき、この検出結果
の差分よりそれら2つのマークの位置検出光のもとでの
位置ずれ量が正確に検出される。According to the present invention, for example, as shown in FIG. 3, a pattern on a mask (R) is projected onto a projection optical system (P).
L), the position of the projection exposure apparatus that transfers the image to the photosensitive substrate (W) via the two alignment marks (14).
X, 16X) can be detected using the position detection light (L1, L2) passing through a coaxial (along the same optical axis) adjacent optical path. That is, assuming that the two-beam interference method is used, first, as shown in FIG. 3A, the position detection light (L) is adjusted to the pitch of the alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W).
When the intersection angle of (1, L2) is set, the interference light (L) composed of, for example, ± 1st-order diffracted light from the alignment mark (16X)
W), but the direction of the diffracted light from the alignment mark (14X) on the mask (R) is the direction of the interference light (LW).
, It is possible to detect only the interference light (LW). Next, as shown in FIG. 3B, when the intersection angle of the position detection light (L1, L2) is set in accordance with the pitch of the alignment mark (14X) on the mask (R), the alignment mark Interference light (LR) composed of, for example, ± 1st-order diffracted light is generated from (14X), but the direction of the diffracted light from the alignment mark (16X) is different from the direction of the interference light (LR). Interference light (LR)
Only can be detected. Therefore, the interference light (LW, L
R), two alignment marks (14X, 1)
6X) can be accurately detected, and the amount of displacement between the two marks under the position detection light can be accurately detected from the difference between the detection results.
【0013】この場合、それら2つのマークへの位置検
出光の照射は共通の光学系によって行うことができるた
め、光学系が簡素化される。更に、予め位置検出光(ア
ライメント光)のもとでの投影倍率と、露光用の照明光
(露光光)のもとでの投影倍率とを求めておき、その検
出結果を露光用の照明光のもとでの位置ずれ量に換算す
ることによって、露光用の照明光のもとでの位置ずれ量
が正確に検出される。In this case, the irradiation of the position detection light to the two marks can be performed by a common optical system, so that the optical system is simplified. Further, the projection magnification under the position detection light (alignment light) and the projection magnification under the illumination light for exposure (exposure light) are determined in advance, and the detection result is used as the illumination light for exposure. The amount of displacement under the illumination light for exposure is accurately detected by converting into the amount of displacement under the condition (1).
【0014】この場合、マスク(R)のパターンが投影
光学系(PL)を介して感光基板上に転写されていると
すると、マスク(R)上の位置合わせ用マーク(14
X)のピッチをPr、感光基板(W)上の位置合わせ用
マーク(16X)のピッチをPw、その位置検出光のも
とでのその投影光学系(PL)のマスク(R)から感光
基板(W)への投影倍率をβとしたとき、1以上の任意
の整数m,nを用いて、次の2つの関係が成立するよう
にピッチPr及びPwを設定することが望ましい。In this case, assuming that the pattern of the mask (R) has been transferred onto the photosensitive substrate via the projection optical system (PL), the alignment mark (14) on the mask (R) is assumed.
X) the pitch of Pr, the pitch of the alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W) as Pw, and the photosensitive substrate from the mask (R) of the projection optical system (PL) under the position detection light. When the projection magnification for (W) is β, it is desirable to set the pitches Pr and Pw using the arbitrary integers m and n of 1 or more so that the following two relationships are satisfied.
【0015】Pw≠m・β・Pr (1) n・Pw≠β・Pr (2) より具体的には、ピッチPwをm・β・Pr、又はβ・
Pr/nによって定まる値に対して例えば数%異なる値
に設定するとよい。これによって、マスク(R)上の位
置合わせ用マーク(14X)に入射した光束からの0次
光、及び1次以上の回折光を感光基板(W)上の位置合
わせ用マーク(16X)に入射させて得られる回折光中
には、同一方向に進む組み合わせは存在しない。逆に、
感光基板(W)上の位置合わせ用マーク(16X)から
の0次光、及び1次以上の回折光をマスク(R)上の位
置合わせ用マーク(14X)で回折させても同一方向に
進む回折光は存在しない。つまり、2つの位置合わせ用
マークからの回折光は互いに混入しないことになる。Pw ≠ m · β · Pr (1) n · Pw ≠ β · Pr (2) More specifically, the pitch Pw is set to m · β · Pr or β · Pr.
For example, a value different from the value determined by Pr / n by several percent may be set. Thus, the zero-order light and the first-order or higher-order diffracted light from the light beam incident on the alignment mark (14X) on the mask (R) are incident on the alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W). There is no combination traveling in the same direction in the diffracted light obtained by this. vice versa,
Even if the zero-order light and the first-order or higher-order diffracted light from the alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W) are diffracted by the alignment mark (14X) on the mask (R), they travel in the same direction. There is no diffracted light. That is, the diffracted lights from the two alignment marks do not mix with each other.
【0016】また、以上の(1)式及び(2)式は、マ
スク(R)上のパターンを投影光学系(PL)を介して
感光基板(W)に転写する投影露光装置におけるマスク
(R)上の位置合わせ用マーク(14X)と感光基板
(W)上の位置合わせ用マーク(16X)とを検出する
場合のものであるが、投影光学系(PL)を用いずにマ
スク(R)上のパターンと感光基板(W)とを近接又は
密着させて露光するプロキシミティ方式等の露光装置の
場合にも適用することができる。このプロキシミティ方
式等の露光装置の場合、投影光学系(PL)が存在しな
いが、互いにマスク(R)と感光基板(W)とが近接し
て配置されているため、投影光学系(PL)の投影倍率
βを1として(1)式及び(2)式を扱うことができ
る。従って、プロキシミティ方式等の露光装置の場合で
も2つの位置合わせ用マークからの不要な回折光が混入
することなく、必要とされる回折光のみを得ることがで
きる。The above equations (1) and (2) represent the mask (R) in the projection exposure apparatus for transferring the pattern on the mask (R) to the photosensitive substrate (W) via the projection optical system (PL). ) Is used to detect the alignment mark (14X) on the photosensitive substrate (W) and the alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W), but the mask (R) is used without using the projection optical system (PL). The present invention can also be applied to an exposure apparatus such as a proximity method that exposes the upper pattern and the photosensitive substrate (W) in close or close contact with each other. In the case of the exposure apparatus of the proximity type or the like, the projection optical system (PL) does not exist, but since the mask (R) and the photosensitive substrate (W) are arranged close to each other, the projection optical system (PL) Equations (1) and (2) can be treated assuming that the projection magnification β is 1. Therefore, even in the case of an exposure apparatus of the proximity type or the like, unnecessary diffracted light from two alignment marks is not mixed, and only necessary diffracted light can be obtained.
【0017】従って、位置合わせ用マーク(14X)に
入射した光束の0次光をそのまま位置合わせ用マーク
(16X)に入射させても、位置合わせ用マーク(14
X)のその他の回折光が位置合わせ用マーク(16X)
からの回折光のノイズ光となることはなく、逆も成立す
るため、それら2つのマークに対する位置検出光を同軸
に入射させることが可能である。Therefore, even if the zero-order light of the light beam incident on the positioning mark (14X) is directly incident on the positioning mark (16X), the positioning mark (14X) can be obtained.
X) Other diffracted lights are alignment marks (16X)
Since the light does not become the noise light of the diffracted light from the light source, and vice versa, it is possible to coaxially input the position detection light to the two marks.
【0018】この際に、その位置検出光によるマスク
(R)上の位置合わせ用マーク(14X)からの回折光
の位相と、感光基板(W)上の位置合わせ用マーク(1
6X)からの回折光の位相とを時分割で検出することが
望ましい。時分割によって、共通の受光系を介して、順
次2つの位置合わせ用マーク(14X,16X)の位置
検出を行うことができる。At this time, the phase of the diffracted light from the alignment mark (14X) on the mask (R) by the position detection light and the alignment mark (1) on the photosensitive substrate (W).
It is desirable to detect the phase of the diffracted light from 6X) by time division. By the time division, the positions of the two alignment marks (14X, 16X) can be sequentially detected through a common light receiving system.
【0019】更に、その位置検出光によるそれら2つの
位置合わせ用マーク(14X,16X)からの回折光の
位相をそれぞれ所定の基準信号の位相と比較することに
よって、それら2つの位置合わせ用マークの位置ずれ量
を求めるようにしてもよい。2光束干渉方式で、且つヘ
テロダイン干渉方式で位置検出を行う場合、例えば周波
数の異なる2光束を生成するための音響光学素子の駆動
信号をミキシングすることによってその基準信号を生成
できる。そして、感光基板(W)上の位置合わせ用マー
ク(16X)については、位置検出光と露光用の照明光
との間の投影倍率の相違に基づいて、そのようにして求
められた位置ずれ量を露光用の照明光のもとでの位置ず
れ量に換算することによって、露光用の照明光のもとで
の位置ずれ量が正確に求められる。Further, by comparing the phases of the diffracted lights from the two alignment marks (14X, 16X) by the position detection light with the phases of the predetermined reference signals, the two alignment marks are compared. The position shift amount may be obtained. When position detection is performed by the two-beam interference method and the heterodyne interference method, for example, a reference signal can be generated by mixing a drive signal of an acousto-optical element for generating two light beams having different frequencies. Then, with respect to the alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W), the positional deviation amount thus obtained based on the difference in the projection magnification between the position detection light and the exposure illumination light. Is converted into a displacement amount under the illumination light for exposure, the displacement amount under the illumination light for exposure can be accurately obtained.
【0020】また、本発明による位置検出装置は、露光
用の照明光(IL)のもとでマスク(R)に形成された
パターンを感光基板(W)上に転写するに先立って所定
の波長域の位置検出光(L)を用いてマスク(R)上の
格子状の位置合わせ用マーク(14X)と感光基板
(W)上の格子状の位置合わせ用マーク(16X)との
位置ずれ量を検出する位置検出装置において、位置検出
用の光束(L)から互いに周波数の異なる2光束(L
1,L2)を生成する光変調手段(23)と、この光変
調手段に対して周波数が可変の超音波を加える駆動手段
(24)と、光変調手段(23)で生成された2光束
(L1,L2)を投影光学系(PL)と共にマスク
(R)上の位置合わせ用マーク(14X)及び感光基板
(W)上の位置合わせ用マーク(16X)に導く照射光
学系(27,28)と、それら2つの位置合わせ用マー
ク(14X,16X)からそれぞれ同一方向に発生する
複数の回折光同士による干渉光(LR,LW)を光電的
に検出する検出器(30)と、を有し、それら2つの位
置合わせ用マーク(14X,16X)の内の検出対象の
マークのピッチに応じて駆動手段(24)から光変調手
段(23)に対して加える超音波の周波数を調整するも
のである。Further, the position detecting apparatus according to the present invention has a predetermined wavelength prior to transferring the pattern formed on the mask (R) to the photosensitive substrate (W) under the illumination light (IL) for exposure. Using the position detection light (L) of the area, the amount of misalignment between the grid-shaped alignment mark (14X) on the mask (R) and the grid-shaped alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W) In the position detection device for detecting the position, two light beams (L) having different frequencies from the position detection light beam (L) are used.
1, L2), a driving means (24) for applying ultrasonic waves having a variable frequency to the light modulating means, and two light beams (23) generated by the light modulating means (23). Irradiation optical system (27, 28) that guides L1, L2) together with the projection optical system (PL) to the alignment mark (14X) on the mask (R) and the alignment mark (16X) on the photosensitive substrate (W). And a detector (30) for photoelectrically detecting interference light (LR, LW) due to a plurality of diffracted lights generated in the same direction from the two alignment marks (14X, 16X). The frequency of the ultrasonic wave applied from the driving means (24) to the light modulation means (23) is adjusted in accordance with the pitch of the mark to be detected among the two alignment marks (14X, 16X). is there.
【0021】斯かる本発明の位置検出装置によれば、2
つの位置合わせ用マーク(14X,16X)のピッチが
それぞれのマークからの回折光が重ならないように定め
られている場合に、時分割的にその光変調手段(23)
に供給される超音波の周波数を切り換えて、その光変調
手段(23)から射出される周波数の異なる2光束(L
1,L2)の交差角を、順次位置合わせ用マーク(14
X)、及び位置合わせ用マーク(16X)のピッチに応
じた角度に設定する。これによって、共通の照射光学系
(27,28)を介して位置合わせ用マーク(14X,
16X)の位置が順次検出され、本発明の位置合わせ方
法が実施される。According to the position detecting device of the present invention, 2
When the pitch of the two positioning marks (14X, 16X) is determined so that the diffracted lights from the respective marks do not overlap, the light modulating means (23) in a time-division manner.
The frequency of the ultrasonic wave supplied to the light modulating means (23) is switched so that two light beams (L
1, L2) are sequentially aligned with the alignment mark (14).
X) and the angle according to the pitch of the alignment mark (16X). As a result, the positioning marks (14X, 14X,
16X) are sequentially detected, and the alignment method of the present invention is performed.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例は、レチクルのパ
ターンの一部を投影光学系を介してウエハ上に投影した
状態で、レチクル及びウエハを投影光学系に対して同期
走査することによりレチクルのパターン像をウエハ上の
各ショット領域に逐次転写するステップ・アンド・スキ
ャン方式の投影露光装置で、レチクルとウエハとのアラ
イメントを行う場合に本発明を適用したものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this example, a reticle pattern image is projected onto a wafer via a projection optical system while a part of the reticle pattern is projected onto the wafer, and the reticle pattern image is shot on the wafer by synchronous scanning with the projection optical system. The present invention is applied to a step-and-scan type projection exposure apparatus for sequentially transferring an image to an area when performing alignment between a reticle and a wafer.
【0023】図1は本例の投影露光装置の概略構成を示
し、この図1において、露光時に露光用光源、及びフラ
イアイレンズ等からなる照度分布均一化光学系1から射
出された露光用の照明光ILは、第1リレーレンズ2、
可変視野絞り(レチクルブラインド)3、第2リレーレ
ンズ4及びコンデンサレンズ5を経てダイクロイックミ
ラー6に入射する。そして、ダイクロイックミラー6で
下方に反射された照明光ILは、レチクルRのパターン
領域上のスリット状の照明領域を均一な照度分布で照明
する。照明光ILとして、本例ではKrFエキシマレー
ザ(波長248nm)、又はArFエキシマレーザ(波
長193nm)等のエキシマレーザ光が使用されてい
る。但し、照明光ILとしては、金属蒸気レーザやYA
Gレーザの高調波、又は水銀ランプの輝線(波長365
nmのi線等)等を使用することもできる。FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus of this embodiment. In FIG. 1, an exposure light source and an exposure light emitted from an illuminance distribution uniforming optical system 1 including a fly-eye lens and the like at the time of exposure are shown. The illumination light IL includes a first relay lens 2,
The light enters a dichroic mirror 6 via a variable field stop (reticle blind) 3, a second relay lens 4, and a condenser lens 5. Then, the illumination light IL reflected downward by the dichroic mirror 6 illuminates a slit-shaped illumination area on the pattern area of the reticle R with a uniform illuminance distribution. In this example, an excimer laser beam such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is used as the illumination light IL. However, as the illumination light IL, a metal vapor laser or YA
G laser harmonics or mercury lamp emission (wavelength 365)
nm i-line etc.) can also be used.
【0024】露光時にレチクルR上の照明領域を通過し
た照明光ILは、両側(又はウエハ側に片側)テレセン
トリックな投影光学系PLに入射し、その照明領域内の
パターンを投影光学系PLにより投影倍率M(Mは露光
用の照明光のもとでの投影倍率であり、例えば1/4,
1/5等の値を取る)で縮小した像が、表面にフォトレ
ジストが塗布されたウエハW上のスリット状の露光領域
に投影露光される。以下では、投影光学系PLの光軸A
Xに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙
面に平行にX軸を、図1の紙面に垂直にY軸を取って説
明する。The illumination light IL that has passed through the illumination area on the reticle R at the time of exposure is incident on a telecentric projection optical system PL on both sides (or one side on the wafer side), and the pattern in the illumination area is projected by the projection optical system PL. Magnification M (M is a projection magnification under illumination light for exposure, for example, 1/4,
The image reduced by (1/5 or the like) is projected and exposed on a slit-shaped exposure area on the wafer W having a surface coated with a photoresist. Hereinafter, the optical axis A of the projection optical system PL will be described.
The description will be made by taking the Z axis parallel to X, the X axis parallel to the plane of FIG. 1, and the Y axis perpendicular to the plane of FIG. 1 in a plane perpendicular to the Z axis.
【0025】本例では、レチクルRはレチクルステージ
7上に保持され、レチクルステージ7は、投影光学系P
Lの光軸AXに垂直な平面内で2次元的にレチクルRの
位置決めを行うと共に、X方向(走査方向)にレチクル
Rを所定速度で走査できるように構成されている。レチ
クルステージ7上の移動鏡8m、及びレーザ干渉計8に
よって計測されるレチクルステージ7の2次元座標が、
装置全体の動作を統轄的に制御する主制御系9に供給さ
れ、主制御系9は供給された座標に基づいてレチクルス
テージ駆動部10を介してレチクルステージ7の位置、
及び走査速度を制御する。In this embodiment, the reticle R is held on a reticle stage 7, and the reticle stage 7 is
The reticle R is positioned two-dimensionally in a plane perpendicular to the optical axis AX of L, and can scan the reticle R at a predetermined speed in the X direction (scanning direction). The moving mirror 8m on the reticle stage 7 and the two-dimensional coordinates of the reticle stage 7 measured by the laser interferometer 8 are as follows:
The reticle stage is supplied to a main control system 9 that controls the operation of the entire apparatus in a centralized manner, based on the supplied coordinates, and the position of the reticle stage 7 via a reticle stage driving unit 10.
And the scanning speed.
【0026】一方、ウエハWは、微小回転可能なウエハ
ホルダ(不図示)を介してウエハステージ11上に載置
されている。ウエハステージ11は、X方向及びY方向
にウエハWの位置決めを行うと共に、X方向にウエハW
を一定速度で走査するように構成されている。また、ウ
エハステージ11は、オートフォーカス方式でウエハW
のZ方向の位置(フォーカス位置)の制御を行う。ウエ
ハステージ11上の移動鏡12m、及び外部のレーザ干
渉計12によって計測されるウエハステージ11の2次
元座標が主制御系9に供給され、主制御系9はウエハス
テージ駆動部13を介してウエハステージ11の動作を
制御する。走査露光時には、レチクルステージ7を介し
てレチクルRが+X方向(又は−X方向)に速度VR で
走査されるのに同期して、ウエハステージ11を介して
ウエハW上の1つのショット領域が速度β・VR(βは投
影倍率)で−X方向(又は+X方向)に走査される。On the other hand, the wafer W is mounted on the wafer stage 11 via a micro-rotatable wafer holder (not shown). The wafer stage 11 positions the wafer W in the X direction and the Y direction, and sets the wafer W in the X direction.
Is configured to scan at a constant speed. In addition, the wafer stage 11 is configured such that the wafer W
Is controlled in the Z direction (focus position). The two-dimensional coordinates of the moving mirror 12m on the wafer stage 11 and the wafer stage 11 measured by the external laser interferometer 12 are supplied to the main control system 9, and the main control system 9 transmits the wafer through the wafer stage driving unit 13. The operation of the stage 11 is controlled. During scanning exposure, in synchronism with being scanned at a velocity V R to the reticle R is the + X direction (or -X direction) via the reticle stage 7, one shot area on the wafer W via the wafer stage 11 speed β · V R (β is the projection magnification) is scanned in the -X direction (or + X direction).
【0027】次に、本例の投影露光装置のアライメント
センサにつき詳細に説明する。本例では、TTR方式
で、且つ2光束干渉方式(LIA方式)のアライメント
センサを使用する。そして、レチクルR、及びウエハW
の各ショット領域にはそれぞれ回折格子状のアライメン
トマーク(レチクルマーク及びウエハマーク)が形成さ
れている。Next, the alignment sensor of the projection exposure apparatus of this embodiment will be described in detail. In this example, an alignment sensor of a TTR system and a two-beam interference system (LIA system) is used. Then, the reticle R and the wafer W
Each of the shot areas has a diffraction grating alignment mark (reticle mark and wafer mark) formed thereon.
【0028】図2(a)はレチクルR上のレチクルマー
クの配列を示し、この図2(a)において、レチクルR
のパターン領域PAを囲む+Y方向の遮光帯内に、X方
向に所定ピッチで光透過部と遮光部とを配列してなるX
軸の回折格子状のレチクルマーク14X、及びY方向に
所定ピッチで光透過部と遮光部とを配列してなるY軸の
回折格子状のレチクルマーク14Yが形成されている。
また、その1対のレチクルマークと対称に、−Y方向の
遮光帯内にも、回折格子状のX軸のレチクルマーク15
X、及びY軸のレチクルマーク15Yが形成されてい
る。FIG. 2A shows an arrangement of reticle marks on the reticle R. In FIG.
Formed by arranging light-transmitting portions and light-shielding portions at a predetermined pitch in the X-direction in a + Y-direction light-shielding band surrounding the pattern area PA.
A reticle mark 14X in the form of an axial diffraction grating and a reticle mark 14Y in the form of a Y-axis diffraction grating in which light transmitting portions and light shielding portions are arranged at a predetermined pitch in the Y direction are formed.
Also, symmetrically with the pair of reticle marks, the X-axis reticle mark 15 in the form of a diffraction grating is located within the light-shielding band in the −Y direction.
X and Y axis reticle marks 15Y are formed.
【0029】次に、図2(b)はウエハW上の1つのシ
ョット領域SAに付設されたウエハマークの配列を示
し、この図2(b)において、ショット領域SAに−Y
方向に隣接するように、X方向に所定ピッチで凸部と凹
部とを配列してなるX軸の回折格子状のウエハマーク1
6X、及びY方向に所定ピッチで凸部と凹部とを配列し
てなるY軸の回折格子状のウエハマーク16Yが形成さ
れている。また、その1対のウエハマークと対称に、そ
のショット領域SAに+Y方向に隣接するように、回折
格子状のX軸のウエハマーク17X、及びY軸のウエハ
マーク17Yが形成されている。TTR方式でアライメ
ントを行う際には、レチクルR上の4個のレチクルマー
ク14X,14Y,15X,15Yと対応するウエハW
のショット領域SAのウエハマーク16X,16Y,1
7X,17Yとの計測方向への位置ずれ量が対応するア
ライメントセンサによって検出され、これらの検出結果
がそれぞれ所定の許容範囲内に収められた状態で露光が
行われる。Next, FIG. 2B shows an arrangement of wafer marks attached to one shot area SA on the wafer W. In FIG.
X-axis diffraction grating wafer mark 1 in which convex portions and concave portions are arranged at a predetermined pitch in the X direction so as to be adjacent to each other in the X direction.
6X, and a Y-axis diffraction grating-shaped wafer mark 16Y formed by arranging convex portions and concave portions at a predetermined pitch in the Y direction is formed. Further, an X-axis wafer mark 17X and a Y-axis wafer mark 17Y in the form of a diffraction grating are formed symmetrically to the pair of wafer marks and adjacent to the shot area SA in the + Y direction. When performing alignment by the TTR method, the wafer W corresponding to the four reticle marks 14X, 14Y, 15X, 15Y on the reticle R
Wafer marks 16X, 16Y, 1 in shot area SA
The amount of displacement in the measurement direction with respect to 7X and 17Y is detected by the corresponding alignment sensor, and exposure is performed in a state where the results of these detections fall within predetermined allowable ranges.
【0030】更に、本例では、レチクルマーク及びウエ
ハマークの位置検出を行うためのアライメント光として
は、ウエハW上のフォトレジストを感光させない波長域
の光束、即ち露光用の照明光ILとは異なる波長域の光
束が使用されている。そのため、露光用の照明光ILに
対して収差補正が行われている投影光学系PLにおいて
は、そのアライメント光に対して色収差(倍率色収差、
軸上色収差)が残存していることがある。そこで本例で
は、そのアライメント光のもとでの、投影光学系PLに
おけるレチクルRからウエハWに対する投影倍率βを予
め計測しておく。そして、レチクルマーク14XのX方
向へのピッチをPr、ウエハマーク16XのX方向への
ピッチをPwとしたとき、1以上の任意の整数m,nを
用いて、次の2つの関係が成立するようにピッチPr及
びPwを設定する。Furthermore, in this embodiment, the alignment light for detecting the positions of the reticle mark and the wafer mark is different from the light flux in a wavelength range that does not expose the photoresist on the wafer W, that is, the illumination light IL for exposure. Light beams in the wavelength range are used. Therefore, in the projection optical system PL in which aberration correction is performed on the exposure illumination light IL, chromatic aberration (magnification chromatic aberration,
Axial chromatic aberration) may remain. Therefore, in this example, the projection magnification β from the reticle R to the wafer W in the projection optical system PL under the alignment light is measured in advance. When the pitch of the reticle mark 14X in the X direction is Pr and the pitch of the wafer mark 16X in the X direction is Pw, the following two relationships are established using any integer m or n of 1 or more. The pitches Pr and Pw are set as described above.
【0031】Pw≠m・β・Pr (3) n・Pw≠β・Pr (4) 即ち、レチクルマーク14XのウエハW上での像のピッ
チβ・Prと、ウエハマーク16XのピッチPwとが互
いに整数倍の関係にならないように設定する。図5は、
レチクルマーク14XのウエハW上での像14XWと、
ウエハマーク16Xとの関係を示す。この図5におい
て、レチクルマーク14Xの像14XWのピッチβ・P
rと、ウエハマーク16XのピッチPwとが(3)式、
及び(4)式の関係を満たしていると、仮想的にそれら
2つのマークに光束32が垂直に入射した場合に、像1
4XWからのm次(mは1以上の整数)の回折光34の
回折角θm と、ウエハマーク16Xからの1次回折光3
3の回折角αとは一致することがない。即ち、m次の回
折光34と1次回折光33とは重なることがないため、
後述のようにレチクルマーク14Xに影響されずに、ウ
エハマーク16Xからの±1次回折光のみを検出できる
ことになる。同様に、ウエハマーク16Xに影響されず
に、レチクルマーク14Xからの±1次回折光のみを検
出できることになる。その他のレチクルマークとウエハ
マークとのピッチも同様な関係に設定されており、検出
原理も同じである。そのため、以下では、X軸のレチク
ルマーク14Xとウエハマーク16XとのX方向の位置
ずれ量を検出するための1つのアライメントセンサの構
成につき説明する。Pw ≠ m · β · Pr (3) n · Pw ≠ β · Pr (4) That is, the pitch β · Pr of the image of the reticle mark 14X on the wafer W is equal to the pitch Pw of the wafer mark 16X. Set so that they do not have an integral multiple relationship. FIG.
An image 14XW of the reticle mark 14X on the wafer W;
This shows the relationship with the wafer mark 16X. In FIG. 5, the pitch β · P of the image 14XW of the reticle mark 14X
r and the pitch Pw of the wafer mark 16X are expressed by the following equation (3).
If the relationship of the formula (4) is satisfied, the image 1 will be generated when the light beam 32 is virtually incident on these two marks vertically.
The diffraction angle θ m of the m-th order (m is an integer of 1 or more) diffracted light 34 from 4XW and the first-order diffracted light 3 from the wafer mark 16X
3 does not coincide with the diffraction angle α. That is, since the m-th order diffracted light 34 and the first order diffracted light 33 do not overlap,
As described later, only the ± 1st-order diffracted light from the wafer mark 16X can be detected without being affected by the reticle mark 14X. Similarly, only the ± 1st-order diffracted light from the reticle mark 14X can be detected without being affected by the wafer mark 16X. The pitches between the other reticle marks and the wafer marks are set in a similar relationship, and the principle of detection is the same. Therefore, the configuration of one alignment sensor for detecting the amount of displacement in the X direction between the X-axis reticle mark 14X and the wafer mark 16X will be described below.
【0032】図1に戻り、そのアライメント光のもとで
の本例の投影光学系PLのレチクルRのパターン面に対
する光学的フーリエ変換面(瞳面)の近傍には、そのア
ライメント光に対する投影光学系PLの色収差を制御す
るための色収差制御板17が設置されている。色収差制
御板17は、ガラス基板上に位相型の回折格子よりなる
複数の色収差制御素子(図1ではそれらの内の17a,
17bを示す)を形成したものであり、これらの色収差
制御素子によってアライメント光の色収差を制御するこ
とによって、レチクルマーク14Xとウエハマーク16
Xとをアライメント光のもとで投影光学系PLに関して
共役にしている。Returning to FIG. 1, near the optical Fourier transform plane (pupil plane) with respect to the pattern surface of the reticle R of the projection optical system PL of this embodiment under the alignment light, the projection optics for the alignment light A chromatic aberration control plate 17 for controlling chromatic aberration of the system PL is provided. The chromatic aberration control plate 17 is composed of a plurality of chromatic aberration control elements (17a, 17a,
17b), and the chromatic aberration of the alignment light is controlled by these chromatic aberration control elements, so that the reticle mark 14X and the wafer mark 16 are formed.
X is conjugated to the projection optical system PL under the alignment light.
【0033】また、レチクルRの上方のダイクロイック
ミラー6の上に、X軸の2光束干渉方式のアライメント
センサ21のアライメント光学系が配置されている。こ
のアライメント光学系において、例えばHe−Neレー
ザ光源よりなるレーザ光源22から射出されたアライメ
ント光(位置検出光)としてのレーザビームLは、周波
数可変2光束発生系23に入射する。この周波数可変2
光束発生系23は、2つの音響光学素子を含み、これら
2つの音響光学素子に外部のAOM駆動系24から所定
の周波数差Δfを有する可変の周波数f1,f2 の高周波
信号を印加することによって、所定の周波数差Δfを有
し互いに可干渉な2光束(ヘテロダインビーム)L1及
びL2を可変の射出角で発生するように構成されてい
る。On the dichroic mirror 6 above the reticle R, an alignment optical system of an X-axis two-beam interference type alignment sensor 21 is arranged. In this alignment optical system, a laser beam L as alignment light (position detection light) emitted from a laser light source 22 composed of, for example, a He-Ne laser light source enters a frequency-variable two-beam generating system 23. This frequency variable 2
The light beam generating system 23 includes two acousto-optical elements, and applies high-frequency signals of variable frequencies f 1 and f 2 having a predetermined frequency difference Δf from an external AOM driving system 24 to these two acousto-optical elements. Thus, two light beams (heterodyne beams) L1 and L2 having a predetermined frequency difference Δf and being coherent with each other are generated at a variable emission angle.
【0034】図4は、その周波数可変2光束発生系23
の一例を示し、この図4において、2つの音響光学素子
(以下、「AOM」と略称する)31A及び31Bが近
接して配置されている。この図4の第1のAOM31A
において、音響光学媒体41Aの一方の側面に電極板4
2A、超音波発生用のトランスデューサ43A、及び電
極板44Aが順次固定され、他方の側面に吸音材46A
が固定され、電極板42A及び44Aの間にAOM駆動
系24から可変の周波数f1 の高周波信号が供給され、
これにより進行波47Aが形成される。また、第2のA
OM31Bにおいて、音響光学媒体41Bの他方の側面
に電極板42B、超音波発生用のトランスデューサ43
B、及び電極板44Bが順次固定され、一方の側面に吸
音材46Bが固定され、電極板42B及び44Bの間に
AOM駆動系24から可変の周波数f2 の高周波信号が
供給され、これにより第1のAOM31A内の進行波4
7Aと逆方向に進行する進行波47Bが形成される。FIG. 4 shows the frequency-variable two-beam generating system 23.
In FIG. 4, two acousto-optic elements (hereinafter, abbreviated as “AOM”) 31A and 31B are arranged close to each other. The first AOM 31A shown in FIG.
, The electrode plate 4 is provided on one side surface of the acousto-optic medium 41A.
2A, a transducer 43A for generating ultrasonic waves, and an electrode plate 44A are sequentially fixed, and a sound absorbing material 46A is provided on the other side surface.
Is fixed, and a high-frequency signal having a variable frequency f 1 is supplied from the AOM drive system 24 between the electrode plates 42A and 44A,
As a result, a traveling wave 47A is formed. Also, the second A
In the OM 31B, an electrode plate 42B and a transducer 43 for generating ultrasonic waves are provided on the other side surface of the acousto-optic medium 41B.
B, and the electrode plates 44B are sequentially fixed, the sound absorbing material 46B on one side is fixed, a variable high-frequency signal of frequency f 2 is supplied from AOM drive system 24 between the electrode plates 42B and 44B, thereby first Traveling wave 4 in 1 AOM31A
A traveling wave 47B traveling in the opposite direction to 7A is formed.
【0035】音響光学媒体41A,41Bとしては、通
常のガラスの他に、2酸化テルル(TeO2)の単結晶、
水晶、石英、モリブデン酸鉛単結晶等が使用できる。ま
た、吸音材46A,46Bとしては、音響インピーダン
ス(密度と音速との積)が音響光学媒体41A,41B
のそれと近く、且つ音波を吸収し易い材料である例えば
鉛、又はアルミニウム等の金属膜が使用できる。また、
トランスデューサ43A,43Bとしては、リチウムナ
イオベイト(LiNbO3)の単結晶、LiIO 3 の単結
晶、又はBa3 NaNb5 O15の単結晶等が使用でき
る。As the acousto-optic media 41A, 41B,
In addition to ordinary glass, tellurium dioxide (TeO)Two) Single crystal,
Quartz, quartz, lead molybdate single crystal and the like can be used. Ma
The sound absorbing materials 46A and 46B are acoustic impedances.
(The product of density and sound velocity) is acousto-optic media 41A, 41B
It is a material close to that of and easy to absorb sound waves, for example
A metal film such as lead or aluminum can be used. Also,
As transducers 43A and 43B, lithium
Iovate (LiNbOThree) Single crystal, LiIO Three Simple connection
Crystal or BaThreeNaNbFiveOFifteenSingle crystal etc. can be used
You.
【0036】この場合、トランスデューサ43Aと吸音
材46Aとにより挟まれた領域が第1の超音波作用領域
を形成し、トランスデューサ43Bと吸音材46Bとに
より挟まれた領域が第2の超音波作用領域を形成してい
る。そして、入射するレーザビームLの内で、AOM3
1A内の進行波47Aによる+1次回折光L0(1)、及び
AOM31B内の進行波47Bによる+1次回折光L
A(1)の混合光が光束L1となり、進行波47Aによる−
1次回折光L0(-1) 、及び進行波47Bによる−1次回
折光LA(-1) の混合光が光束L2となっている。そし
て、光束L1の周波数の変化分は実質的に(f1-f2)/
2であり、光束L2の周波数の変化分は実質的に−(f
1-f2)/2である。更に、AOM31A内の超音波作用
領域の中心とAOM31B内の超音波作用領域の中心と
の空気長に換算した間隔sは、2つの光束L1,L2の
干渉光の光電変換信号(光ビート信号)のコントラスト
が最大となるように設定されている。In this case, a region sandwiched between the transducer 43A and the sound absorbing material 46A forms a first ultrasonic working region, and a region sandwiched between the transducer 43B and the sound absorbing material 46B forms a second ultrasonic working region. Is formed. Then, in the incident laser beam L, AOM3
+ 1st-order diffracted light L 0 (1) due to traveling wave 47A in 1A and + 1st-order diffracted light L due to traveling wave 47B in AOM 31B
A The mixed light of (1) becomes a light flux L1 and is-
The mixed light of the first-order diffracted light L 0 (-1) and the first-order diffracted light L A (-1) due to the traveling wave 47B forms a light beam L2. The change in the frequency of the light beam L1 is substantially (f 1 -f 2 ) /
2 and the change in the frequency of the light beam L2 is substantially-(f
1 is a -f 2) / 2. Further, the distance s converted into the air length between the center of the ultrasonic action area in the AOM 31A and the center of the ultrasonic action area in the AOM 31B is a photoelectric conversion signal (light beat signal) of the interference light of the two light beams L1 and L2. Are set to maximize the contrast of the image.
【0037】そして、この図4の構成例において、AO
M駆動系24からAOM31A,31Bに供給する高周
波信号の周波数f1,f2 を変化させることによって、射
出される光束L1及びL2の射出角(交差角)を制御で
きるようになっている。従って、後述のように検出対象
が図1のウエハマーク16Xからレチクルマーク14X
へと順次切り換えられる際には、検出対象のマークのピ
ッチに応じて光束L1及びL2の交差角を調整できるよ
うになっている。但し、そのように周波数f1,f2 を変
化させる場合でも、周波数差Δf(=f1 −f2)は一定
に維持されているため、ウエハマーク16X又はレチク
ルマーク14Xから得られる干渉光のビート周波数は一
定のΔfであり、信号処理系の構成は簡略である。な
お、周波数f1,f2 は音響光学素子を安定に駆動するた
めに数10MHz程度に設定され、周波数差Δfは信号
処理が容易なように例えば数10kHz程度に設定され
る。In the configuration example of FIG. 4, AO
By changing the frequencies f 1 and f 2 of the high-frequency signals supplied from the M drive system 24 to the AOMs 31A and 31B, the emission angles (intersection angles) of the emitted light beams L1 and L2 can be controlled. Accordingly, as described later, the detection target is changed from the wafer mark 16X to the reticle mark 14X in FIG.
When the switching is sequentially performed, the intersection angle of the light beams L1 and L2 can be adjusted according to the pitch of the mark to be detected. However, even when the frequencies f 1 and f 2 are changed in such a manner, the frequency difference Δf (= f 1 −f 2 ) is kept constant, so that the interference light obtained from the wafer mark 16X or the reticle mark 14X is not changed. The beat frequency is a constant Δf, and the configuration of the signal processing system is simple. The frequencies f 1 and f 2 are set to about several tens of MHz in order to drive the acousto-optic element stably, and the frequency difference Δf is set to, for example, about several tens of kHz to facilitate signal processing.
【0038】なお、その2つのAOM31A,31Bの
間隔sはできれば0となるのが望ましいが、図4のよう
に近接して配置するときには、間隔sは0にはなり得な
い。そこで、実質的に間隔sを0にするには、2つのA
OM31A,31Bの間にリレーレンズ系を配置すれば
よい。また、回折効率を高めるには、AOM31A,3
1Bとして異方ブラッグ回折を行う音響光学素子を使用
してもよい。It is desirable that the interval s between the two AOMs 31A and 31B be 0 if possible, but the interval s cannot be 0 when the two AOMs 31A and 31B are arranged close to each other as shown in FIG. Therefore, to make the interval s substantially zero, two A
What is necessary is just to arrange a relay lens system between OM31A, 31B. In order to increase the diffraction efficiency, AOM31A, 3
An acousto-optic device that performs anisotropic Bragg diffraction may be used as 1B.
【0039】図1に戻り、周波数可変2光束発生系23
から射出された1対の所定の周波数差Δfを有する可干
渉な光束L1,L2は、対物レンズ27で集光されてビ
ームスプリッタ28に至り、ビームスプリッタ28で反
射された光束L1,L2はダイクロイックミラー6を透
過して、レチクルRのパターン面のX軸のレチクルマー
ク14Xに交差するように入射する。この際に、その光
束L1,L2の交差角がレチクルマーク14Xのピッチ
Prに適合していると、レチクルマーク14Xから垂直
上方に±1次回折光よりなる干渉光が発生し、この干渉
光はダイクロイックミラー6、及びビームスプリッタ2
8を経てフォトダイオード等からなる光電検出器30に
入射する。また、ビームスプリッタ28と光電検出器3
0との間にはレチクルマーク14X、又はウエハマーク
16Xから垂直上方に発生する光束のみを通過させる空
間フィルタ29が配置され、検出対象の干渉光以外の光
束が遮光されるように構成されている。Returning to FIG. 1, the frequency-variable two-beam generating system 23
The coherent light beams L1 and L2 having a predetermined frequency difference Δf emitted from the light source are condensed by the objective lens 27 and reach the beam splitter 28, and the light beams L1 and L2 reflected by the beam splitter 28 are dichroic. The light passes through the mirror 6 and enters the reticle R so as to intersect the reticle mark 14X on the X-axis on the pattern surface of the reticle R. At this time, if the crossing angle of the light beams L1 and L2 matches the pitch Pr of the reticle mark 14X, interference light composed of ± 1st-order diffracted light is generated vertically upward from the reticle mark 14X, and this interference light is dichroic. Mirror 6 and beam splitter 2
After that, the light enters a photoelectric detector 30 composed of a photodiode or the like. Also, the beam splitter 28 and the photoelectric detector 3
A spatial filter 29 that allows only a light beam generated vertically upward from the reticle mark 14X or the wafer mark 16X to pass therethrough is arranged between the reticle mark 14X and the wafer mark 16X so as to block light beams other than interference light to be detected. .
【0040】一方、レチクルマーク14Xに入射した光
束L1,L2の一部(これも光束L1,L2と呼ぶ)
は、レチクルマーク14Xを透過して投影光学系PLに
入射する。そして、光束L1及びL2はそれぞれ投影光
学系PL内に設置された色収差制御板17上の色収差制
御素子17a及び17bによって光路が偏向されて投影
光学系PLから射出された後、ウエハW上のX軸のウエ
ハマーク16X上に交差するように入射する。そして、
レチクルマーク14Xの場合と同様に、その光束L1,
L2の交差角がウエハマーク16XのピッチPwに適合
していると、ウエハマーク16Xから垂直上方に±1次
回折光よりなる干渉光LWが発生し、この干渉光LWは
投影光学系PL中の色収差制御板17上の対応する色収
差制御素子を経てレチクルマーク14Xに戻り、レチク
ルマーク14Xを透過した干渉光LWは、ダイクロイッ
クミラー6、ビームスプリッタ28、及び空間フィルタ
29を経て光電検出器30に入射する。光電検出器30
で入射する干渉光を光電変換して得られる周波数Δfの
光ビート信号SXは、信号処理系26に供給される。On the other hand, a part of the light beams L1 and L2 incident on the reticle mark 14X (also called light beams L1 and L2).
Is transmitted through the reticle mark 14X and enters the projection optical system PL. The luminous fluxes L1 and L2 are deflected by the chromatic aberration control elements 17a and 17b on the chromatic aberration control plate 17 installed in the projection optical system PL, and emitted from the projection optical system PL. The light is incident so as to intersect on the axis wafer mark 16X. And
As in the case of the reticle mark 14X, the light flux L1,
If the intersection angle of L2 matches the pitch Pw of the wafer mark 16X, interference light LW composed of ± 1st-order diffracted light is generated vertically upward from the wafer mark 16X, and this interference light LW is a chromatic aberration in the projection optical system PL. Returning to the reticle mark 14X via the corresponding chromatic aberration control element on the control plate 17, the interference light LW transmitted through the reticle mark 14X enters the photoelectric detector 30 via the dichroic mirror 6, the beam splitter 28, and the spatial filter 29. . Photoelectric detector 30
The optical beat signal SX having a frequency Δf obtained by photoelectrically converting the interference light incident on the optical disc is supplied to the signal processing system 26.
【0041】なお、図4に示すように、本例の周波数可
変2光束発生系23内のAOM31A,31Bの間隔s
は0にはならないため、射出される光束L1,L2には
周波数f1,f2 程度で変調された成分が重畳され、得ら
れる光ビート信号SXにも高周波成分が重畳されている
場合がある。そこで、図1の光電検出器30と信号処理
系26との間に、光ビート信号SXから周波数がf1/2
程度以上の高周波成分を除去するためのローパスフィル
タ回路を付加してもよい。As shown in FIG. 4, the distance s between the AOMs 31A and 31B in the frequency-variable two-beam generating system 23 of this embodiment is represented by s.
Does not become 0, the components modulated at the frequencies f 1 and f 2 are superimposed on the emitted light fluxes L 1 and L 2 , and the high frequency component is sometimes superimposed on the obtained optical beat signal SX. . Therefore, the frequency f 1/2 from the optical beat signal SX is applied between the photoelectric detector 30 and the signal processing system 26 in FIG.
A low-pass filter circuit for removing a high frequency component of a degree or more may be added.
【0042】また、AOM駆動系24からミキサ回路2
5に対して、周波数可変2光束発生系23に供給される
高周波信号から分離された周波数f1 及びf2 の高周波
信号が供給され、ミキサ回路25ではそれらの高周波信
号を混合して周波数Δf(=f1 −f2)の参照ビート信
号SRを生成し、この参照ビート信号SRを信号処理系
26に供給する。信号処理系26では、参照ビート信号
SRと光ビート信号SXとの位相を比較して、参照ビー
ト信号SRに対する光ビート信号SXの位相差φを求め
る。The AOM drive system 24 supplies the mixer circuit 2
5 is supplied with high-frequency signals of frequencies f 1 and f 2 separated from the high-frequency signal supplied to the frequency-variable two-beam generating system 23, and the mixer circuit 25 mixes these high-frequency signals to obtain a frequency Δf ( = F 1 −f 2 ), and supplies the reference beat signal SR to the signal processing system 26. The signal processing system 26 compares the phases of the reference beat signal SR and the optical beat signal SX to determine the phase difference φ of the optical beat signal SX with respect to the reference beat signal SR.
【0043】なお、参照ビート信号SRの代わりに、単
純な基準クロック発生装置からのパルス信号を使っても
よい。図1において、レーザ光源22〜光電検出器30
までの部材よりアライメントセンサ21が構成されてい
る。また、レーザ光源22、周波数可変2光束発生系2
3、対物レンズ27〜光電検出器30よりアライメント
光学系が構成されている。Note that a pulse signal from a simple reference clock generator may be used instead of the reference beat signal SR. In FIG. 1, a laser light source 22 to a photoelectric detector 30
The alignment sensor 21 is composed of the members described above. Further, a laser light source 22, a frequency-variable two-beam generating system 2
3. An alignment optical system is constituted by the objective lens 27 to the photoelectric detector 30.
【0044】次に、本例のアライメントセンサ21を用
いて、レチクルR上のレチクルマーク14Xと、ウエハ
W上のウエハマーク16XとのX方向への位置ずれ量を
検出する場合の動作につき説明する。先ず、ウエハマー
ク16Xの位置を検出するものとして、周波数可変2光
束発生系23に供給する高周波信号の周波数f1,f2 を
調整することによって、周波数可変2光束発生系23か
ら射出される光束L1,L2のウエハマーク16X上で
の入射角θW が次式を満たすようにする。但し、λは光
束L1,L2の波長(中心波長)、Pwはウエハマーク
16Xのピッチであり、(5)式が満たされているとき
に、光束L1,L2の交差角がウエハマーク16Xのピ
ッチPwに適合していると言う。Next, a description will be given of an operation for detecting the amount of displacement in the X direction between the reticle mark 14X on the reticle R and the wafer mark 16X on the wafer W using the alignment sensor 21 of this embodiment. . First, in order to detect the position of the wafer mark 16X, by adjusting the frequencies f 1 and f 2 of the high-frequency signals supplied to the frequency variable two light beam generation system 23, the light beam emitted from the frequency variable two light beam generation system 23 is adjusted. The incident angles θ W of L1 and L2 on the wafer mark 16X are set to satisfy the following expression. Here, λ is the wavelength (center wavelength) of the light fluxes L1 and L2, and Pw is the pitch of the wafer mark 16X. When Expression (5) is satisfied, the intersection angle of the light fluxes L1 and L2 is the pitch of the wafer mark 16X. It is said to conform to Pw.
【0045】sin θW =λ/Pw (5) 図3(a)はそのように光束L1,L2の交差角がウエ
ハマーク16XのピッチPwに適合している状態を示
し、この図3(a)において、2つの光束L1,L2が
レチクルマーク14Xに入射すると、その一部は0次光
L10,L20となって投影光学系PL側に透過してい
く。この際に、レチクルマーク14Xでの回折も生じ、
例えば光束L1について考えると、レチクルマーク14
Xにおいて1次回折光L11、及び2次回折光L12等
が生じる。但し、本例では(3)式、及び(4)式が成
立しているため、これら1次以上の回折光の悪影響は無
い。Sin θ W = λ / Pw (5) FIG. 3 (a) shows a state in which the crossing angle of the light fluxes L1 and L2 matches the pitch Pw of the wafer mark 16X. 2), when the two light beams L1 and L2 are incident on the reticle mark 14X, a part of the light beams becomes zero-order light beams L10 and L20 and is transmitted to the projection optical system PL. At this time, diffraction at the reticle mark 14X also occurs,
For example, considering the light flux L1, the reticle mark 14
At X, a first-order diffracted light L11, a second-order diffracted light L12, and the like are generated. However, in this example, since the equations (3) and (4) hold, there is no adverse effect of these first-order or higher-order diffracted light.
【0046】仮に、(3)式又は(4)式の不等号が成
り立たない場合、即ち(3)式又は(4)式で等号が成
立する場合は、1次回折光L11、又は2次回折光L1
2等の何れかは0次光L20と同じ方向に進み、ウエハ
マーク16Xからの干渉光LWにレチクルマーク14X
からの1次以上の回折光が混入して、検出される光ビー
ト信号SXのSN比が悪化する。言い換えると、(3)
式及び(4)式が成り立つ限り、光束L1,L2のレチ
クルマーク14Xからの0次光(透過光)L10,L2
0は余分な回折光を含まない、つまりレチクルRの位置
情報を含まない光束になる。そして、0次光L10,L
20がウエハマーク16Xに入射すると、(5)式の関
係からウエハマーク16Xから±1次回折光が平行に干
渉光LWとして発生し、この干渉光LWは図1の光電検
出器30で受光される。一方、レチクルマーク14Xで
反射回折された光LR11,LR21等については、
(3)式及び(4)式の関係があるので同一方向となる
組み合わせは存在しない。従って、ウエハマーク16X
からの干渉光LWに基づいてウエハWの位置検出が正確
に行われる。If the inequality expression (3) or (4) does not hold, that is, if the expression (3) or (4) does not hold, the first-order diffracted light L11 or the second-order diffracted light L1
2 or the like travels in the same direction as the zero-order light L20, and the reticle mark 14X is added to the interference light LW from the wafer mark 16X.
And the first or higher order diffracted light from the optical signal is mixed, and the SN ratio of the detected optical beat signal SX deteriorates. In other words, (3)
As long as the expressions and the expression (4) hold, zero-order light (transmitted light) L10, L2 from the reticle mark 14X of the light beams L1, L2.
0 is a light beam that does not include extra diffracted light, that is, does not include position information of the reticle R. Then, the zero-order light L10, L
When 20 is incident on the wafer mark 16X, ± 1st-order diffracted light is generated in parallel from the wafer mark 16X as interference light LW based on the relationship of the expression (5), and the interference light LW is received by the photoelectric detector 30 in FIG. . On the other hand, for the light LR11, LR21, etc., reflected and diffracted by the reticle mark 14X,
Since there is a relationship between the expressions (3) and (4), there is no combination in the same direction. Therefore, the wafer mark 16X
, The position of the wafer W is accurately detected based on the interference light LW.
【0047】次に、レチクルマーク14Xの位置を検出
するときには、図1の周波数可変2光束発生系23に供
給する高周波信号の周波数f1,f2 を調整することによ
って、周波数可変2光束発生系23から射出される光束
L1,L2のレチクルマーク14X上での入射角θR が
次式を満たすようにする。但し、Prはレチクルマーク
14Xのピッチであり、(6)式が満たされているとき
に、光束L1,L2の交差角がレチクルマーク14Xの
ピッチPrに適合していると言う。Next, when detecting the position of the reticle mark 14X, the frequencies f 1 and f 2 of the high-frequency signal supplied to the frequency-variable two-beam generating system 23 in FIG. The incident angles θ R on the reticle mark 14X of the light beams L1 and L2 emitted from 23 are set to satisfy the following expression. Here, Pr is the pitch of the reticle mark 14X, and when the expression (6) is satisfied, it is said that the intersection angle of the light beams L1 and L2 matches the pitch Pr of the reticle mark 14X.
【0048】sin θR =λ/Pr (6) 図3(b)はそのように光束L1,L2の交差角がレチ
クルマーク14XのピッチPrに適合している状態を示
し、この図3(b)において、2つの光束L1,L2が
レチクルマーク14Xに入射すると、レチクルマーク1
4Xからの±1次回折光よりなる干渉光LRが、レチク
ルマーク14Xからほぼ垂直上方に発生して図1の光電
検出器30で受光される。この際に、レチクルマーク1
4Xからの0次光L10,L20によってウエハマーク
16Xからも1次回折光LW11,LW21が発生する
が、(3)式及び(4)式が成立しているため、これら
の1次回折光LW11,LW21は干渉光LRに平行に
はならない。従って、干渉光LRのみを高いSN比で検
出することができ、レチクルマーク14Xの位置を高精
度に検出できる。Sin θ R = λ / Pr (6) FIG. 3B shows a state in which the crossing angle of the light beams L1 and L2 conforms to the pitch Pr of the reticle mark 14X. ), When the two light beams L1 and L2 enter the reticle mark 14X, the reticle mark 1
Interference light LR consisting of ± 1st-order diffracted light from 4X is generated almost vertically above reticle mark 14X and received by photoelectric detector 30 in FIG. At this time, reticle mark 1
The first-order diffracted lights LW11 and LW21 are also generated from the wafer mark 16X by the 0th-order lights L10 and L20 from the 4X, but since the equations (3) and (4) are satisfied, these first-order diffracted lights LW11 and LW21. Are not parallel to the interference light LR. Therefore, only the interference light LR can be detected with a high SN ratio, and the position of the reticle mark 14X can be detected with high accuracy.
【0049】以上のレチクルマーク及びウエハマークに
よってX,Y,θ方向でのレチクルRとウエハWとの相
対位置検出が完了した後、主制御系9はレチクルステー
ジ7とウエハステージ11との位置を調整してアライメ
ントを完了させる。そして、アライメントを完了後、主
制御系9は照明系の内部に設けられた不図示のシャッタ
ー手段を開放する信号を出力してシャッター手段を開放
し、レチクルRとウエハWとを相対的に走査して、レチ
クルRのパターンをウエハW上に転写するための露光動
作に移行する。After the detection of the relative position between the reticle R and the wafer W in the X, Y, and θ directions based on the reticle mark and the wafer mark, the main control system 9 determines the positions of the reticle stage 7 and the wafer stage 11. Adjust to complete alignment. After completing the alignment, the main control system 9 outputs a signal for opening a shutter unit (not shown) provided inside the illumination system to open the shutter unit, and relatively scans the reticle R and the wafer W. Then, the process proceeds to an exposure operation for transferring the pattern of the reticle R onto the wafer W.
【0050】また、(3)式及び(4)式の関係を満た
すための具体的なレチクルマーク14XのピッチPr、
及びウエハマーク16XのピッチPwの一例は、次のよ
うになる。 Pw=0.93β・Pr (7) つまり、ウエハマーク16XのピッチPwは、アライメ
ント光のもとでの投影倍率βで補正したレチクルマーク
14XのピッチPrの93%に設定しておく。すると、
図3(a)の場合と図3(b)の場合とで2光束L1,
L2の開き角の差は殆どなくなり、レチクルマーク14
X及びウエハマーク16Xの位置を検出する際の2光束
L1,L2の光路はほぼ同一とみなすことができ、レチ
クルRより上方の光路における空気揺らぎの影響を最小
限にとどめることができる。Further, a specific pitch Pr of the reticle mark 14X for satisfying the relations of the equations (3) and (4),
An example of the pitch Pw of the wafer mark 16X is as follows. Pw = 0.93β · Pr (7) That is, the pitch Pw of the wafer mark 16X is set to 93% of the pitch Pr of the reticle mark 14X corrected by the projection magnification β under the alignment light. Then
In the case of FIG. 3A and the case of FIG.
The difference in the opening angle of L2 almost disappears, and the reticle mark 14
When detecting the positions of X and the wafer mark 16X, the optical paths of the two light beams L1 and L2 can be regarded as substantially the same, and the influence of air fluctuation in the optical path above the reticle R can be minimized.
【0051】上述のように本例では、図1の周波数可変
2光束発生系23に供給する高周波信号の周波数f1,f
2 を切り換えることによって、時分割的に順次ウエハマ
ーク16X及びレチクルマーク14Xの位置を検出して
いる。この場合、ヘテロダイン干渉方式の位置検出速度
は高速であり、空気揺らぎや機械振動の周期(100H
z程度)よりも十分速い周期で検出可能であるため、位
置検出に要する時間は短時間で済む。As described above, in this embodiment, the frequencies f 1 and f 1 of the high-frequency signal supplied to the frequency-variable two-beam generating system 23 shown in FIG.
By switching 2 , the positions of the wafer mark 16X and the reticle mark 14X are sequentially detected in a time division manner. In this case, the position detection speed of the heterodyne interference method is high, and the period of air fluctuation or mechanical vibration (100 H
(approximately z) can be detected at a period sufficiently faster than that, so that the time required for position detection is short.
【0052】次に、図1において光電検出器30から出
力される光ビート信号SX、及び参照ビート信号SRに
基づいてレチクルマーク14X及びウエハマーク16X
の位置ずれ量を求める方法について詳述する。先に述べ
たように、信号処理系26では光ビート信号SXの参照
ビート信号SRに対する位相差φが求められる。この場
合、レチクルマーク14Xの位置検出時に検出される光
ビート信号SXの位相差φをφrとすると、レチクルス
テージ上でのレチクルマーク14X(レチクルR)の基
準位置からX方向への位置ずれ量ΔXrは、次のように
なる。Next, in FIG. 1, the reticle mark 14X and the wafer mark 16X are determined based on the optical beat signal SX and the reference beat signal SR output from the photoelectric detector 30.
The method for obtaining the positional deviation amount of the above will be described in detail. As described above, the signal processing system 26 obtains the phase difference φ between the optical beat signal SX and the reference beat signal SR. In this case, assuming that a phase difference φ of the optical beat signal SX detected at the time of detecting the position of the reticle mark 14X is φr, a positional deviation amount ΔXr in the X direction from the reference position of the reticle mark 14X (reticle R) on the reticle stage. Is as follows:
【0053】 ΔXr=φr・Pr/(2π) (8) 同様に、ウエハマーク16Xの位置検出時に検出される
光ビート信号SXの位相差φをφwとすると、ウエハマ
ーク16X(ウエハW)のウエハステージ上での基準位
置からX方向への位置ずれ量ΔXwは、次のようにな
る。 ΔXw=φw・Pw/(2π) (9) この(8)式、(9)式から信号処理系26では、レチ
クルRとウエハWとのX方向への相対位置ずれ量を計算
する。即ち、露光用の照明光のもとでの投影倍率M、及
びアライメント光のもとでの投影倍率βを用いると、
(9)式はアライメント光のもとでの位置ずれ量である
ため、先ず(9)式を次のように露光用の照明光のもと
での位置ずれ量ΔXw’に変換する。ΔXr = φr · Pr / (2π) (8) Similarly, if the phase difference φ of the optical beat signal SX detected at the time of detecting the position of the wafer mark 16X is φw, the wafer of the wafer mark 16X (wafer W) The displacement ΔXw in the X direction from the reference position on the stage is as follows. ΔXw = φw · Pw / (2π) (9) From the equations (8) and (9), the signal processing system 26 calculates the relative displacement between the reticle R and the wafer W in the X direction. That is, using the projection magnification M under the illumination light for exposure and the projection magnification β under the alignment light,
Since the equation (9) is the displacement amount under the alignment light, the equation (9) is first converted into the displacement amount ΔXw ′ under the illumination light for exposure as follows.
【0054】 ΔXw’=M・ΔXw/β (10) 次に、レチクルマーク14Xとウエハマーク16Xとの
ウエハステージ上での、露光用の照明光のもとでのX方
向への位置ずれ量ΔXは、次式より求められる。 ΔX=−M・ΔXr−ΔXw’ (11) 但し、(11)式では投影光学系PLで反転像が転写さ
れるものとしている。この位置ずれ量ΔXは主制御系9
に供給される。他のマークについての位置ずれ量も主制
御系9に供給され、これらの位置ずれ量に基づいて主制
御系9では、レチクルステージ駆動系10、ウエハステ
ージ駆動系13を介してレチクルRとウエハWとの位置
ずれを補正する。ΔXw ′ = M · ΔXw / β (10) Next, the amount of positional deviation ΔX in the X direction between the reticle mark 14X and the wafer mark 16X on the wafer stage under illumination light for exposure. Is obtained from the following equation. ΔX = −M · ΔXr−ΔXw ′ (11) In Expression (11), it is assumed that the inverted image is transferred by the projection optical system PL. This displacement ΔX is determined by the main control system 9.
Supplied to The misregistration amounts for other marks are also supplied to the main control system 9, and based on these misregistration amounts, the main control system 9 controls the reticle R and the wafer W via the reticle stage drive system 10 and the wafer stage drive system 13. Is corrected.
【0055】ところで、上述の実施の形態では、レチク
ルマーク14X及びウエハマーク16Xを検出する際の
光ビート信号SXのビート周波数は同一であるため、信
号処理が容易となっている。しかしながら、それら2つ
のマークを検出する際の光ビート信号SXのビート周波
数は必ずしも同一である必要はない。即ち、(8)式、
(9)式ではビート周波数が入っていないため、ビート
周波数が変化しても検出される位置ずれ量は同じであ
る。In the above embodiment, since the beat frequency of the optical beat signal SX when detecting the reticle mark 14X and the wafer mark 16X is the same, signal processing is facilitated. However, the beat frequency of the optical beat signal SX when detecting these two marks does not necessarily need to be the same. That is, equation (8),
Since the beat frequency is not included in the equation (9), the detected positional shift amount is the same even if the beat frequency changes.
【0056】また、上述の実施の形態では、図2に示す
ように、レチクルマークはX軸用とY軸用とが分離され
ている。しかしながら、そのレチクルマークをX軸用と
Y軸用とが混じった2次元マークにしてもよい。図6
(a)は、2次元マークよりなるレチクルマーク35を
示し、この図6(a)において、レチクルマーク35は
正方形の遮光部35aと正方形の光透過部35bとを格
子状に配置して構成されている。この場合の遮光部35
aと光透過部35bとの幅の比は1:1である。この場
合、対応するウエハマークも同様に2次元マークより構
成される。In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the reticle marks for the X-axis and the Y-axis are separated. However, the reticle mark may be a two-dimensional mark in which X-axis and Y-axis marks are mixed. FIG.
FIG. 6A shows a reticle mark 35 composed of a two-dimensional mark. In FIG. 6A, the reticle mark 35 is configured by arranging a square light-shielding portion 35a and a square light transmitting portion 35b in a grid pattern. ing. Light-shielding part 35 in this case
The ratio of the width of a to the width of the light transmitting portion 35b is 1: 1. In this case, the corresponding wafer mark is also composed of a two-dimensional mark.
【0057】以上の実施の形態においては、レチクルR
上のパターンを投影光学系PLを介してウエハWに転写
する投影露光装置におけるレチクルR上の位置合わせ用
マーク14XとウエハW上の位置合わせ用マーク16X
とを検出する場合を説明したが、本発明は、図7に示す
如く、投影光学系PLを用いずにレチクルR上のパター
ンとウエハWとを近接又は密着させて露光するプロキシ
ミティ方式等の露光装置の場合にも適用することができ
る。In the above embodiment, reticle R
The alignment mark 14X on the reticle R and the alignment mark 16X on the wafer W in the projection exposure apparatus that transfers the upper pattern onto the wafer W via the projection optical system PL.
However, as shown in FIG. 7, the present invention employs a proximity method or the like in which a pattern on a reticle R and a wafer W are exposed in close or close contact with each other without using a projection optical system PL. The present invention can be applied to an exposure apparatus.
【0058】図7は、プロキシミティ方式の露光装置に
おけるレチクルRのパターンをウエハW上に露光する露
光部を拡大した様子を示しており、図7に示す露光装置
において、図1に示した例と異なる所は、レチクルR上
のパターンをウエハWに投影する投影光学系PLがない
点と、レチクルステージ7とウエハステージ11とが露
光時に移動せず、レチクルとウエハとの位置合わせ時の
みに移動するように主制御系9にて制御される点であ
り、これらの点以外は、図1に示したものと同一であ
る。なお、図7に示すプロキシミティ方式の露光装置の
場合、投影光学系PLが存在しないが、互いにレチクル
RとウエハWとが近接して配置されているため、投影光
学系PLの投影倍率βを1として(1)式〜(4)式、
(7)式、(10)式及び(11)式を適用することが
でき、この場合でも以上の(1)〜(11)式の関係が
成立する。FIG. 7 shows an enlarged view of an exposure section for exposing the pattern of the reticle R on the wafer W in the proximity type exposure apparatus. In the exposure apparatus shown in FIG. The point different from the above is that there is no projection optical system PL for projecting the pattern on the reticle R onto the wafer W, and the reticle stage 7 and the wafer stage 11 do not move at the time of exposure, and only when the reticle and the wafer are aligned. It is controlled by the main control system 9 so as to move, and other than these points, it is the same as that shown in FIG. In the case of the proximity type exposure apparatus shown in FIG. 7, the projection optical system PL does not exist, but since the reticle R and the wafer W are arranged close to each other, the projection magnification β of the projection optical system PL is reduced. Equations (1) to (4) are used as 1,
Equations (7), (10), and (11) can be applied, and even in this case, the relationships of the above equations (1) to (11) hold.
【0059】図7の例のアライメントセンサとしても図
1のアライメントセンサ21がそのまま使用でき、この
センサによって図1の例と同様に、レチクルR上のレチ
クルマーク14Xと、ウエハW上のウエハマーク16X
との位置ズレ量が検出される。具体的には、先ず、ウエ
ハマーク16Xを検出するために、図1に示した周波数
可変2光束発生系23に供給する高周波信号f1,f2 を
調整し、その周波数可変2光束発生系23から射出され
る光束L1,L2のウエハマーク16X上での入射角θ
W が上記(5)式を満たすように設定される。この場
合、図7(b)に示す如く、2つの光束L1,L2が各
マークに照射され、ウエハマーク16Xから垂直方向に
検出のための干渉光LWが発生する。しかしながら、本
例でも上記(3)式と(4)式との関係が成立している
ため、例えば光束L1に関してレチクルマーク14Xか
ら透過回折する不要な回折光L11,L12と、レチク
ルマーク14Xから反射回折する不要な回折光LR1
1,LR21とは、検出のための干渉光LWとは異なる
方向に発生するため、検出のための干渉光LWのみがア
ライメント系としてのアライメントセンサ21内の光電
検出器30に達するため、高精度なウエハWの位置検出
が行われる。As the alignment sensor of the example of FIG. 7, the alignment sensor 21 of FIG. 1 can be used as it is, and the reticle mark 14X on the reticle R and the wafer mark 16X on the wafer W can be used as in the example of FIG.
Is detected. Specifically, first, in order to detect the wafer mark 16X, the high-frequency signals f 1 and f 2 supplied to the frequency-variable two-beam generating system 23 shown in FIG. Angles θ of the light beams L1 and L2 emitted from the wafer mark 16X on the wafer mark 16X
W is set so as to satisfy the above equation (5). In this case, as shown in FIG. 7B, two marks L1 and L2 are irradiated on each mark, and interference light LW for detection is generated in the vertical direction from the wafer mark 16X. However, also in this example, since the relationship between the above equations (3) and (4) is established, for example, unnecessary diffracted lights L11 and L12 transmitted and diffracted from the reticle mark 14X with respect to the light beam L1 and reflected from the reticle mark 14X. Unwanted unnecessary diffracted light LR1
1, LR21 is generated in a direction different from the interference light LW for detection, and only the interference light LW for detection reaches the photoelectric detector 30 in the alignment sensor 21 as an alignment system, so that high accuracy is achieved. The position of the appropriate wafer W is detected.
【0060】次に、レチクルマーク14Xを検出するた
めに、図1に示した周波数可変2光束発生系23に供給
する高周波信号f1,f2 を調整し、その周波数可変2光
束発生系23から射出される光束L1,L2のレチクル
マーク14X上での入射角θ R が上記(6)式を満たす
ように設定される。この場合、図7(a)に示す如く、
2つの光束L1,L2が各マークに照射され、レチクル
マーク14Xから垂直方向に検出のための干渉光LWが
発生する。しかしながら、本例でも上記(3)式と
(4)式との関係が成立しているため、ウエハマーク1
6Xから反射回折する不要な1次回折光LW11,LW
21は、検出のための干渉光LWとは異なる方向に発生
し、検出のための干渉光LRのみがアライメントセンサ
21内の光電検出器30に達するため、高精度なレチク
ルRの位置検出が行われる。Next, the reticle mark 14X is detected.
To be supplied to the frequency-variable two-beam generating system 23 shown in FIG.
High frequency signal f1, fTwo And adjust its frequency variable 2 light
Reticle of light fluxes L1 and L2 emitted from flux generation system 23
Incident angle θ on mark 14X R Satisfies the above equation (6)
It is set as follows. In this case, as shown in FIG.
Each mark is irradiated with two light beams L1 and L2, and a reticle
The interference light LW for detection in the vertical direction from the mark 14X is
Occur. However, also in this example, the above equation (3) is satisfied.
Since the relationship with equation (4) holds, the wafer mark 1
Unnecessary first-order diffracted lights LW11 and LW reflected and diffracted from 6X
21 is generated in a different direction from the interference light LW for detection
Only the interference light LR for detection is an alignment sensor
High-precision reticle to reach the photoelectric detector 30 in 21
The position of the rule R is detected.
【0061】以上のレチクルマーク及びウエハマークに
よってX,Y,θ方向でのレチクルRとウエハWとの相
対位置検出が完了した後、主制御系はレチクルステージ
7とウエハステージ11との位置を調整してアライメン
トを完了させる。そして、アライメントを完了後、主制
御系9は照明系の内部に設けられた不図示のシャッター
手段を開放する信号を出力してシャッター手段を開放
し、レチクルRのパターンをウエハW上に転写するため
の露光動作に移行する。After the detection of the relative position between the reticle R and the wafer W in the X, Y, and θ directions is completed by the reticle mark and the wafer mark, the main control system adjusts the positions of the reticle stage 7 and the wafer stage 11. To complete the alignment. After completing the alignment, the main control system 9 outputs a signal for opening a shutter unit (not shown) provided inside the illumination system to open the shutter unit, and transfers the pattern of the reticle R onto the wafer W. To an exposure operation.
【0062】但し、本例ではレチクルマークを透過した
光束がウエハマークの位置検出に使用されるため、ウエ
ハマークでの位置検出光を多くするためには、遮光部の
幅に対して光透過部の幅を広くするとよい。図6(c)
には、遮光部37aの幅に対して光透過部の幅を広くし
たレチクルマーク37が示されている。また、図2
(a)に示すレチクルマーク14Xの代わりに、図6
(b)に示すように、遮光部36aの幅に対して光透過
部36bの幅を広くした1次元の格子状のレチクルマー
ク36を使用してもよい。However, in this embodiment, since the light beam transmitted through the reticle mark is used for detecting the position of the wafer mark, in order to increase the position detection light at the wafer mark, the light transmitting portion must be larger than the width of the light shielding portion. Should be widened. FIG. 6 (c)
Shows a reticle mark 37 in which the width of the light transmitting portion is wider than the width of the light shielding portion 37a. FIG.
Instead of the reticle mark 14X shown in FIG.
As shown in (b), a one-dimensional grid-like reticle mark 36 in which the width of the light transmitting portion 36b is wider than the width of the light shielding portion 36a may be used.
【0063】このように、本発明は上述の実施の形態に
限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構
成を取り得る。As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明の位置検出方法によれば、マスク
上の位置合わせ用マーク(レチクルマーク)、及び感光
基板上の位置合わせ用マーク(ウエハマーク)からの回
折光が重ならないようにそれらのマークのピッチを定め
ているため、例えば露光用の照明光とは異なる波長の位
置検出光(アライメント光)を用いて投影光学系を介し
てそれら2つのマークの位置ずれ量を検出する際にも、
ほぼ同一(同軸)の光路に沿って進む光束を使用できる
利点がある。従って、2つのマークの位置ずれ量を共通
の簡単な光学系を介して検出できると共に、マスクより
上の気体の揺らぎの影響を最小限にとどめることが可能
となり、位置ずれ量を正確に検出することができる。According to the position detecting method of the present invention, the alignment marks (reticle marks) on the mask and the diffracted lights from the alignment marks (wafer marks) on the photosensitive substrate are not overlapped. Since the pitch of the marks is determined, for example, when detecting the positional shift amount between the two marks via the projection optical system using position detection light (alignment light) having a different wavelength from the illumination light for exposure. Also,
There is an advantage that a light beam traveling along substantially the same (coaxial) optical path can be used. Therefore, the displacement of the two marks can be detected through a common simple optical system, and the influence of the fluctuation of the gas above the mask can be minimized, so that the displacement can be accurately detected. be able to.
【0065】また、投影光学系が使用され、マークのピ
ッチをPr、その感光基板上の位置合わせ用マークのピ
ッチをPw、その位置検出光のもとでのその投影光学系
のマスクから感光基板への投影倍率をβとしたとき、1
以上の任意の整数m,nを用いて、(1)式、及び
(2)式の関係が成立するようにピッチPr及びPwを
設定したときには、簡単な方法で2つのマークからの回
折光が重ならないようになる。Further, a projection optical system is used, the pitch of the mark is Pr, the pitch of the alignment mark on the photosensitive substrate is Pw, and the mask of the projection optical system under the position detection light is moved from the photosensitive substrate to the photosensitive substrate. Where β is the projection magnification to
When the pitches Pr and Pw are set using the above-mentioned arbitrary integers m and n so as to satisfy the relations of the equations (1) and (2), the diffracted light from the two marks can be obtained by a simple method. Will not overlap.
【0066】また、本発明は、投影光学系を用いないプ
ロキシミティ方式の露光装置にも適用できるため、以上
の利点は勿論プロキシミティ方式の露光装置でも得るこ
とができる。また、その位置検出光によるそのマスク上
の位置合わせ用マークからの回折光の位相と、その感光
基板上の位置合わせ用マークからの回折光の位相とを時
分割で検出する場合には、1つの受光部で2つのマーク
の位置ずれ量を検出できる利点がある。Since the present invention can be applied to a proximity type exposure apparatus that does not use a projection optical system, the above advantages can be obtained with a proximity type exposure apparatus. When detecting the phase of the diffracted light from the alignment mark on the mask by the position detection light and the phase of the diffracted light from the alignment mark on the photosensitive substrate in a time-division manner, There is an advantage that the displacement of two marks can be detected by one light receiving unit.
【0067】また、その位置検出光によるそれら2つの
位置合わせ用マークからの回折光の位相をそれぞれ所定
の基準信号の位相と比較することによって、それら2つ
の位置合わせ用マークの位置ずれ量を求める場合には、
それら2つのマークの基準位置からの位置ずれ量が独立
に検出される。従って、予め投影光学系における露光用
の照明光のもとでの投影倍率と位置検出光(アライメン
ト光)のもとでの投影倍率とを求めておき、感光基板上
の位置合わせ用マークの位置ずれ量を露光用の照明光の
もとでの位置ずれ量に換算することによって、露光用の
照明光のもとでの位置ずれ量を正確に検出できる利点が
ある。Further, by comparing the phase of the diffracted light from the two alignment marks by the position detection light with the phase of a predetermined reference signal, the amount of displacement between the two alignment marks is obtained. in case of,
The amount of displacement between these two marks from the reference position is detected independently. Therefore, the projection magnification under the illumination light for exposure and the projection magnification under the position detection light (alignment light) in the projection optical system are determined in advance, and the position of the alignment mark on the photosensitive substrate is determined. By converting the amount of displacement into the amount of displacement under the illumination light for exposure, there is an advantage that the amount of displacement under the illumination light for exposure can be accurately detected.
【0068】次に、本発明の位置検出装置によれば、上
述の本発明の位置検出方法を実施できる。Next, according to the position detecting device of the present invention, the above-described position detecting method of the present invention can be implemented.
【図1】本発明の実施の形態の一例の投影露光装置を示
す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a projection exposure apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
【図2】(a)は図1のレチクルR上のレチクルマーク
の配置を示す平面図、(b)は図1のウエハW上の1つ
のショット領域に付設されたウエハマークの配置を示す
拡大平面図である。2A is a plan view showing an arrangement of a reticle mark on a reticle R in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged view showing an arrangement of a wafer mark attached to one shot area on a wafer W in FIG. It is a top view.
【図3】レチクルマーク14X及びウエハマーク16X
の位置を時分割方式で検出する際の説明図である。FIG. 3 shows a reticle mark 14X and a wafer mark 16X.
FIG. 4 is an explanatory diagram when detecting the position of an image by a time division method.
【図4】図1中の周波数可変2光束発生系23の一例を
示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a variable frequency two-beam generating system 23 in FIG. 1;
【図5】本発明の実施の形態の一例におけるレチクルマ
ークとウエハマークとのピッチの関係の説明に供する図
である。FIG. 5 is a diagram for explaining a relationship between pitches of a reticle mark and a wafer mark according to an example of an embodiment of the present invention;
【図6】本発明の実施の形態の一例で使用されるレチク
ルマークの変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modified example of a reticle mark used in an example of an embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態の別の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the embodiment of the present invention.
R レチクル PL 投影光学系 W ウエハ 9 主制御系 11 ウエハステージ 14X,14Y レチクルマーク 16X,16Y ウエハマーク 17 色収差制御板 21 アライメントセンサ 22 レーザ光源 23 周波数可変2光束発生系 24 AOM駆動系 25 ミキサ回路 26 信号処理系 29 空間フィルタ 30 光電検出器 R Reticle PL Projection optical system W Wafer 9 Main control system 11 Wafer stage 14X, 14Y Reticle mark 16X, 16Y Wafer mark 17 Chromatic aberration control plate 21 Alignment sensor 22 Laser light source 23 Frequency variable two light beam generation system 24 AOM drive system 25 Mixer circuit 26 Signal processing system 29 Spatial filter 30 Photoelectric detector
Claims (6)
れたパターンを感光基板上に転写するに先立って所定の
波長域の位置検出光を用いて前記マスク上の格子状の位
置合わせ用マークと前記感光基板上の格子状の位置合わ
せ用マークとの位置ずれ量を検出する位置検出方法にお
いて、 前記マスク上の位置合わせ用マークのピッチと前記感光
基板上の位置合わせ用マークのピッチとを前記位置検出
光による前記2つの位置合わせ用マークからの回折光が
重ならないように定め、 前記位置検出光を同時に前記2つの位置合わせ用マーク
に照射したときに得られる前記2つの位置合わせ用マー
クからの回折光の位相に基づいて前記2つの位置合わせ
用マークの位置ずれ量を検出することを特徴とする位置
検出方法。1. Prior to transferring a pattern formed on a mask to a photosensitive substrate under illumination light for exposure, a grid-like alignment on the mask is performed using position detection light in a predetermined wavelength range. A position deviation amount between the alignment mark on the photosensitive substrate and the pitch of the alignment mark on the photosensitive substrate. Are set so that the diffracted lights from the two alignment marks by the position detection light do not overlap, and the two alignments obtained when the position detection light is applied to the two alignment marks at the same time. A position shift amount of the two alignment marks is detected based on a phase of the diffracted light from the use mark.
板上に転写され、前記マスク上の位置合わせ用マークの
ピッチをPr、前記感光基板上の位置合わせ用マークの
ピッチをPw、前記位置検出光のもとでの前記投影光学
系の前記マスクから前記感光基板への投影倍率をβとし
たとき、1以上の任意の整数m,nを用いて、次の2つ
の関係が成立するようにピッチPr及びPwを設定する
ことを特徴とする位置検出方法。 Pw≠m・β・Pr,且つ n・Pw≠β・Pr2. The position detecting method according to claim 1, wherein the pattern of the mask is transferred onto the photosensitive substrate via a projection optical system, and the pitch of the alignment mark on the mask is Pr. When the pitch of the alignment marks on the photosensitive substrate is Pw, and the projection magnification from the mask of the projection optical system to the photosensitive substrate under the position detection light is β, an arbitrary integer m of 1 or more. , N, the pitches Pr and Pw are set so that the following two relationships are established. Pw ≠ m · β · Pr and n · Pw ≠ β · Pr
記感光基板上の位置合わせ用マークのピッチをPwとし
たとき、1以上の任意の整数m,nを用いて、次の2つ
の関係が成立するようにピッチPr及びPwを設定する
ことを特徴とする位置検出方法。 Pw≠m・Pr,且つ n・Pw≠Pr3. The position detecting method according to claim 1, wherein the pitch of the alignment marks on the mask is Pr, and the pitch of the alignment marks on the photosensitive substrate is Pw. A position detection method characterized by setting pitches Pr and Pw using arbitrary integers m and n such that the following two relationships are satisfied. Pw ≠ m · Pr and n · Pw ≠ Pr
法であって、 前記位置検出光による前記マスク上の位置合わせ用マー
クからの回折光の位相と、前記感光基板上の位置合わせ
用マークからの回折光の位相とを時分割で検出すること
を特徴とする位置検出方法。4. The position detecting method according to claim 1, 2 or 3, wherein a phase of a diffracted light from the positioning mark on the mask by the position detecting light and a position on the photosensitive substrate. 1. A position detecting method comprising: detecting a phase of a diffracted light from a use mark by time division.
出方法であって、 前記位置検出光による前記2つの位置合わせ用マークか
らの回折光の位相をそれぞれ所定の基準信号の位相と比
較することによって、前記2つの位置合わせ用マークの
位置ずれ量を求めることを特徴とする位置検出方法。5. The position detection method according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein a phase of a diffracted light from the two alignment marks by the position detection light is set to a phase of a predetermined reference signal. A position shift amount of the two alignment marks is obtained by comparing the position shift amount with the position adjustment mark.
れたパターンを感光基板上に転写するに先立って所定の
波長域の位置検出光を用いて前記マスク上の格子状の位
置合わせ用マークと前記感光基板上の格子状の位置合わ
せ用マークとの位置ずれ量を検出する位置検出装置にお
いて、 前記位置検出用の光束から互いに周波数の異なる2光束
を生成する光変調手段と、 該光変調手段に対して周波数が可変の超音波を加える駆
動手段と、 前記光変調手段で生成された2光束を前記投影光学系と
共に前記マスク上の位置合わせ用マーク及び前記感光基
板上の位置合わせ用マークに導く照射光学系と、 前記2つの位置合わせ用マークからそれぞれ同一方向に
発生する複数の回折光同士による干渉光を光電的に検出
する検出器と、を有し、 前記2つの位置合わせ用マークの内の検出対象のマーク
のピッチに応じて前記駆動手段から前記光変調手段に対
して加える超音波の周波数を調整することを特徴とする
位置検出装置。6. A grid-like alignment on the mask using position detection light in a predetermined wavelength range prior to transferring a pattern formed on the mask onto a photosensitive substrate under illumination light for exposure. A position detecting device for detecting an amount of misalignment between the mark for positioning and the grid-shaped alignment mark on the photosensitive substrate; a light modulating means for generating two light beams having different frequencies from the light beam for position detection; Driving means for applying ultrasonic waves having a variable frequency to the light modulating means; and positioning the two light beams generated by the light modulating means together with the projection optical system on the mask and the photosensitive substrate. An irradiating optical system for leading to the use mark, and a detector for photoelectrically detecting interference light due to a plurality of diffracted lights generated in the same direction from the two alignment marks, respectively. Position detecting device and adjusts the frequency of the ultrasonic added to the light modulating means from said drive means in accordance with the pitch of the mark to be detected of the positioning marks.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8270631A JPH10116770A (en) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | Method and apparatus for detecting position |
EP19970113575 EP0823667A2 (en) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | Alignment apparatus and exposure apparatus equipped with same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8270631A JPH10116770A (en) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | Method and apparatus for detecting position |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10116770A true JPH10116770A (en) | 1998-05-06 |
Family
ID=17488783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8270631A Withdrawn JPH10116770A (en) | 1996-08-06 | 1996-10-14 | Method and apparatus for detecting position |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10116770A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007180548A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | Pattern alignment method and lithography apparatus |
JP2011129885A (en) * | 2009-11-20 | 2011-06-30 | Canon Inc | Method and program for calculating effective light source, exposure method, and device manufacturing method |
CN103175468A (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 佳能株式会社 | Position detection apparatus, imprint apparatus, and method for manufacturing device |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP8270631A patent/JPH10116770A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007180548A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | Pattern alignment method and lithography apparatus |
JP4543026B2 (en) * | 2005-12-27 | 2010-09-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Pattern alignment method and lithographic apparatus |
JP2011129885A (en) * | 2009-11-20 | 2011-06-30 | Canon Inc | Method and program for calculating effective light source, exposure method, and device manufacturing method |
CN103175468A (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 佳能株式会社 | Position detection apparatus, imprint apparatus, and method for manufacturing device |
CN103175468B (en) * | 2011-12-21 | 2016-01-20 | 佳能株式会社 | Position detecting device, imprinting apparatus and the method for the manufacture of device |
US9689665B2 (en) | 2011-12-21 | 2017-06-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detection apparatus, imprint apparatus, and method for manufacturing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2658051B2 (en) | Positioning apparatus, projection exposure apparatus and projection exposure method using the apparatus | |
JP2913755B2 (en) | Positioning method and apparatus | |
US5184196A (en) | Projection exposure apparatus | |
JP2893823B2 (en) | Positioning method and apparatus | |
JPH07208923A (en) | Position deviation detector | |
JPH08250391A (en) | Position detecting mark and position detecting method | |
US5751403A (en) | Projection exposure apparatus and method | |
US5757505A (en) | Exposure apparatus | |
JPH07335529A (en) | Projection exposing device | |
EP0823667A2 (en) | Alignment apparatus and exposure apparatus equipped with same | |
JPH10116770A (en) | Method and apparatus for detecting position | |
JPH08191043A (en) | Alignment method and exposure system used for this method | |
JPH02133913A (en) | Alignment apparatus | |
JP2814538B2 (en) | Alignment device and alignment method | |
JP2803667B2 (en) | Exposure method | |
JPH07283110A (en) | Scanning aligner | |
JPH0774079A (en) | Exposure method and aligner | |
JPH10122815A (en) | Device and method for position detection | |
JP3152313B2 (en) | Projection exposure apparatus and pattern transfer method | |
JP3339591B2 (en) | Position detection device | |
JPH09223657A (en) | Image formation characteristic measuring device and aligner provided therewith | |
JPH05152188A (en) | Projection exposure system | |
JPH09119811A (en) | Alignment device, apparatus and method for exposure | |
JP2000258300A (en) | Apparatus and method for measuring focusing characteristics of projection optical system and exposure device | |
JPH05175097A (en) | Aligner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |