特許 6856263 同軸マスク位置合せデバイス、フォトリトグラフィ装置および位置合せ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6856263

(24)【登録日】2021年3月22日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】同軸マスク位置合せデバイス、フォトリトグラフィ装置および位置合せ方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20210329BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20210329BHJP

【ＦＩ】

   G03F9/00 A

   G01B11/02 H

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-550689(P2018-550689)

(86)(22)【出願日】2017年3月31日

(65)【公表番号】特表2019-511747(P2019-511747A)

(43)【公表日】2019年4月25日

(86)【国際出願番号】CN2017078939

(87)【国際公開番号】WO2017167260

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2018年11月2日

(31)【優先権主張番号】201610200702.3

(32)【優先日】2016年3月31日

(33)【優先権主張国】CN

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】309012351

【氏名又は名称】シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド

(74)【代理人】

【識別番号】100116872

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 和子

(72)【発明者】

【氏名】チャン チェンシュアン

【審査官】 冨士 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−３１２２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１９４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４２７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０４２５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４８８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７５３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５０９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１７９４０９５（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３３８３５３１（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３３６５０９８（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１８２８４３１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４

９／００−９／０２

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レチクルを部品ステージと位置合せするための同軸レチクル位置合せデバイスであって、
前記レチクル上の第１のレチクル位置合せマークまたは第２のレチクル位置合せマーク上にアライメント光ビームを照射するように構成される、照明モジュール、
前記レチクルの下に配置され、前記第１のレチクル位置合せマークおよび前記第２のレチクル位置合せマークをそれぞれ結像するように構成された、投影対物レンズ、
前記部品ステージ上に配置され、基準マークを担持するように構成された、基準プレート、および、
前記部品ステージ上に配置された画像検出および処理モジュールであって、前記基準マークは前記画像検出および処理モジュールの視野内に位置し、前記レチクルと関連する前記部品ステージの移動の間、前記画像検出および処理モジュールは、前記第１のレチクル位置合せマーク、前記投影対物レンズおよび前記基準マークを順次通過した第１のアライメント光ビーム、および前記第２のレチクル位置合せマーク、前記投影対物レンズおよび前記基準マークを順次通過した第２のアライメント光ビームを受け取り、したがって、前記レチクル位置合せマークおよび前記基準マークの画像を捕獲し、前記レチクルを前記部品ステージと位置合せするように、前記第１のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間、および前記第２のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の相対的な位置情報を引き出すために処理される、画像検出および処理モジュール、
を含み、
前記基準マーク並びに前記画像検出および処理モジュールは、前記第１および第２のレチクル位置合せマークによって共有され、
画像検出および処理モジュールは、少なくともｄ×Ｍ＋φ／２（ここで、ｄは、前記レチクル上の第１のレチクル位置合せマークと第２のレチクル位置合せマークとの間の距離を表し、Ｍは、投影対物レンズの拡大倍率を表し、φは、投影対物レンズを通過する第１または第２のアライメント光ビームによって投影対物レンズの焦点面上に形成されるぼけ点の直径を表す）に等しい距離だけ基準プレートの縁から離間される、同軸レチクル位置合せデバイス。

【請求項2】

各々が前記第１および第２のレチクル位置合せマークのそれぞれ１つに対応する２つの照明モジュールが含まれる、請求項１に記載の同軸レチクル位置合せデバイス。

【請求項3】

前記基準マークは、前記画像検出および処理モジュールの最適焦点面に位置決めされる、請求項１に記載の同軸レチクル位置合せデバイス。

【請求項4】

前記画像検出および処理モジュールは、画像形成レンズ群、検出器および処理ユニットを含む、請求項１に記載の同軸レチクル位置合せデバイス。

【請求項5】

前記検出器は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳデバイスである、請求項４に記載の同軸レチクル位置合せデバイス。

【請求項6】

照明モジュールによって提供されるアライメント光ビームは、同じ波長を有する、請求項２に記載の同軸レチクル位置合せデバイス。

【請求項7】

前記照明モジュールは、紫外線スペクトルのアライメント光ビームを出力する、請求項６に記載の同軸レチクル位置合せデバイス。

【請求項8】

レチクルを部品ステージ上に露出される対象と位置合せするための、請求項１〜７のいずれか１項に記載の同軸レチクル位置合せデバイスを含む、リソグラフィ装置。

【請求項9】

レチクル位置合せ方法であって、
１）第１のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、部品ステージ上の基準マーク上に入射するように、第１の照明モジュールから発せられた第１のアライメント光ビームをレチクル上の第１のレチクル位置合せマーク上に照射し、そして部品ステージを移動させる、ステップと、
２）前記部品ステージ上に配置される画像検出および処理モジュールによって、前記第１のレチクル位置合せマーク、前記投影対物レンズおよび前記基準マークを順次通過した前記第１のアライメント光ビームを受け取り、したがって、前記第１のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の第１の相対的な位置情報を引き出すために処理される、前記第１のレチクル位置合せマークおよび前記基準マークの画像を捕獲する、ステップと、
３）第２のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、基準マーク上に入射し、前記画像検出および処理モジュールのための前記部品ステージの移動の間、前記基準マークが前記画像検出および処理モジュールの視野内に位置するように、第２の照明モジュールから発せられた第２のアライメント光ビームをレチクル上の第２のレチクル位置合せマーク上に照射し、そして部品ステージを移動させる、ステップと、
４）画像検出および処理モジュールによって、前記第２のレチクル位置合せマーク、前記投影対物レンズおよび前記基準マークを順次通過した前記第２のアライメント光ビームを受け取り、したがって、前記第２のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の第２の相対的な位置情報を引き出すために処理される、前記第２のレチクル位置合せマークおよび前記基準マークの画像を捕獲し、前記第１のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の前記第１の相対的な位置情報、および前記第２のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の前記第２の相対的な位置情報に基づいて、前記レチクルを前記部品ステージと位置合せする、ステップと、
を含み、
前記基準マーク並びに前記画像検出および処理モジュールは、前記第１のレチクル位置合せマークおよび前記第２のレチクル位置合せマークによって共有され、
画像検出および処理モジュールは、少なくともｄ×Ｍ＋φ／２（ここで、ｄは、前記レチクル上の第１のレチクル位置合せマークと第２のレチクル位置合せマークとの間の距離を表し、Ｍは、投影対物レンズの拡大倍率を表し、φは、投影対物レンズを通過する第１または第２のアライメント光ビームによって投影対物レンズの焦点面上に形成されるぼけ点の直径を表す）に等しい距離だけ基準プレートの縁から離間される、レチクル位置合せ方法。

【請求項10】

レチクル位置合せ方法であって、
１）第１のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、基準プレート上の基準マーク上に入射し、前記基準マークが前記画像検出および処理モジュールの視野内に位置するように、第１の照明モジュールから発せられた第１のアライメント光ビームをレチクル上の第１のレチクル位置合せマーク上に、および第２の照明モジュールから発せられた第２のアライメント光ビームを前記レチクル上の第２のレチクル位置合せマーク上に照射し、そして部品ステージを移動させる、ステップと、
２）前記部品ステージ上に配置される画像検出および処理モジュールによって、前記第１のレチクル位置合せマーク、前記投影対物レンズおよび前記基準マークを順次通過した前記第１のアライメント光ビームを受け取り、したがって、前記第１のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の第１の相対的な位置情報を引き出すために処理される、前記第１のレチクル位置合せマークおよび前記基準マークの画像を捕獲する、ステップと、
３）第２のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、基準マーク上に入射するように、部品ステージを移動させる、ステップと、
４）画像検出および処理モジュールによって、前記第２のレチクル位置合せマーク、前記投影対物レンズおよび前記基準マークを順次通過した前記第２のアライメント光ビームを受け取り、したがって、前記第２のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の第２の相対的な位置情報を引き出すために処理される、前記第２のレチクル位置合せマークおよび前記基準マークの画像を捕獲し、前記第１のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の前記第１の相対的な位置情報、および前記第２のレチクル位置合せマークと前記基準マークとの間の前記第２の相対的な位置情報に基づいて、前記レチクルを前記部品ステージと位置合せする、ステップと、
を含み、
前記基準マーク並びに前記画像検出および処理モジュールは、前記第１のレチクル位置合せマークおよび前記第２のレチクル位置合せマークによって共有され、
画像検出および処理モジュールは、少なくともｄ×Ｍ＋φ／２（ここで、ｄは、前記レチクル上の第１のレチクル位置合せマークと第２のレチクル位置合せマークとの間の距離を表し、Ｍは、投影対物レンズの拡大倍率を表し、φは、投影対物レンズを通過する第１または第２のアライメント光ビームによって投影対物レンズの焦点面上に形成されるぼけ点の直径を表す）に等しい距離だけ基準プレートの縁から離間される、レチクル位置合せ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置の分野に、特に、同軸レチクル位置合せデバイス、フォトリトグラフィ装置および位置合せ方法に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路（ＩＣ）チップ製造中に、使用されるリソグラフィマシンの所望の精度を達成するために、レチクル、レチクルステージ、対象、ウェハおよび部品ステージが統一位置関係において動作することができるように、リソグラフィマシンのさまざまな座標系の関係を正確に定めることが必要である。通常、リソグラフィマシンの位置合せシステムは、レチクル位置合せシステムおよびウェハ・アライメント・システムを含む。大部分のレチクル位置合せシステム（例えば、リソグラフィシステム、準リソグラフィマシンおよび欠陥検査装置を先進に包装するためのもの）は、マシンビジョンの原則に従うように設計される。この種の設計において、レチクルマーク位置合せシステムは、特定の厚みを有するガラスプレートにより介在されると共に、レチクルマークを画像形成して検出するために、レチクル（レチクルマーク）より上に概して配置される。あるいは、レチクルマーク位置合せシステムは、マークを直接画像形成して検出するために、レチクル（レチクルマーク）の下に配置されてもよい。

【0003】

システムがレチクル（レチクルマーク）より上に配置されるときに、レチクル厚み製造公差により導入される焦点ずれの不確定度のための焦点深度を有することを、センサは必要とする。必要な焦点深度を達成するために、アライメント精度はしばしば危うくされか、または垂直焦点機構が追加され、そしてそれは、構造的複雑さを増加させる傾向がある。他方で、システムがレチクル（レチクルマーク）の下に配置されるときに、レチクルステージは、位置合せシステム用のさらなる広がりを有するためにより大きくならなければならず、そしてそれは、増加した構造的複雑さに至ることもできる。

【0004】

既存のＴＦＴリソグラフィマシンは、その露出光源を用いてレチクル位置合わせをしばしば達成する。しかしながら、包装リソグラフィマシンのために、それが通常照明光源の高い露出適用量で動作するので、それがレチクル位置合わせのための光源にも向かう場合、検出器損傷および低下した測定の正確さが発生することがある。さらに、既存のＴＦＴリソグラフィマシンがレチクルマークのイメージングおよび検出のために部品ステージにおいて２セットの画像形成レンズおよび検出器をしばしば採用するので、それは通常構造が複雑であり、高価である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

より効果的なアライメントが可能で、レチクル厚み公差からのエラーまたは異なるアライメントアクションの中で発生するエラーを免れる、同軸レチクル位置合せ（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）デバイス、リソグラフィ装置および位置合せ方法を提供することは、本発明の目的である。

【0006】

この目的で、本発明は、
レチクル上のレチクル位置合せマーク上にアライメント光ビームを照射するように構成される、照明モジュール、
レチクルの下に配置されて、レチクル位置合せマークの画像を形成するように構成される、投影対物レンズ（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ）、
部品ステージ上に配置されて、基準マークを担持するように構成される、基準プレート、および、
基準プレートの下に配置される画像検出および処理モジュールであって、基準マークは画像検出および処理モジュールの視野の範囲内に位置し、レチクルと関連する部品ステージの移動の間、画像検出および処理モジュールは、レチクル位置合せマーク、投影対物レンズおよび基準マークを順次通過したアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、レチクル位置合せマークおよび基準マークの画像を捕獲し、そして画像は、レチクルを部品ステージと位置合せするように、レチクル位置合せマークと基準マークとの間の相対的な位置情報を引き出すために処理される、画像検出および処理モジュール、
を含む、レチクルを部品ステージと位置合せするための同軸レチクル位置合せデバイスを提供する。

【0007】

任意には、レチクルは、１つ以上のレチクル位置合せマークを備えてよく、そして、各々がレチクル位置合せマークのそれぞれ１つに対応する同数の照明モジュールが含まれる。

【0008】

任意には、基準マークおよび画像検出および処理モジュールは、レチクル位置合せマークによって共有されてよく、そして、部品ステージをともなう画像検出および処理モジュールのレチクルと関連する移動の間、画像検出および処理モジュールは、レチクル位置合せマークの各々と基準マークとの間の相対的な位置情報を得るために、投影対物レンズを通過したアライメント光ビームを連続して受け取る。

【0009】

任意には、同軸レチクル位置合せデバイスにおいて、画像検出および処理モジュールは、部品ステージの範囲内に配置されてよい。

【0010】

任意には、同軸レチクル位置合せデバイスにおいて、基準マークは、画像検出および処理モジュールの最適焦点面に置かれてよい。

【0011】

任意には、同軸レチクル位置合せデバイスにおいて、画像検出および処理モジュールは、画像形成レンズ群、検出器および処理ユニットを含んでよい。

【0012】

任意には、同軸レチクル位置合せデバイスにおいて、検出器は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳデバイスでもよい。

【0013】

任意には、同軸レチクル位置合せデバイスにおいて、基準マークは、反射する金属マークでもよい。

【0014】

任意には、同軸レチクル位置合せデバイスにおいて、照明モジュールによって提供されるアライメント光ビームは、同じ波長を有してよい。

【0015】

任意には、同軸レチクル位置合せデバイスにおいて、照明モジュールは、紫外線スペクトルのアライメント光ビームを出力してよい。

【0016】

本発明はまた、レチクルを部品ステージ上に露出（ｅｘｐｏｓｅ）される対象（ｏｂｊｅｃｔ）と位置合せするための、上記記載の同軸レチクル位置合せデバイスを含むリソグラフィ装置を提供する。

【0017】

本発明はまた、
１）第１のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、部品ステージ上の基準マーク上に入射するように、第１の照明モジュールから発する第１のアライメント光ビームをレチクル上の第１のレチクル位置合せマーク上に照射し、そして部品ステージを移動させる、ステップと、
２）基準マークの下に配置される画像検出および処理モジュールによって、第１のレチクル位置合せマーク、投影対物レンズおよび基準マークを順次通過した第１のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第１のレチクル位置合せマークおよび基準マークの画像を捕獲する、ステップであって、次いで画像は、第１のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第１の相対的な位置情報を引き出すために処理される、ステップと、
３）第２のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、基準マーク上に入射するように、第２の照明モジュールから発する第２のアライメント光ビームをレチクル上の第２のレチクル位置合せマーク上に照射し、そして部品ステージを移動させる、ステップと、
４）画像検出および処理モジュールによって、第２のレチクル位置合せマーク、投影対物レンズおよび基準マークを順次通過した第２のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第２のレチクル位置合せマークおよび基準マークの画像を捕獲し、次いで画像は、第２のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第２の相対的な位置情報を引き出すために処理され、さらに、第１のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第１の相対的な位置情報、および第２のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第２の相対的な位置情報に基づいて、レチクルを部品ステージと位置合せする、ステップと、
を含む、レチクル位置合せ方法を提供する。

【0018】

本発明はまた、
１）第１のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、基準プレート上の基準マーク上に入射するように、第１の照明モジュールから発する第１のアライメント光ビームをレチクル上の第１のレチクル位置合せマーク上に、および第２の照明モジュールから発する第２のアライメント光ビームをレチクル上の第２のレチクル位置合せマーク上に照射し、そして部品ステージを移動させる、ステップと、
２）基準マークの下に配置される画像検出および処理モジュールによって、第１のレチクル位置合せマーク、投影対物レンズおよび基準マークを順次通過した第１のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第１のレチクル位置合せマークおよび基準マークの画像を捕獲する、ステップであって、次いで画像は、第１のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第１の相対的な位置情報を引き出すために処理される、ステップと、
３）第２のアライメント光ビームが投影対物レンズを通過して、基準マーク上に入射するように、部品ステージを移動させる、ステップと、
４）画像検出および処理モジュールによって、第２のレチクル位置合せマーク、投影対物レンズおよび基準マークを順次通過した第２のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第２のレチクル位置合せマークおよび基準マークの画像を捕獲し、次いで画像は、第２のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第２の相対的な位置情報を引き出すために処理され、さらに、第１のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第１の相対的な位置情報、および第２のレチクル位置合せマークと基準マークとの間の第２の相対的な位置情報に基づいて、レチクルを部品ステージと位置合せする、ステップと、
を含む、レチクル位置合せ方法を提供する。

【0019】

任意には、レチクル位置合せ方法において、ステップ１では、第１のアライメント光ビームが、投影対物レンズを通過し、部品ステージ上の基準マーク上を照射すると、第２のアライメント光ビームは、基準プレートからオフセットされる。

【0020】

任意には、レチクル位置合せ方法において、画像検出および処理モジュールは、部品ステージ上に配置され、少なくともｄ×Ｍ＋φ／２（ここで、ｄは、レチクル上の第１のレチクル位置合せマークと第２のレチクル位置合せマークとの間の距離を表し、Ｍは、投影対物レンズの拡大倍率を表し、φは、投影対物レンズを通過する第１または第２のアライメント光ビームによって投影対物レンズの焦点面上に形成されるぼけ点の直径を表す）に等しい距離だけ基準プレートの縁から離間される。

【0021】

従来技術と比較して、本発明において提供される同軸レチクル位置合せデバイス、リソグラフィ装置および位置合せ方法では、専用の別々の照射手段が使用され、そしてそれは小型化を許容する。加えて、それは部品ステージの中に埋め込まれることができ、そして、レチクル厚み公差からのエラーを免れることを可能にして、レチクル位置合せシステムの構造複雑化を回避する。さらに、画像検出および処理モジュールによる基準マークおよびレチクル位置合せマークの同時イメージングは、レチクル位置合せマークおよび基準マークの同時測定を可能にし、そして、アライメント効率のさらなる改良に結果としてなり、複数の異なるアライメントアクションの中で発生するエラーを減らす。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の一実施形態による同軸レチクル位置合せデバイスの概略的構成図である。

【図2】図２は、同軸レチクル位置合せデバイスの基準プレートおよび画像モジュールの概略的構成図である。

【図3】図３は、本発明の別の実施形態によるレチクル位置合せ方法を視覚的に例示するフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の他の実施形態によるレチクル位置合せ方法を視覚的に例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の同軸レチクル位置合せデバイス、リソグラフィ装置および位置合せ方法は、添付図面を参照して以下により詳細に記載され、そしてそれは本発明の好ましい実施形態を示す。まだその有益な結果を得る一方で、当業者が本明細書に開示される本発明の変更をすることができると認められる。したがって、以下の説明は、本発明を制限するとしてよりもむしろ当業者に広く知られることを目的として解釈される。

【0024】

説明の単純さおよび明快さのために、開示された特定の実施形態のすべての特徴が記載されるわけではない。加えて、周知の機能および構造の説明および詳細は、本発明を不必要に不明瞭にすることを回避するために省略される。本発明のいかなる特定の実施形態の開発も開発者の特定の目的（例えばシステム関連および事業関連の制約の迎合性）を達成するために実行される特定の決定を含み、そしてそれは１つの実施から別のものまで変化する。さらに、この種の開発作業は、複雑でおよび時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず当業者にとって日常的な仕事である。

【0025】

本発明は、添付図面を参照して例として以下にさらに記載される。本発明の特徴および利点は、以下の詳細な説明から、そして添付の請求の範囲からより明らかである。本発明のいくつかの図示する例を説明する際の便宜および明快さを容易にする唯一の意図によって、添付図面は、必ずしもスケールを表さない非常に単純な形で提供されることに留意されたい。

【0026】

同軸レチクル位置合せデバイス、リソグラフィ装置および位置合せ方法の好ましい実施形態は、本発明がよりよく理解されるために以下に列挙される。本発明が以下に開示される実施形態に制限されなくて、その精神および範囲の範囲内で共通の一般知識に基づいて当業者によってなされるすべての修正を受け入れることを意図する点に留意する必要がある。

【0027】

ここで図１を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による同軸レチクル位置合せデバイスの概略的構成図である。図示のように、レチクル５を部品ステージ１２に位置合せするための同軸レチクル位置合せデバイスは、各々、レチクル５上のレチクル位置合せマーク６、７のそれぞれの１つの上にアライメント光ビームを照射するように構成される照明モジュールＡ、Ｂ、レチクル位置合せマーク６、７の画像を形成するように構成される、レチクル５の下の投影対物レンズ８、基準マーク１０をサポートするように構成される、部品ステージ１２上の基準プレート９、および、基準プレート９の下の画像検出および処理モジュール１１、を含む。基準マーク１０は、画像検出および処理モジュール１１の視野（ＦＯＶ）の範囲内に位置する。照明モジュールＡによって照らされるレチクル位置合せマーク６の画像が（図１（ａ）に示すように）画像検出および処理モジュール１１のＦＯＶの投影対物レンズ８によって形成されるように部品ステージ１２が移動するときに、画像検出および処理モジュール１１は、レチクル位置合せマーク６、投影対物レンズ８および基準マーク１０を順次通過したアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、レチクル位置合せマーク６および基準マーク１０の画像を捕獲する。次いで画像は、レチクル位置合せマーク６と基準マーク１０との間の第１の相対的な位置情報を引き出すために処理される。照明モジュールＢによって照らされるレチクル位置合せマーク７の画像が（図１（ｂ）に示すように）画像検出および処理モジュール１１のＦＯＶの投影対物レンズ８によって形成されるように部品ステージ１２がさらに移動するときに、画像検出および処理モジュール１１は、レチクル位置合せマーク７、投影対物レンズ８および基準マーク１０を順次通過したアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、レチクル位置合せマーク７および基準マーク１０の画像を捕獲する。次いで画像は、レチクル位置合せマーク７と基準マーク１０との間の第２の相対的な位置情報を引き出すために処理される。第１および第２の位置情報は、部品ステージ１２とのレチクル５のアライメントにおいて使われることができる。

【0028】

レチクル５は、１つ以上のレチクル位置合せマークを備えていてよく、そして、各々がレチクル位置合せマークのそれぞれ１つに対応する同数の照明モジュールが含まれていてよい。例えば、本発明の好ましい実施態様において、図１に示すように、２つのレチクル位置合せマーク、すなわち、第１のレチクル位置合せマーク６および第２のレチクル位置合せマーク７が設けられ、そして対応して、２つの照明モジュール、すなわち、第１の照明モジュールＡおよび第２の照明モジュールＢが含まれる。

【0029】

第１の照明モジュールＡは、光源１および照明レンズ群２を含んでよい。光源１から発せられる光は、第１のアライメント光ビームを形成するために照明レンズ群２によって処理されてよい。同様に、第２の照明モジュールＢは、光源３および照明レンズ群４を含んでよく、そして、光源３から発せられる光は、第２のアライメント光ビームを形成するために照明レンズ群４によって処理されてよい。

【0030】

好ましくは、第１および第２の照明モジュールＡ、Ｂによって提供されるアライメント光ビームは、例えば、紫外（ＵＶ）スペクトルの範囲内の同じ波長を有する。

【0031】

加えて、アライメント光ビームの生成および使用を容易にするために、照明モジュールの各々は、対応するアライメント光ビームがレチクル５等を照らすためにそれを通過することができるように、所望に応じて開かれることができるシャッタ（図示せず）を含んでよい。

【0032】

投影対物レンズ８、基準マーク１０および画像検出および処理モジュール１１の各々は、レチクル位置合せマーク６、７によって共有される。画像検出および処理モジュール１１は、部品ステージ１２の移動の間、投影対物レンズ８からアライメント光ビームを連続して受け取り、それに基づいて、相対的な位置情報は、レチクル位置合せマーク６、７と基準マーク１０との間に引き出される。

【0033】

好ましくは、画像検出および処理モジュール１１は、部品ステージ１２の範囲内に配置される。図２に示すように、画像検出および処理モジュール１１は、画像形成レンズ群１１１、検出器１１２および処理ユニット１１３を含んでよい。検出器１１２は、リアルタイム画像捕獲が可能なＣＣＤまたはＣＭＯＳデバイスでもよい。処理ユニット１１３は、ＦＯＶにおけるレチクル位置合せマーク６、７および基準マーク１０の画素位置を引き出すために、捕獲画像を処理する別々のプロセッサで動作してよい。次いで、部品ステージ１２に関するレチクル５の位置合せされた位置は、オブジェクト−画像変換マトリックスを用いて得られる。

【0034】

基準マーク１０は、例えば、反射する金属マークでもよい。好適な実施において、基準マーク１０は、基準プレート９上に設けられてよい。基準プレート９は、画像検出および処理モジュール１１と統合されてよく、そして、画像検出および処理モジュール１１より上に配置される。さらに図２に示すように、基準マーク１０は、画像検出および処理モジュール１１の最適焦点面に位置してよい。

【0035】

基準プレート９および画像検出および処理モジュール１１が部品ステージ１２によって担持されるので、それらは部品ステージ１２と同期して移動可能である。さらに、基準プレート９および画像検出および処理モジュール１１の位置の調整を容易にするように、それらは、部品ステージ１２の上下運動ユニット（存在する場合）上に配置されることができる。このように、部品ステージ１２の位置、そしてそれ故、部品ステージ１２上に配置される部品１４の位置は、基準マーク１０とレチクル位置合せマーク６、７との間の相対位置に由来してよい。さらに、図１に示すように、同軸レチクル位置合せデバイスは、対物レンズ８のそばに配置される軸外れアライメント・レンズ１３を付加的に含んでよい。軸外れアライメント・レンズ１３に対応する軸外れ基準マークは、基準プレート９上に設けられ、すなわち、軸外れ基準マークも基準プレート９上に形成される。軸外れ基準マークは、基準マーク１０または基準プレート９の異なる位置の別の基準マークとして実施されてよい。

【0036】

そのような原則で、本発明はまた、レチクルを露出されるオブジェクトと位置合せするための同軸レチクル位置合せデバイスを含むリソグラフィ装置を提供する。同軸レチクル位置合せデバイスは、上記記載の通りでもよい。

【0037】

以下、本発明の別の実施形態によるレチクル位置合せ方法の詳細について説明する。図１および図３を参照すると、レチクル位置合せ方法は、次のステップを含む。

【0038】

ステップＳ１１において、第１の照明モジュールＡは、レチクル５上の第１のレチクル位置合せマーク６上に照射される第１のアライメント光ビームを発する。第１のアライメント光ビームが投影対物レンズ８を通過して、部品ステージ１２上の基準マーク１０上に入射するように、部品ステージ１２は移動する。

【0039】

ステップＳ１２において、基準マーク１０の下の画像検出および処理モジュール１１は、第１のレチクル位置合せマーク６、投影対物レンズ８および基準マーク１０を順次通過した第１のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第１のレチクル位置合せマーク６および基準マーク１０の画像を捕獲し、次いで画像は、第１のレチクル位置合せマーク６と基準マーク１０との間の第１の相対的な位置情報を引き出すために処理される。

【0040】

ステップＳ１３において、第２の照明モジュールＢは、レチクル５上の第２のレチクル位置合せマーク７上に照射される第２のアライメント光ビームを発する。第２のアライメント光ビームが投影対物レンズ８を通過して、基準マーク１０上に入射するように、部品ステージ１２はさらに移動する。

【0041】

ステップＳ１４において、画像検出および処理モジュール１１は、第２のレチクル位置合せマーク７、投影対物レンズ８および基準マーク１０を順次通過した第２のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第２のレチクル位置合せマーク７および基準マーク１０の画像を捕獲し、次いで画像は、第２のレチクル位置合せマーク７と基準マーク１０との間の第２の相対的な位置情報を引き出すために処理される。第１のレチクル位置合せマーク６と基準マーク１０との間の第１の相対的な位置情報、および第２のレチクル位置合せマーク７と基準マーク１０との間の第２の相対的な位置情報に基づいて、レチクル５は、部品ステージ１２と位置合せされる。

【0042】

以下、本発明の他の実施形態によるレチクル位置合せ方法の詳細について説明する。図１および図４を参照すると、レチクル位置合せ方法は、次のステップを含む。

【0043】

ステップＳ２１において、第１の照明モジュールＡは、レチクル５上の第１のレチクル位置合せマーク６上に照射される第１のアライメント光ビームを発する。同時に、第２の照明モジュールＢは、レチクル５上の第２のレチクル位置合せマーク７上に照射される第２のアライメント光ビームを発する。第１のアライメント光ビームが投影対物レンズ８を通過して、部品ステージ１２上の基準マーク１０上に入射するように、部品ステージ１２は移動する。ステップＳ２１において、第１アライメント光ビームが、投影対物レンズ８を通過し、部品ステージ１２上の基準マーク１０に照射されると、第２アライメント光ビームは、基準プレート９からオフセットされる。

【0044】

ステップＳ２２において、基準マーク１０の下の画像検出および処理モジュール１１は、第１のレチクル位置合せマーク６、投影対物レンズ８および基準マーク１０を順次通過した第１のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第１のレチクル位置合せマーク６および基準マーク１０の画像を捕獲し、次いで画像は、第１のレチクル位置合せマーク６と基準マーク１０との間の第１の相対的な位置情報を引き出すために処理される。

【0045】

ステップＳ２３において、第２のアライメント光ビームが投影対物レンズ８を通過して、基準マーク１０に入射するように、部品ステージ１２はさらに移動する。この点で、第１のアライメント光ビームは、基準プレート９からオフセットされる。

【0046】

ステップＳ２４において、画像検出および処理モジュール１１は、第２のレチクル位置合せマーク７、投影対物レンズ８および基準マーク１０を順次通過した第２のアライメント光ビームを受け取り、そしてそれ故、第２のレチクル位置合せマーク７および基準マーク１０の画像を捕獲し、次いで画像は、第２のレチクル位置合せマーク７と基準マーク１０との間の第２の相対的な位置情報を引き出すために処理される。第１のレチクル位置合せマーク６と基準マーク１０との間の第１の相対的な位置情報、および第２のレチクル位置合せマーク７と基準マーク１０との間の第２の相対的な位置情報に基づいて、レチクル５は、部品ステージ１２と位置合せされる。

【0047】

１つのアライメント光ビームの検出の間、他のアライメント光ビームも投影対物レンズ８を通って進行して、部品ステージ１２に達することを考慮すると、他のアライメント光ビーム（例えば、紫外光ビーム）による部品１４の望ましくない露出を防止するために、同軸レチクル位置合せデバイスのレイアウトは、他のアライメント光ビームが部品１４上に照射されないように設計されてよい。このレイアウトは、部品ステージのストローク、第１のレチクル位置合せマーク６と第２のレチクル位置合せマーク７との間の距離ｄ、および投影対物レンズの拡大倍率Ｍに依存する。投影対物レンズの焦点面上の第１および第２のレチクル位置合せマーク６、７のプロジェクションは、Ｄ＝ｄ×Ｍに等しい中心−中心間距離だけ互いに離間される。さらに視準制約、すなわち、投影対物レンズの焦点面上の投影画像のぶれ（ｂｌｕｒ）、を考慮するときに、次いで画像検出および処理モジュール１１は、少なくともｄ×Ｍ＋φ／２（ここでφは、ぼけ点（ｂｌｕｒ ｓｐｏｔ）の直径を意味する）に等しい距離だけ基準プレート９の縁から離間されなければならない。

【0048】

従来技術と比較して、本発明の同軸レチクル位置合せデバイス、リソグラフィ装置および位置合せ方法において、各レチクル位置合せマークは、別々の照明モジュールを備え、そしてアライメントは、１つだけの画像検出および処理モジュールを使用して達成されることができる。したがって、構造小型性は達成可能である。さらに、単一の画像検出および処理モジュールは、レチクル（レチクルマーク）の下に配置されて、部品ステージの中に埋め込まれることができる。これは、レチクル厚み公差を考慮しなければならない課題を回避して、レチクル位置合せシステムの構造を単純化する。さらに、画像検出および処理モジュールによる基準マークおよびレチクル位置合せマークの同時イメージングは、レチクル位置合せマークおよび基準マークの同時測定を可能にし、そして、アライメント効率のさらなる改良に結果としてなり、複数の異なるアライメントアクションの中で発生するエラーを減らす。

【0049】

当業者が本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲で本発明にさまざまな修正および変更をすることができることは、明らかである。したがって、それらが添付の請求の範囲およびその等価物の範囲内になる場合、本発明はこの種のすべての修正および変更を受け入れることを意図する。

【図1(a)】

【図1(b)】

【図2】

【図3】

【図4】