JPH0362013B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0362013B2 JPH0362013B2 JP59091740A JP9174084A JPH0362013B2 JP H0362013 B2 JPH0362013 B2 JP H0362013B2 JP 59091740 A JP59091740 A JP 59091740A JP 9174084 A JP9174084 A JP 9174084A JP H0362013 B2 JPH0362013 B2 JP H0362013B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- photoelectric detector
- magnification error
- objects
- reference mark
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/50—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for positioning, orientation or alignment
- H10P72/53—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、位置合せ装置に関し、例えば半導体
焼付装置等においてマスクパターンをウエハに焼
付ける際に、両者の位置識別マークであるアライ
メントマーク同志の間隔を効率良くかつ正確に測
定して高精度の位置合せを行なう位置合せ方法に
関する。
焼付装置等においてマスクパターンをウエハに焼
付ける際に、両者の位置識別マークであるアライ
メントマーク同志の間隔を効率良くかつ正確に測
定して高精度の位置合せを行なう位置合せ方法に
関する。
このマスクとウエハとの位置合せは、例えばマ
スクおよびウエハのそれぞれに予め描かれた自動
位置合せ用のアライメントマーク上をレーザビー
ムで走査し、マークエツジの散乱回折光を位置合
せ情報に使用している。この場合、受光部で光学
的に直接反射光を除去した後に、それぞれの位置
合せアライメントマークのエツジからの散乱回折
光の強度を光電変換して電気的パルスに変え、こ
のパルス位置をクロツク計数器等で測定してアラ
イメントマーク同志の間隔、即ち偏位を求めるこ
とが一般に行われている。
スクおよびウエハのそれぞれに予め描かれた自動
位置合せ用のアライメントマーク上をレーザビー
ムで走査し、マークエツジの散乱回折光を位置合
せ情報に使用している。この場合、受光部で光学
的に直接反射光を除去した後に、それぞれの位置
合せアライメントマークのエツジからの散乱回折
光の強度を光電変換して電気的パルスに変え、こ
のパルス位置をクロツク計数器等で測定してアラ
イメントマーク同志の間隔、即ち偏位を求めるこ
とが一般に行われている。
具体的には、第１図ａに示すようなアライメン
トマークＭをマスクに、ｂに示すようなマークＷ
をウエハに描いて、第２図に示すような構成の装
置により、マスク１とウエハ２のアライメントマ
ークＭ，Ｗ上をレーザビームＬで走査して各マー
ク同志の偏位を求め、この偏位に応じてマスク１
またはウエハ２のいずれかを動かして、第１図ｃ
に示す状態にマスク１とウエハ２の相対的な位置
合せを行なつている。
トマークＭをマスクに、ｂに示すようなマークＷ
をウエハに描いて、第２図に示すような構成の装
置により、マスク１とウエハ２のアライメントマ
ークＭ，Ｗ上をレーザビームＬで走査して各マー
ク同志の偏位を求め、この偏位に応じてマスク１
またはウエハ２のいずれかを動かして、第１図ｃ
に示す状態にマスク１とウエハ２の相対的な位置
合せを行なつている。
第２図は、半導体焼付装置における位置合せシ
ステムの１例を示す。同図において、１はマス
ク、２はウエハ、３は移動ステージ、４はマスク
１のパターンをウエハ２上に転写するための投影
レンズである。また、７はモータ６によつて回転
するポリゴンミラーで、レーザ光源例えばレーザ
チユーブ５から出射されたレーザ光は、ポリゴン
ミラー７、ミラー８、ビームスプリツタ１１、対
物レンズ１０、ミラー９を経てマスク１およびウ
エハ２上のアライメントマークＭ，Ｗ上をスキヤ
ンする。該アライメントマークＭ，Ｗからの散乱
光はミラー９、対物レンズ１０、ビームスプリツ
タ１１を通り、光電検出器１２に入る。
ステムの１例を示す。同図において、１はマス
ク、２はウエハ、３は移動ステージ、４はマスク
１のパターンをウエハ２上に転写するための投影
レンズである。また、７はモータ６によつて回転
するポリゴンミラーで、レーザ光源例えばレーザ
チユーブ５から出射されたレーザ光は、ポリゴン
ミラー７、ミラー８、ビームスプリツタ１１、対
物レンズ１０、ミラー９を経てマスク１およびウ
エハ２上のアライメントマークＭ，Ｗ上をスキヤ
ンする。該アライメントマークＭ，Ｗからの散乱
光はミラー９、対物レンズ１０、ビームスプリツ
タ１１を通り、光電検出器１２に入る。
光電検出器１２の出力信号は、第１図ｅに示す
様なアナログ信号であり、この信号中ｍはマスク
１上のマークＭからの散乱光による信号、Ｗはウ
エハ２上のマークＷからの散乱光による信号であ
る。これらの信号は、制御回路１３中のコンパレ
ータ１４によつて２値化され、第１図ｆの様なパ
ルス列となる。これらのパルス間隔を、計測クロ
ツク発振器１５およびパルス間隔測定用カウンタ
１６で計測する。１７はCPUで、該カウンタ１
６の値を読み出し、この値より、マスク１とウエ
ハ２との相対的なずれ量を求めて、マスクとウエ
ハが正しい位置関係となるようにモータ１５，１
６を回し、移動ステージ１３を駆動する。
様なアナログ信号であり、この信号中ｍはマスク
１上のマークＭからの散乱光による信号、Ｗはウ
エハ２上のマークＷからの散乱光による信号であ
る。これらの信号は、制御回路１３中のコンパレ
ータ１４によつて２値化され、第１図ｆの様なパ
ルス列となる。これらのパルス間隔を、計測クロ
ツク発振器１５およびパルス間隔測定用カウンタ
１６で計測する。１７はCPUで、該カウンタ１
６の値を読み出し、この値より、マスク１とウエ
ハ２との相対的なずれ量を求めて、マスクとウエ
ハが正しい位置関係となるようにモータ１５，１
６を回し、移動ステージ１３を駆動する。
この時、一般に、計測クロツクの周波数はレー
ザビームのウエハ面上のスキヤン速度と対応して
おり、例えば、クロツクの１周期は、レーザビー
ムがウエハ面上を0.1μmスキヤンする時間と同じ
にしてある。
ザビームのウエハ面上のスキヤン速度と対応して
おり、例えば、クロツクの１周期は、レーザビー
ムがウエハ面上を0.1μmスキヤンする時間と同じ
にしてある。
この時のウエハとマスクのずれ量の測定の分解
能は、0.1μmという事になる。しかし、実際に
は、レーザビームの光路中の光学系、例えば対物
レンズ１０等の倍率の誤差等により実際にウエハ
面上をスキヤンするレーザビームの速度と計測ク
ロツクとの間には誤差が生じる。
能は、0.1μmという事になる。しかし、実際に
は、レーザビームの光路中の光学系、例えば対物
レンズ１０等の倍率の誤差等により実際にウエハ
面上をスキヤンするレーザビームの速度と計測ク
ロツクとの間には誤差が生じる。
この誤差は、直接マスクとウエハのずれ量測定
の誤差となりマスクとウエハの位置合わせ精度を
低下させるものである。
の誤差となりマスクとウエハの位置合わせ精度を
低下させるものである。
従つて従来は、装置組み立て時にこの誤差を測
定して装置ごとにその値を入力しておき、ウエハ
とマスクのずれ量の計算時にソフトにて前記誤差
を補正して計算する、ということを行なつてい
た。
定して装置ごとにその値を入力しておき、ウエハ
とマスクのずれ量の計算時にソフトにて前記誤差
を補正して計算する、ということを行なつてい
た。
しかし、このような方法においては、装置の組
立て、調整時に複雑且つ精密な調整、測定の工程
が必要となり、また何らかの原因で完成後の装置
の光学系（例えばレンズ）を交換したり、再調整
をした場合は、前記倍率誤差の測定、入力のため
の工程が必ず必要となるといつた問題点があつ
た。
立て、調整時に複雑且つ精密な調整、測定の工程
が必要となり、また何らかの原因で完成後の装置
の光学系（例えばレンズ）を交換したり、再調整
をした場合は、前記倍率誤差の測定、入力のため
の工程が必ず必要となるといつた問題点があつ
た。
本発明は、上述の従来例における問題点に鑑み
てなされたもので、組立・調整時の精密・複雑な
倍率誤差の測定工程を不要とし、かつ計時的変化
にも対処し得る位置合せ方法を提供することを目
的とする。
てなされたもので、組立・調整時の精密・複雑な
倍率誤差の測定工程を不要とし、かつ計時的変化
にも対処し得る位置合せ方法を提供することを目
的とする。
この目的を達成するために、本発明は、対物レ
ンズを介して第１物体上に形成されている第１マ
ークと第２物体上に形成されている第２マークを
光電検出器により光電検出し、光電検出器からの
第１マークに応じた第１マーク信号と第２マーク
に応じた第２マーク信号間の間隔に基づいて第１
及び第２マーク間のずれデータを算出し、ずれデ
ータに応じて第１及び第２物体を移動ステージに
より相対的に移動することにより、第１及び第２
物体の相対的な位置関係を調整する位置合せ方法
において、第１及び第２物体間に配置されている
投影レンズの鏡筒に対して一体的に設けられた、
または移動ステージ上の基準板に形成されている
寸法が既知の基準マークを対物レンズを介して光
電検出器により光電検出し、光電検出器からの基
準マークに応じた基準マーク信号から求められた
基準マークの測定寸法と基準マークの実寸法を用
いて対物レンズを含む観察系の倍率誤差に応じた
倍率誤差データを決定し、倍率誤差データをメモ
リ内に記憶しておくことにより、第１及び第２マ
ークを光電検出器で光電検出して第１及び第２物
体の相対的な位置関係を調整する際、倍率誤差デ
ータを用いて倍率誤差分だけ補正されたずれデー
タに応じて第１及び第２物体を相対的に移動して
いる。
ンズを介して第１物体上に形成されている第１マ
ークと第２物体上に形成されている第２マークを
光電検出器により光電検出し、光電検出器からの
第１マークに応じた第１マーク信号と第２マーク
に応じた第２マーク信号間の間隔に基づいて第１
及び第２マーク間のずれデータを算出し、ずれデ
ータに応じて第１及び第２物体を移動ステージに
より相対的に移動することにより、第１及び第２
物体の相対的な位置関係を調整する位置合せ方法
において、第１及び第２物体間に配置されている
投影レンズの鏡筒に対して一体的に設けられた、
または移動ステージ上の基準板に形成されている
寸法が既知の基準マークを対物レンズを介して光
電検出器により光電検出し、光電検出器からの基
準マークに応じた基準マーク信号から求められた
基準マークの測定寸法と基準マークの実寸法を用
いて対物レンズを含む観察系の倍率誤差に応じた
倍率誤差データを決定し、倍率誤差データをメモ
リ内に記憶しておくことにより、第１及び第２マ
ークを光電検出器で光電検出して第１及び第２物
体の相対的な位置関係を調整する際、倍率誤差デ
ータを用いて倍率誤差分だけ補正されたずれデー
タに応じて第１及び第２物体を相対的に移動して
いる。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。なお、従来例と共通または対応する部分につ
いては同一の符合で表わす。
る。なお、従来例と共通または対応する部分につ
いては同一の符合で表わす。
第３図は、本発明の一実施例に係る位置合せ装
置の概略の構成を示す。同図の装置は第２図のも
のに対し、投影レンズ４の鏡筒の脇に第４図に示
す様な基準マークを刻み込んだガラス板１８を取
付けるとともに、レチクル１上の部分ａを素通し
にしてレチクル１上方よりこの素通し部分ａを通
して前記ガラス板１８上のマークを観察すること
ができるようにしたものである。また、ミラー９
は、図示しないモータによつてレチクル１上を任
意の位置へ移動できるようにしている。
置の概略の構成を示す。同図の装置は第２図のも
のに対し、投影レンズ４の鏡筒の脇に第４図に示
す様な基準マークを刻み込んだガラス板１８を取
付けるとともに、レチクル１上の部分ａを素通し
にしてレチクル１上方よりこの素通し部分ａを通
して前記ガラス板１８上のマークを観察すること
ができるようにしたものである。また、ミラー９
は、図示しないモータによつてレチクル１上を任
意の位置へ移動できるようにしている。
次に、この様に構成された位置合せ装置の動作
を説明する。
を説明する。
制御回路１３は、レチクル１とウエハ２の位置
合せに先立つて、先ず、ミラー９をレチクル１の
素通し部分ａの上方へ移動する。この状態でポリ
ゴンミラー７を回転してレーザビームによりガラ
ス板１８の基準マーク上をスキヤンし、ガラス板
１８上のマークにより第４図のｃ部分の寸法を測
定する。第４図中のｂはレーザビームのスキヤン
方向を示す。この基準マークの寸法測定は、装置
の納入時、定期点検時または必要に応じて行な
う。または、装置を始動する度に行なうようにし
てもよい。
合せに先立つて、先ず、ミラー９をレチクル１の
素通し部分ａの上方へ移動する。この状態でポリ
ゴンミラー７を回転してレーザビームによりガラ
ス板１８の基準マーク上をスキヤンし、ガラス板
１８上のマークにより第４図のｃ部分の寸法を測
定する。第４図中のｂはレーザビームのスキヤン
方向を示す。この基準マークの寸法測定は、装置
の納入時、定期点検時または必要に応じて行な
う。または、装置を始動する度に行なうようにし
てもよい。
以上の様にして測定した寸法が例えばc′であつ
たとすると、この光学系の倍率誤差はｃ／c′であ
ることが分る。
たとすると、この光学系の倍率誤差はｃ／c′であ
ることが分る。
制御回路１３は、この値をCPU１７のメモリ
に記憶し、以後、ウエハ２およびレチクル１の位
置合せ時にウエハ２およびレチクル１の位置合せ
用マークの位置計測データにｃ／c′を乗ずること
により観察用光学系の倍率誤差を自動的に補正す
ることができる。
に記憶し、以後、ウエハ２およびレチクル１の位
置合せ時にウエハ２およびレチクル１の位置合せ
用マークの位置計測データにｃ／c′を乗ずること
により観察用光学系の倍率誤差を自動的に補正す
ることができる。
上述の実施例においては、レンズ鏡筒の脇に設
けたガラス板のマークを倍率測定に用いている
が、これは、例えば、レチクルをレンズ上の所定
の位置へ合せるためのマークと共用するようにし
てもよい。また、寸法変化の少ない（許容範囲内
に入つていることが明らかな）ガラスウエハ等の
上に設けたマーク等を基準マークとして用いるよ
うにしてもよい。後者の場合は、投影レンズをも
含めた光学系の倍率を総合的に補正することがで
きる。但し、この場合は、オペレータが基準ウエ
ハを装置にセツトし、倍率測定を行なうべく装置
に支持し、装置はこの倍率測定のためマスクとウ
エハとの位置合せのためのものとは別個に設けら
れた特別のシーケンスを起動する必要がある。
けたガラス板のマークを倍率測定に用いている
が、これは、例えば、レチクルをレンズ上の所定
の位置へ合せるためのマークと共用するようにし
てもよい。また、寸法変化の少ない（許容範囲内
に入つていることが明らかな）ガラスウエハ等の
上に設けたマーク等を基準マークとして用いるよ
うにしてもよい。後者の場合は、投影レンズをも
含めた光学系の倍率を総合的に補正することがで
きる。但し、この場合は、オペレータが基準ウエ
ハを装置にセツトし、倍率測定を行なうべく装置
に支持し、装置はこの倍率測定のためマスクとウ
エハとの位置合せのためのものとは別個に設けら
れた特別のシーケンスを起動する必要がある。
従つて、本発明によれば、装置の組立て調整時
には精密且つ複雑な倍率の測定は不要となり、ま
た途中で観察（光学）系を交換したとしても、前
述のような倍率誤差を事前に測定して手動操作に
より入力するといつた行程を不要とすることがで
きる。
には精密且つ複雑な倍率の測定は不要となり、ま
た途中で観察（光学）系を交換したとしても、前
述のような倍率誤差を事前に測定して手動操作に
より入力するといつた行程を不要とすることがで
きる。
第１図は、マスクおよびウエハの整合用マーク
を説明する図、第２図は、半導体焼付け装置に適
用された従来の位置合せ装置の概略構成図、第３
図は、半導体焼付け装置に適用した本発明に係る
位置合せ装置の概略構成図、第４図は、本発明の
倍率補正用の基準マークの１例を示す図である。 図中、１はマスク、２はウエハ、３は移動ステ
ージ、４は投影レンズ、５はレーザ光源、６はモ
ータ、７はポリゴンミラー、８，９はミラー、１
０は対物レンズ、１１はビームスプリツタ、１２
は光電検出器、１３は制御回路、１５，１６はモ
ータ、１７はCPU、１８は倍率測定用マークが
刻まれたガラス板である。
を説明する図、第２図は、半導体焼付け装置に適
用された従来の位置合せ装置の概略構成図、第３
図は、半導体焼付け装置に適用した本発明に係る
位置合せ装置の概略構成図、第４図は、本発明の
倍率補正用の基準マークの１例を示す図である。 図中、１はマスク、２はウエハ、３は移動ステ
ージ、４は投影レンズ、５はレーザ光源、６はモ
ータ、７はポリゴンミラー、８，９はミラー、１
０は対物レンズ、１１はビームスプリツタ、１２
は光電検出器、１３は制御回路、１５，１６はモ
ータ、１７はCPU、１８は倍率測定用マークが
刻まれたガラス板である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対物レンズを介して第１物体上に形成されて
いる第１マークと第２物体上に形成されている第
２マークを光電検出器により光電検出し、前記光
電検出器からの前記第１マークに応じた第１マー
ク信号と前記第２マークに応じた第２マーク信号
間の間隔に基づいて前記第１及び第２マーク間の
ずれデータを算出し、前記ずれデータに応じて前
記第１及び第２物体を移動ステージにより相対的
に移動することにより、前記第１及び第２物体の
相対的な位置関係を調整する位置合せ方法におい
て、前記第１及び第２物体間に配置されている投
影レンズの鏡筒に対して一体的に設けられた寸法
が既知の基準マークを前記対物レンズを介して前
記光電検出器により光電検出し、前記光電検出器
からの前記基準マークに応じた基準マーク信号か
ら求められた前記基準マークの測定寸法と前記基
準マークの実寸法を用いて前記対物レンズを含む
観察系の倍率誤差に応じた倍率誤差データを決定
し、前記倍率誤差データをメモリ内に記憶してお
くことにより、前記第１及び第２マークを前記光
電検出器で光電検出して前記第１及び第２物体の
相対的な位置関係を調整する際、前記倍率誤差デ
ータを用いて前記倍率誤差分だけ補正された前記
ずれデータに応じて前記第１及び第２物体を相対
的に移動することを特徴とする位置合せ方法。 ２ 対物レンズを介して第１物体上に形成されて
いる第１マークと第２物体上に形成されている第
２マークを光電検出器により光電検出し、前記光
電検出器からの前記第１マークに応じた第１マー
ク信号と前記第２マークに応じた第２マーク信号
間の間隔に基づいて前記第１及び第２マーク間の
ずれデータを算出し、前記ずれデータに応じて前
記第１及び第２物体を移動ステージにより相対的
に移動することにより、前記第１及び第２物体の
相対的な位置関係を調整する位置合せ方法におい
て、前記ステージ上の基準板に形成されている寸
法が既知の基準マークを前記対物レンズを介して
前記光電検出器により光電検出し、前記光電検出
器からの前記基準マークに応じた基準マーク信号
から求められた前記基準マークの測定寸法と前記
基準マークの実寸法を用いて前記対物レンズを含
む観察系の倍率誤差に応じた倍率誤差データを決
定し、前記倍率誤差データをメモリ内に記憶して
おくことにより、前記第１及び第２マークを前記
光電検出器で光電検出して前記第１及び第２物体
の相対的な位置関係を調整する際、前記倍率誤差
データを用いて前記倍率誤差分だけ補正された前
記ずれデータに応じて前記第１及び第２物体を相
対的に移動することを特徴とする位置合せ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59091740A JPS60236229A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 位置合せ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59091740A JPS60236229A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 位置合せ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236229A JPS60236229A (ja) | 1985-11-25 |
| JPH0362013B2 true JPH0362013B2 (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=14034914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59091740A Granted JPS60236229A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 位置合せ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60236229A (ja) |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP59091740A patent/JPS60236229A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60236229A (ja) | 1985-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |