JPH04348018A - 位置合わせ光学装置 - Google Patents
位置合わせ光学装置Info
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- JPH04348018A JPH04348018A JP3002702A JP270291A JPH04348018A JP H04348018 A JPH04348018 A JP H04348018A JP 3002702 A JP3002702 A JP 3002702A JP 270291 A JP270291 A JP 270291A JP H04348018 A JPH04348018 A JP H04348018A
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- JP
- Japan
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- alignment
- substrate
- wafer
- grating mark
- marks
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つのマークの位置合
わせ装置に係わり、特にパターン転写に用いられるマス
クとウェハとのアライメント調整等のために、これらに
設けられたマークを位置合わせすることに好適な位置合
わせ装置に関する。
わせ装置に係わり、特にパターン転写に用いられるマス
クとウェハとのアライメント調整等のために、これらに
設けられたマークを位置合わせすることに好適な位置合
わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩ等の半導体素子の回路パタ
ーンの微細化に伴い、パターン転写手段として、高解像
性能を有する光学式投影露光装置が広く使用されている
。この装置を用いて転写を行う場合、露光に先立ってマ
スクとウェハとを高精度で位置合わせ（アライメント）
する必要がある。
ーンの微細化に伴い、パターン転写手段として、高解像
性能を有する光学式投影露光装置が広く使用されている
。この装置を用いて転写を行う場合、露光に先立ってマ
スクとウェハとを高精度で位置合わせ（アライメント）
する必要がある。
【０００３】アライメントを行う方法としては、投影光
学系とは異なる他の光学系（ｏｆｆ−ａｘｉｓ顕微鏡）
を用いて、ウェハ上に予め形成したマークを検出してウ
ェハを位置決めし、その後ウェハを投影光学系の視野内
の所定の位置に高精度に移動させて予め正確に位置決め
されたマスクとの位置合わせを行う ｏｆｆ−ａｘｉｓ
方式と、マスクとウェハの双方に予め形成された位置合
わせマークを投影光学系を通して検出し、直接マスクと
ウェハとを位置合わせするＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔ
ｈｅ Ｌｅｎｓ）方式とがある。
学系とは異なる他の光学系（ｏｆｆ−ａｘｉｓ顕微鏡）
を用いて、ウェハ上に予め形成したマークを検出してウ
ェハを位置決めし、その後ウェハを投影光学系の視野内
の所定の位置に高精度に移動させて予め正確に位置決め
されたマスクとの位置合わせを行う ｏｆｆ−ａｘｉｓ
方式と、マスクとウェハの双方に予め形成された位置合
わせマークを投影光学系を通して検出し、直接マスクと
ウェハとを位置合わせするＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔ
ｈｅ Ｌｅｎｓ）方式とがある。
【０００４】ｏｆｆ−ａｘｉｓ方式は、アライメントの
回数が少ないため、アライメントに要する時間が少なく
、スループット（処理速度）が大きいと言う利点を持つ
。しかし、位置合わせされたウェハを転写すべき位置ま
で正確な距離だけ移動させる必要があり、他に絶対測長
系を設けなくてはならず、誤差要因が増加し、実際上高
い精度で位置合わせをすることが難しい。このような状
況から、最近では、より高精度なアライメントを行うた
めに、ＴＴＬ方式のようにマスク及びウェハに設けられ
たマークを投影光学系を通して検出し、直接アライメン
トする方式がより優れていると認められている。
回数が少ないため、アライメントに要する時間が少なく
、スループット（処理速度）が大きいと言う利点を持つ
。しかし、位置合わせされたウェハを転写すべき位置ま
で正確な距離だけ移動させる必要があり、他に絶対測長
系を設けなくてはならず、誤差要因が増加し、実際上高
い精度で位置合わせをすることが難しい。このような状
況から、最近では、より高精度なアライメントを行うた
めに、ＴＴＬ方式のようにマスク及びウェハに設けられ
たマークを投影光学系を通して検出し、直接アライメン
トする方式がより優れていると認められている。
【０００５】ＴＴＬ方式のアライメント方式の一つとし
て、２つのグレーティングマークを重ね合わせる方法（
文献 Ｇ．Ｄｕｂｒｏｅｕｃｑ．１９８０，ＭＥ，
Ｗ．Ｒ Ｔｒｕｔｎａ．Ｊｒ．１９８４， ＳＰＩＥ等
）がある。これは、図２に示すように、転写パターンの
原板マスクであるレチクル１１１上に一次元グレーティ
ングマーク１０１が設けられ、ウェハ１１２上に二次元
グレーティングマーク１０２が設けられる。アライメン
ト光源１０４からのレーザ光によりミラー１１３を介し
てレチクル１１１上のグレーティングマーク１０１を照
明し、グレーティングマーク１０１の透過回折光は投影
レンズ１０３を通ってウェハ１１２上のグレーティング
マーク１０２へ導かれる。グレーティングマーク１０２
による反射回折光は再び投影レンズ１０３を通り、レチ
クル１１１上のグレーティングマーク１０１で再度透過
回折されてハーフミラー１０６を介して光電検出器１０
５に入る。アライメント光源１０４及びミラー１１３は
ベース１１５に取り付けられている。そして、光電検出
器１０５に入射する回折光の強度を測定することにより
、レチクル１１１とウェハ１１２の相対位置を検出する
という方法である。
て、２つのグレーティングマークを重ね合わせる方法（
文献 Ｇ．Ｄｕｂｒｏｅｕｃｑ．１９８０，ＭＥ，
Ｗ．Ｒ Ｔｒｕｔｎａ．Ｊｒ．１９８４， ＳＰＩＥ等
）がある。これは、図２に示すように、転写パターンの
原板マスクであるレチクル１１１上に一次元グレーティ
ングマーク１０１が設けられ、ウェハ１１２上に二次元
グレーティングマーク１０２が設けられる。アライメン
ト光源１０４からのレーザ光によりミラー１１３を介し
てレチクル１１１上のグレーティングマーク１０１を照
明し、グレーティングマーク１０１の透過回折光は投影
レンズ１０３を通ってウェハ１１２上のグレーティング
マーク１０２へ導かれる。グレーティングマーク１０２
による反射回折光は再び投影レンズ１０３を通り、レチ
クル１１１上のグレーティングマーク１０１で再度透過
回折されてハーフミラー１０６を介して光電検出器１０
５に入る。アライメント光源１０４及びミラー１１３は
ベース１１５に取り付けられている。そして、光電検出
器１０５に入射する回折光の強度を測定することにより
、レチクル１１１とウェハ１１２の相対位置を検出する
という方法である。
【０００６】この方法によれば、二つのグレーティング
マーク１０１、１０２が重なり合ったところで、回折光
強度が最大となるので、その最大を検出する信号処理を
行うことによってレチクル１１１とウェハ１１２の高精
度なアライメントが可能となる。
マーク１０１、１０２が重なり合ったところで、回折光
強度が最大となるので、その最大を検出する信号処理を
行うことによってレチクル１１１とウェハ１１２の高精
度なアライメントが可能となる。
【０００７】ところで、レチクル１１１のグレーティン
グマーク１０１及び１０２の位置は、一定ではなく、レ
チクル１１１に形成された回路パターンの大きさ、個数
、形状等によって変位する。図２に示すように、このグ
レーティングマーク１０１、１０２がグレーティングマ
ーク１０１’、１０２’に変位した場合、アライメント
光源１０４から射出されアラメント用レーザ光もグレー
ティングマーク１０１’に入射するように変位させなけ
ればならない。
グマーク１０１及び１０２の位置は、一定ではなく、レ
チクル１１１に形成された回路パターンの大きさ、個数
、形状等によって変位する。図２に示すように、このグ
レーティングマーク１０１、１０２がグレーティングマ
ーク１０１’、１０２’に変位した場合、アライメント
光源１０４から射出されアラメント用レーザ光もグレー
ティングマーク１０１’に入射するように変位させなけ
ればならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】グレーティングマーク
１０１が、図２に示すように、軸Ｘに沿って距離ｄ離れ
た位置のグレーティングマーク１０１’に変位させた場
合、グレーテイングマークの変位方向と、レーザ光の移
動方向とを完全に一致させることは難しく、レーザ光が
軸Ｘに対しΔΘ傾斜した軸Ｘ１ に沿って変位するおそ
れが高い。レーザ光は、Ｘ軸方向に距離ｄ（１−ｃｏｓ
ΔΘ） 位置ずれし、Ｙ軸方向に距離（ ｄ×ｓｉｎ
ΔΘ）位置ずれし、従って高精度な位置合わせを行うこ
とができない。 この欠点を除くために、上記位置ずれの距離を実測して
ミラー１１３’の位置を補正移動すればよいが、このよ
うな制御を行うための構成は複雑でシステム上大きな負
担となり好ましくない。
１０１が、図２に示すように、軸Ｘに沿って距離ｄ離れ
た位置のグレーティングマーク１０１’に変位させた場
合、グレーテイングマークの変位方向と、レーザ光の移
動方向とを完全に一致させることは難しく、レーザ光が
軸Ｘに対しΔΘ傾斜した軸Ｘ１ に沿って変位するおそ
れが高い。レーザ光は、Ｘ軸方向に距離ｄ（１−ｃｏｓ
ΔΘ） 位置ずれし、Ｙ軸方向に距離（ ｄ×ｓｉｎ
ΔΘ）位置ずれし、従って高精度な位置合わせを行うこ
とができない。 この欠点を除くために、上記位置ずれの距離を実測して
ミラー１１３’の位置を補正移動すればよいが、このよ
うな制御を行うための構成は複雑でシステム上大きな負
担となり好ましくない。
【０００９】本発明は、従来の位置合わせ装置のこのよ
うな問題点に鑑みなされたものであって、レチクル及び
ウエハのグレーティングマークが変位してもアライメン
ト用の光束を各グレーティングマークの所定位置に所定
角度で入射させることを容易に行うことができ、レチク
ル及びウエハを高精度に位置合わせを行うことができ、
しかも装置の構成が簡易である位置合わせ装置を提供す
ることを目的とする。
うな問題点に鑑みなされたものであって、レチクル及び
ウエハのグレーティングマークが変位してもアライメン
ト用の光束を各グレーティングマークの所定位置に所定
角度で入射させることを容易に行うことができ、レチク
ル及びウエハを高精度に位置合わせを行うことができ、
しかも装置の構成が簡易である位置合わせ装置を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１基板の第
１位置合わせマークと、第２基板の第２位置合わせマー
クと、これらの位置合わせマークに入射するアライメン
ト光束とを用いて、上記第１基板と第２基板の対物レン
ズを介した相対位置を位置決めするための位置合わせ光
学装置において、上記アライメント光束を射出するアラ
イメント光源部の射出部が一定位置を中心とする放射方
向及び回転方向に変位可能に支持されていることを特徴
とする位置合わせ光学装置である。
１位置合わせマークと、第２基板の第２位置合わせマー
クと、これらの位置合わせマークに入射するアライメン
ト光束とを用いて、上記第１基板と第２基板の対物レン
ズを介した相対位置を位置決めするための位置合わせ光
学装置において、上記アライメント光束を射出するアラ
イメント光源部の射出部が一定位置を中心とする放射方
向及び回転方向に変位可能に支持されていることを特徴
とする位置合わせ光学装置である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例の位置合わせ装置を図
に基づいて説明する。位置合わせ装置は、図１に示すよ
うに、対物レンズ２の光軸Ｏ上の上方に、コンデンサー
レンズ４と、透過型グレーティングマーク６を設けたレ
チクル８とが配置されている。対物レンズ２の下方には
、ウエハテーブル１０に載置され、反射型グレーティン
グマーク１２を設けたウエハ１４が配置されている。
に基づいて説明する。位置合わせ装置は、図１に示すよ
うに、対物レンズ２の光軸Ｏ上の上方に、コンデンサー
レンズ４と、透過型グレーティングマーク６を設けたレ
チクル８とが配置されている。対物レンズ２の下方には
、ウエハテーブル１０に載置され、反射型グレーティン
グマーク１２を設けたウエハ１４が配置されている。
【００１２】光軸Ｏ上のコンデンサーレンズ４のさらに
上方には、斜設されたハーフミラー１８とアライメント
光源部２０が配置されている。ハーフミラー１８の反射
光軸ＯＯ上には受光学素子２２が配置されている。
上方には、斜設されたハーフミラー１８とアライメント
光源部２０が配置されている。ハーフミラー１８の反射
光軸ＯＯ上には受光学素子２２が配置されている。
【００１３】アライメント光源部２０は、ハウジング２
４によって光軸Ｏを中心として回転可能に支持されたベ
ース２６と、ベース２６上に載置された Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ光を射出するアライメント光源３０と、ベース２６
上に摺動体３３を介して放射方向に摺動自在に支持され
たミラー３２とを有する。ベース２６において、ミラー
３２の摺動範囲の下方に当たる部分には開口３４が設け
られていて、アライメント光源３０から射出されたレー
ザ光を遮ることはない。なお、光軸Ｏがミラーにより折
り曲げられている場合には、アライメント光源部に折り
曲げられた光軸Ｏを中心として回転されることとなる。
４によって光軸Ｏを中心として回転可能に支持されたベ
ース２６と、ベース２６上に載置された Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ光を射出するアライメント光源３０と、ベース２６
上に摺動体３３を介して放射方向に摺動自在に支持され
たミラー３２とを有する。ベース２６において、ミラー
３２の摺動範囲の下方に当たる部分には開口３４が設け
られていて、アライメント光源３０から射出されたレー
ザ光を遮ることはない。なお、光軸Ｏがミラーにより折
り曲げられている場合には、アライメント光源部に折り
曲げられた光軸Ｏを中心として回転されることとなる。
【００１４】次に、上記構成の位置合わせ装置の作動に
ついて説明する。最初に、レチクル８とウエハ１４の位
置合わせが、ウエハテーブル１０を使用し、公知の方法
によってなされる。ミラー３２は、図１に示す位置にあ
って、アライメント光源３０から射出されたレーザ光は
ミラー３２によって反射され、ハーフミラー１８、コン
デンサーレンズ４を介してグレーティングマーク６に到
達する。透過型グレーティングマーク６を透過回折され
たレーザ光は、対物レンズ２を介して反射型グレーティ
ングマーク１２に到達する。反射型グレーティングマー
ク１２によって反射回折されたレーザ光は、再び対物レ
ンズ２、透過型グレーティングマーク６、コンデンサー
レンズ４を介してハーフミラー１８に到達し、ハーフミ
ラー１８によって反射されたレーザ光は受光素子２２に
達する。
ついて説明する。最初に、レチクル８とウエハ１４の位
置合わせが、ウエハテーブル１０を使用し、公知の方法
によってなされる。ミラー３２は、図１に示す位置にあ
って、アライメント光源３０から射出されたレーザ光は
ミラー３２によって反射され、ハーフミラー１８、コン
デンサーレンズ４を介してグレーティングマーク６に到
達する。透過型グレーティングマーク６を透過回折され
たレーザ光は、対物レンズ２を介して反射型グレーティ
ングマーク１２に到達する。反射型グレーティングマー
ク１２によって反射回折されたレーザ光は、再び対物レ
ンズ２、透過型グレーティングマーク６、コンデンサー
レンズ４を介してハーフミラー１８に到達し、ハーフミ
ラー１８によって反射されたレーザ光は受光素子２２に
達する。
【００１５】受光素子２２は、透過型グレーティングマ
ーク６と反射型グレーティングマーク１２の相対的位置
関係によって生じる受光量変化に対応した検出信号を出
力する。受光素子２２に連結されたマイクロコンピュー
タ（図示せず）は、上記検出信号を演算処理して透過型
グレーティングマーク６と反射型グレーティングマーク
１２の相対的位置関係を出力する。
ーク６と反射型グレーティングマーク１２の相対的位置
関係によって生じる受光量変化に対応した検出信号を出
力する。受光素子２２に連結されたマイクロコンピュー
タ（図示せず）は、上記検出信号を演算処理して透過型
グレーティングマーク６と反射型グレーティングマーク
１２の相対的位置関係を出力する。
【００１６】次に、レチクル８とウエハ１４が取り替え
られて、透過型グレーティングマーク６が６’になり、
反射型グレーティングマーク１２が１２’になったとす
る。最初に、前述したように、レチクル８とウエハ１４
の位置合わせが、ウエハテーブル１０を使用し、公知の
方法によってなされる。続いて、ミラー３２は、３２’
に示される位置に変位され、同時にベース２６が回転さ
せられて、コンデンサーレンズ４を介して透過型グレー
ティングマーク６’に所定の角度方向で入射するように
する。こうすることによって透過型グレーティングマー
ク６’と反射型グレーティングマーク１２’を高精度に
位置合わせすることが可能となる。
られて、透過型グレーティングマーク６が６’になり、
反射型グレーティングマーク１２が１２’になったとす
る。最初に、前述したように、レチクル８とウエハ１４
の位置合わせが、ウエハテーブル１０を使用し、公知の
方法によってなされる。続いて、ミラー３２は、３２’
に示される位置に変位され、同時にベース２６が回転さ
せられて、コンデンサーレンズ４を介して透過型グレー
ティングマーク６’に所定の角度方向で入射するように
する。こうすることによって透過型グレーティングマー
ク６’と反射型グレーティングマーク１２’を高精度に
位置合わせすることが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
チクル及びウエハのグレーティングマークが変位しても
、容易にアライメント用の光束を各グレーティングマー
クの所定位置に所定角度で入射させることができ、レチ
クル及びウエハを高精度に位置合わせを行うことができ
、しかも装置の構成が簡易であるという効果を有する。
チクル及びウエハのグレーティングマークが変位しても
、容易にアライメント用の光束を各グレーティングマー
クの所定位置に所定角度で入射させることができ、レチ
クル及びウエハを高精度に位置合わせを行うことができ
、しかも装置の構成が簡易であるという効果を有する。
【００１８】
【図１】本発明の実施例の位置合わせ装置の垂直断面説
明図である。
明図である。
【図２】従来の位置合わせ装置の垂直断面説明図である
。
。
２ 対物レンズ４
コンデンサーレンズ６、６’
透過型グレーティングマーク８
レチクル １０ ウエハテーブル１２、１２’
反射型グレーティングマーク１４
ウエハ ２０ アライメント光源部２２
受光素子 ２４ ハウジング ２６ ベース ３０ アライメント光源３２、３２
’ ミラー
コンデンサーレンズ６、６’
透過型グレーティングマーク８
レチクル １０ ウエハテーブル１２、１２’
反射型グレーティングマーク１４
ウエハ ２０ アライメント光源部２２
受光素子 ２４ ハウジング ２６ ベース ３０ アライメント光源３２、３２
’ ミラー
Claims (3)
- 【請求項１】 第１基板の第１位置合わせマークと、
第２基板の第２位置合わせマークと、これらの位置合わ
せマークを照射するアライメント光束とを用いて、上記
第１基板と第２基板の対物レンズを介した相対位置を位
置決めするための位置合わせ光学装置において、上記ア
ライメント光束を射出するアライメント光源部の射出部
が一定位置を中心とする放射方向及び回転方向に変位可
能に支持されていることを特徴とする位置合わせ光学装
置。 - 【請求項２】 上記射出部の回転の中心が上記対物レ
ンズの光軸であることを特徴とする位置合わせ装置。 - 【請求項３】 上記アライメント光束はレーザ光であ
ることを特徴とする位置合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002702A JPH04348018A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 位置合わせ光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002702A JPH04348018A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 位置合わせ光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04348018A true JPH04348018A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=11536621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3002702A Pending JPH04348018A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 位置合わせ光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04348018A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100283838B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2001-04-02 | 니시무로 타이죠 | 스캔노광장치및스캔노광방법 |
| JP2018536907A (ja) * | 2015-11-30 | 2018-12-13 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | リソグラフィ方法およびリソグラフィ装置 |
| WO2021235439A1 (ja) * | 2020-05-19 | 2021-11-25 | 株式会社ニコン | パターン形成装置 |
-
1991
- 1991-01-14 JP JP3002702A patent/JPH04348018A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100283838B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2001-04-02 | 니시무로 타이죠 | 스캔노광장치및스캔노광방법 |
| JP2018536907A (ja) * | 2015-11-30 | 2018-12-13 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | リソグラフィ方法およびリソグラフィ装置 |
| US10401735B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-09-03 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic method and apparatus |
| US10747120B2 (en) | 2015-11-30 | 2020-08-18 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic method and apparatus |
| WO2021235439A1 (ja) * | 2020-05-19 | 2021-11-25 | 株式会社ニコン | パターン形成装置 |
| JPWO2021235439A1 (ja) * | 2020-05-19 | 2021-11-25 | ||
| KR20230004748A (ko) * | 2020-05-19 | 2023-01-06 | 가부시키가이샤 니콘 | 패턴 형성 장치 |
| JP2024012562A (ja) * | 2020-05-19 | 2024-01-30 | 株式会社ニコン | パターン形成装置 |
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