JPH0612752B2 - 投影式アライメント方法及びその装置 - Google Patents
投影式アライメント方法及びその装置Info
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- JPH0612752B2 JPH0612752B2 JP58190757A JP19075783A JPH0612752B2 JP H0612752 B2 JPH0612752 B2 JP H0612752B2 JP 58190757 A JP58190757 A JP 58190757A JP 19075783 A JP19075783 A JP 19075783A JP H0612752 B2 JPH0612752 B2 JP H0612752B2
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- mark
- projection lens
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、投影レンズ式の半導体露光用アライメント方
法及び装置に係り、特に露光波長と異なる波長のアライ
メント用照明光を用いる場合に好適な投影式アライメン
ト方法及びその装置に関するものである。
法及び装置に係り、特に露光波長と異なる波長のアライ
メント用照明光を用いる場合に好適な投影式アライメン
ト方法及びその装置に関するものである。
第１図は、投影式の半導体露光装置の中で最も良く用い
られる縮小レンズを用いた縮小投影露光装置のアライメ
ント装置の従来例を示したものである。縮小投影露光装
置ではレチクル１のパターンは、投影レンズ２を介し、
ウェハ３上に１ないし数チップずつ露光され、ウェハス
テージ４をステップアンドリピート駆動することによ
り、ウェハ全面の露光を完了するものであるが、レチク
ルのパターンとウェハのパターンをアライメントする必
要がある。この例ではレチクル・アライメント光学系５
により、レチクルを初期位置にセットしたあと、ウェハ
・アライメント検出光学系により、レチクルのパターン
とウェハのパターンを縮小レンズ２を介してアライメン
トする。ウェハアライメント検出光学系は、ミラー６と
リレー・レンズ７，拡大レンズ８，可動スリット９，光
電子増倍管10，及びアライメント用照明光を発する光フ
ァイバ11より成る。レチクル上には、第２図のように窓
パターン12が、ウェハス上には第３図のようなターゲッ
トマーク13が作られており、これらに露光光と同じ波長
のアライメント用照明光を照射すると、可動スリット９
の位置に第４図のようなウェハパターン拡大像が結像す
る。14は窓パターンの像、15はターゲットマークの像で
ある。この像を可動スリット９を走査しながら、光電子
増倍管10で検出すると第５図の16のような波形が得ら
れ、これから、窓パターンの中心17と、ターゲットマー
クの中心18を求め、そのズレ量Δをレチクル又はウェハ
の微動装置にフィードバックしてアライメントを行って
いた。
られる縮小レンズを用いた縮小投影露光装置のアライメ
ント装置の従来例を示したものである。縮小投影露光装
置ではレチクル１のパターンは、投影レンズ２を介し、
ウェハ３上に１ないし数チップずつ露光され、ウェハス
テージ４をステップアンドリピート駆動することによ
り、ウェハ全面の露光を完了するものであるが、レチク
ルのパターンとウェハのパターンをアライメントする必
要がある。この例ではレチクル・アライメント光学系５
により、レチクルを初期位置にセットしたあと、ウェハ
・アライメント検出光学系により、レチクルのパターン
とウェハのパターンを縮小レンズ２を介してアライメン
トする。ウェハアライメント検出光学系は、ミラー６と
リレー・レンズ７，拡大レンズ８，可動スリット９，光
電子増倍管10，及びアライメント用照明光を発する光フ
ァイバ11より成る。レチクル上には、第２図のように窓
パターン12が、ウェハス上には第３図のようなターゲッ
トマーク13が作られており、これらに露光光と同じ波長
のアライメント用照明光を照射すると、可動スリット９
の位置に第４図のようなウェハパターン拡大像が結像す
る。14は窓パターンの像、15はターゲットマークの像で
ある。この像を可動スリット９を走査しながら、光電子
増倍管10で検出すると第５図の16のような波形が得ら
れ、これから、窓パターンの中心17と、ターゲットマー
クの中心18を求め、そのズレ量Δをレチクル又はウェハ
の微動装置にフィードバックしてアライメントを行って
いた。
ところが、半導体パターンが微細するに伴ない、下地層
での反射光による線幅の変化や、下地段差による解像限
界が問題となり、多層レジストや吸光剤入りレジストが
使用されるようになった。これらのレジストは、露光波
長の光（例えばｉ線，ｈ線，ｇ線）が下地まで到達しな
いため、前記したアライメント方式では、ターゲットマ
ークの検出が不可能となり、アライメント照明光の波長
を変える（例えばｅ線，He-Ne線）ことが必要となっ
た。
での反射光による線幅の変化や、下地段差による解像限
界が問題となり、多層レジストや吸光剤入りレジストが
使用されるようになった。これらのレジストは、露光波
長の光（例えばｉ線，ｈ線，ｇ線）が下地まで到達しな
いため、前記したアライメント方式では、ターゲットマ
ークの検出が不可能となり、アライメント照明光の波長
を変える（例えばｅ線，He-Ne線）ことが必要となっ
た。
第６図は、ウェハ側を固定した時に、ウェハパターン拡
大像の結像位置が色収差により、どう変化するかを示し
たものである。19は露光波長での結像位置、20は露光波
長と異なる波長をもつアライメント用照明光での結像位
置である。通常、この結像位置の差が数〜数十ミリあ
り、従来のアライメント検出光学系でアライメントを行
うためには、第７図に示すように、ウェハ側を21の位置
に下げて、ウェハとレチクルのアライメントを行い、再
びウェハを22の位置に戻して露光を行う必要があり、ア
ライメント速度や精度の上で問題があった。
大像の結像位置が色収差により、どう変化するかを示し
たものである。19は露光波長での結像位置、20は露光波
長と異なる波長をもつアライメント用照明光での結像位
置である。通常、この結像位置の差が数〜数十ミリあ
り、従来のアライメント検出光学系でアライメントを行
うためには、第７図に示すように、ウェハ側を21の位置
に下げて、ウェハとレチクルのアライメントを行い、再
びウェハを22の位置に戻して露光を行う必要があり、ア
ライメント速度や精度の上で問題があった。
この他、色収差の影響を減らすため、第８図に示すよう
に、ミラー23,24を入れ、光路長を補正する例がある
が、ミラーの取付精度がアライメント精度に直接影響す
るという課題を有していた。
に、ミラー23,24を入れ、光路長を補正する例がある
が、ミラーの取付精度がアライメント精度に直接影響す
るという課題を有していた。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決すべく、ア
ライメント速度や精度を悪化させることなく、露光光と
アライメント用照明光の波長の差による色収差の影響を
補正できる高性能の投影式アライメント方法及びその装
置を提供することにある。
ライメント速度や精度を悪化させることなく、露光光と
アライメント用照明光の波長の差による色収差の影響を
補正できる高性能の投影式アライメント方法及びその装
置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、露光光と異なる
アライメント照明光を、基板ステージに設置された被露
光基板上に形成されたアライメントマークに照射し、前
記基板ステージを前記投影レンズの光軸に直角なＸ，Ｙ
軸方向に微動させて前記アライメントマークからの反射
光を投影レンズを通して第１の受光手段で受光して検出
されるアライメントマークの位置を基準位置に位置合わ
せし、該位置合わせされた被露光基板上に前記露光光に
よりマスク上に形成された回路パターンを前記投影レン
ズにより露光する投影式アライメント方法において、前
記露光光とほぼ同じ波長の光において前記投影レンズに
より結像関係にある前記基板ステージに設けられた基準
プレート上のターゲットマークの光と前記マスク上に形
成されたアライメントマークの光とを第２の受光手段で
受光して検出し、前記基板ステージまたはマスクを載置
したマスクステージを前記投影レンズの光軸に直角な
Ｘ，Ｙ軸方向に微動させて前記第２の受光手段で検出さ
れたマスク上のアライメントマークと前記ターゲットマ
ークとを相対的に位置合わせを行い、該位置合わせさせ
た状態で前記アライメント照明光を前記ターゲットマー
クに照明して該ターゲットマークからの反射光を前記投
影レンズを通して第１の受光手段で受光して検出される
ターゲットマークの位置を前記基準位置として抽出する
ことを特徴とする投影式アライメント方法である。また
本発明は、露光光と異なるアライメント照明光を、基板
ステージに設置された被露光基板上に形成されたアライ
メントマークに照射し、前記基板ステージを前記投影レ
ンズの光軸に直角なＸ，Ｙ軸方向に微動させて前記アラ
イメントマークからの反射光を投影レンズを通して第１
の受光手段で受光して検出されるアライメントマークの
位置を基準位置に位置合わせし、該位置合わせされた被
露光基板上に前記露光光によりマスク上に形成された回
路パターンを前記投影レンズにより露光する投影式アラ
イメント装置において、前記基板ステージ上に設けら、
且つターゲットマークを形成した基準プレートと、前記
露光光とほぼ同じ波長の光において前記投影レンズによ
り結像関係にある前記ターゲットマークの光と前記マス
ク上に形成されたマークの光とを受光して検出する第２
の受光手段と、前記基板ステージまたはマスクを載置し
たマスクステージを前記投影レンズの光軸に直角なＸ，
Ｙ軸方向に微動させて前記第２の受光手段で検出された
マスク上のマークと前記ターゲットマークとを相対的に
位置合わせを行い、該位置合わせさせた状態で、前記ア
ライメント照明光を前記ターゲットマークに照明して、
該ターゲットマークからの反射光を前記投影レンズを通
して第１の受光手段で受光して検出されるターゲットマ
ークの位置を前記基準位置として抽出する基準位置抽出
手段とを備えたことを特徴とする投影式アライメント装
置である。また本発明は、前記投影式アライメント装置
において、前記第１の受光手段と第２の受光手段とを、
各照明光の波長において結像関係に配置させた異なる光
電変換手段で構成したことを特徴とする。また本発明
は、前記投影式アライメント装置において、前記第１の
受光手段と第２の受光手段とを、各照明光の波長におい
て結像関係に配置させるべく光路長変更手段を有し、同
じ光電変換手段で構成したことを特徴とする。
アライメント照明光を、基板ステージに設置された被露
光基板上に形成されたアライメントマークに照射し、前
記基板ステージを前記投影レンズの光軸に直角なＸ，Ｙ
軸方向に微動させて前記アライメントマークからの反射
光を投影レンズを通して第１の受光手段で受光して検出
されるアライメントマークの位置を基準位置に位置合わ
せし、該位置合わせされた被露光基板上に前記露光光に
よりマスク上に形成された回路パターンを前記投影レン
ズにより露光する投影式アライメント方法において、前
記露光光とほぼ同じ波長の光において前記投影レンズに
より結像関係にある前記基板ステージに設けられた基準
プレート上のターゲットマークの光と前記マスク上に形
成されたアライメントマークの光とを第２の受光手段で
受光して検出し、前記基板ステージまたはマスクを載置
したマスクステージを前記投影レンズの光軸に直角な
Ｘ，Ｙ軸方向に微動させて前記第２の受光手段で検出さ
れたマスク上のアライメントマークと前記ターゲットマ
ークとを相対的に位置合わせを行い、該位置合わせさせ
た状態で前記アライメント照明光を前記ターゲットマー
クに照明して該ターゲットマークからの反射光を前記投
影レンズを通して第１の受光手段で受光して検出される
ターゲットマークの位置を前記基準位置として抽出する
ことを特徴とする投影式アライメント方法である。また
本発明は、露光光と異なるアライメント照明光を、基板
ステージに設置された被露光基板上に形成されたアライ
メントマークに照射し、前記基板ステージを前記投影レ
ンズの光軸に直角なＸ，Ｙ軸方向に微動させて前記アラ
イメントマークからの反射光を投影レンズを通して第１
の受光手段で受光して検出されるアライメントマークの
位置を基準位置に位置合わせし、該位置合わせされた被
露光基板上に前記露光光によりマスク上に形成された回
路パターンを前記投影レンズにより露光する投影式アラ
イメント装置において、前記基板ステージ上に設けら、
且つターゲットマークを形成した基準プレートと、前記
露光光とほぼ同じ波長の光において前記投影レンズによ
り結像関係にある前記ターゲットマークの光と前記マス
ク上に形成されたマークの光とを受光して検出する第２
の受光手段と、前記基板ステージまたはマスクを載置し
たマスクステージを前記投影レンズの光軸に直角なＸ，
Ｙ軸方向に微動させて前記第２の受光手段で検出された
マスク上のマークと前記ターゲットマークとを相対的に
位置合わせを行い、該位置合わせさせた状態で、前記ア
ライメント照明光を前記ターゲットマークに照明して、
該ターゲットマークからの反射光を前記投影レンズを通
して第１の受光手段で受光して検出されるターゲットマ
ークの位置を前記基準位置として抽出する基準位置抽出
手段とを備えたことを特徴とする投影式アライメント装
置である。また本発明は、前記投影式アライメント装置
において、前記第１の受光手段と第２の受光手段とを、
各照明光の波長において結像関係に配置させた異なる光
電変換手段で構成したことを特徴とする。また本発明
は、前記投影式アライメント装置において、前記第１の
受光手段と第２の受光手段とを、各照明光の波長におい
て結像関係に配置させるべく光路長変更手段を有し、同
じ光電変換手段で構成したことを特徴とする。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて具体的に説明
する。第９図は、本発明の基本構成を示す実施例であ
る。検出系の途中にアライメント用照明光の波長の光
（例えば、ｅ線He-Ne線）のみ反射する波長選択ミラー2
6が設けられファイバー11から露光光と同じ波長（例え
ば、ｇ線，ｈ線，ｉ線）で光を照射すると、レチクル１
のパターンとウェハステージ４上の基準プレート25のパ
ターンは、ミラー６，リレーレンズ７，拡大レンズ８，
矢印のように往復走査される可動スリット９，光電子増
倍管10から成る検出光学系により、第５図に示すような
検出波形を得る。この状態でレチクル１を搭載したレチ
クル・ステージ（図示せず）又はウェハステージ４を微
動し、レチクル上の窓パターン12の像の中心と第11図に
その実施例を示すような基準プレート25上のターゲット
マーク37の像の中心を合わせる。ここで、照明光を本来
のアライメント用照明光（例えば、ｅ線，He-Ne線）に
切替え、ファイバー31より照射する。波長選択ミラー26
を介し、リレーレンズ27，拡大レンズ28，可動スリット
29，光電子増倍管30の検出系は、露光波長（例えば、ｇ
線，ｈ線，ｉ線）と異なる本来のアライメント用照明光
での光路長にあわせてあり、ターゲットマーク37の像が
可動スリット29上に結像するため、光電子増倍管30の検
出波形は、レチクルの窓パターンが、色収差によってデ
フォーカスとなり、検出されず、ターゲットマーク37の
みが検出され、第10図に示す32の信号となる。32はター
ゲットマーク37の検出波形、33はデフォーカスとなった
第５図に示すレチクルの窓パターン12からの検出波形16
を重ね合わせたものである。34はターゲットマーク37の
中心位置（仮想原点）である。このターゲットマーク37
の中心位置34を、仮想原点とし、以降の実際露光する際
のウェハのアライメントは、アライメント照明光により
ウェハのアライメントパターンから検出される検出波形
の中心位置を、この仮想原点Ｘ，Ｙ軸方向の基準位置に
あわせることにより行う。第11図は、ウェハステージ上
に設けられた基準プレートの一実施例である。黒色の吸
光板35の上にクロム又はアルミをエッチングして作るタ
ーゲットマーク37を持つ透明ガラス36を置いたものであ
るが、ターゲットマークでのみ光が反射し、他の部分で
は光が吸収されるようになっている。なお、検出波形の
中心は、対称性パターンマッチング法（特開昭53-6906
3）や、ピーク検出法，二値化中心法などにより求めら
れる。
する。第９図は、本発明の基本構成を示す実施例であ
る。検出系の途中にアライメント用照明光の波長の光
（例えば、ｅ線He-Ne線）のみ反射する波長選択ミラー2
6が設けられファイバー11から露光光と同じ波長（例え
ば、ｇ線，ｈ線，ｉ線）で光を照射すると、レチクル１
のパターンとウェハステージ４上の基準プレート25のパ
ターンは、ミラー６，リレーレンズ７，拡大レンズ８，
矢印のように往復走査される可動スリット９，光電子増
倍管10から成る検出光学系により、第５図に示すような
検出波形を得る。この状態でレチクル１を搭載したレチ
クル・ステージ（図示せず）又はウェハステージ４を微
動し、レチクル上の窓パターン12の像の中心と第11図に
その実施例を示すような基準プレート25上のターゲット
マーク37の像の中心を合わせる。ここで、照明光を本来
のアライメント用照明光（例えば、ｅ線，He-Ne線）に
切替え、ファイバー31より照射する。波長選択ミラー26
を介し、リレーレンズ27，拡大レンズ28，可動スリット
29，光電子増倍管30の検出系は、露光波長（例えば、ｇ
線，ｈ線，ｉ線）と異なる本来のアライメント用照明光
での光路長にあわせてあり、ターゲットマーク37の像が
可動スリット29上に結像するため、光電子増倍管30の検
出波形は、レチクルの窓パターンが、色収差によってデ
フォーカスとなり、検出されず、ターゲットマーク37の
みが検出され、第10図に示す32の信号となる。32はター
ゲットマーク37の検出波形、33はデフォーカスとなった
第５図に示すレチクルの窓パターン12からの検出波形16
を重ね合わせたものである。34はターゲットマーク37の
中心位置（仮想原点）である。このターゲットマーク37
の中心位置34を、仮想原点とし、以降の実際露光する際
のウェハのアライメントは、アライメント照明光により
ウェハのアライメントパターンから検出される検出波形
の中心位置を、この仮想原点Ｘ，Ｙ軸方向の基準位置に
あわせることにより行う。第11図は、ウェハステージ上
に設けられた基準プレートの一実施例である。黒色の吸
光板35の上にクロム又はアルミをエッチングして作るタ
ーゲットマーク37を持つ透明ガラス36を置いたものであ
るが、ターゲットマークでのみ光が反射し、他の部分で
は光が吸収されるようになっている。なお、検出波形の
中心は、対称性パターンマッチング法（特開昭53-6906
3）や、ピーク検出法，二値化中心法などにより求めら
れる。
さて、第９図の実施例は、装置が非常に大きくなってし
まうため、二つの検出光学系を一体化する必要がある。
第12図から第14図は、検出光学系の光路途中に波長別の
光路長差補正機能を有する手段を設けた実施例を示した
ものである。
まうため、二つの検出光学系を一体化する必要がある。
第12図から第14図は、検出光学系の光路途中に波長別の
光路長差補正機能を有する手段を設けた実施例を示した
ものである。
第12図において、ファイバー11によりハーフミラー39を
介して照射された露光光と同一波長の照明光で、ウェハ
ステージ上の基準プレートのターゲットマークはレチク
ル１上の窓パターンと同じ40の位置に結像する。この窓
パターンとターゲットマークの像をミラー６，リレーレ
ンズ７を介した後、波長選択ミラー44，ミラー45，波長
選択ミラー46から成る露光波長用の光路47を通し、42の
点に再び結像させ、さらに拡大レンズ８，ミラー38，を
介し、可動スリット９の43の点に結像し、光電子増倍管
で検出すれば、第５図の波長が得られる。なお、波長選
択ミラー44は本来のアライメント用照明光の波長のみ全
反射させるものであり、一方波長選択ミラー46は、露光
光の波長のみ全反射させるものである。
介して照射された露光光と同一波長の照明光で、ウェハ
ステージ上の基準プレートのターゲットマークはレチク
ル１上の窓パターンと同じ40の位置に結像する。この窓
パターンとターゲットマークの像をミラー６，リレーレ
ンズ７を介した後、波長選択ミラー44，ミラー45，波長
選択ミラー46から成る露光波長用の光路47を通し、42の
点に再び結像させ、さらに拡大レンズ８，ミラー38，を
介し、可動スリット９の43の点に結像し、光電子増倍管
で検出すれば、第５図の波長が得られる。なお、波長選
択ミラー44は本来のアライメント用照明光の波長のみ全
反射させるものであり、一方波長選択ミラー46は、露光
光の波長のみ全反射させるものである。
さて、こうしてレチクルの窓パターンと基準プレート上
のターゲットマークがアライメントされると、次にファ
イバー11より、本来のアライメント用照明光を反射す
る。投影レンズ（縮小投影レンズ）の色収差により、タ
ーゲットマークの結像位置は点40から点41に移動する。
従ってリレーレンズ７による結像位置もずれてしまうた
め、波長選択ミラー44で分岐し、ミラー48と、露光波長
の光を吸収するフィルター49を介した光路50で光路長差
を補正した後、波長選択ミラー46で、もとに戻すと、点
42に結像し同一の検出光学系で検出できるようになる。
のターゲットマークがアライメントされると、次にファ
イバー11より、本来のアライメント用照明光を反射す
る。投影レンズ（縮小投影レンズ）の色収差により、タ
ーゲットマークの結像位置は点40から点41に移動する。
従ってリレーレンズ７による結像位置もずれてしまうた
め、波長選択ミラー44で分岐し、ミラー48と、露光波長
の光を吸収するフィルター49を介した光路50で光路長差
を補正した後、波長選択ミラー46で、もとに戻すと、点
42に結像し同一の検出光学系で検出できるようになる。
第13図も、第12図とほぼ同様で波長選択ミラーのかわり
に、プリズム51,52を用いたものである。第12図，第13
図共、リレーレンズ７の後で光路長の補正をしているた
め、検出光学系の倍率が波長によって異なるが、アライ
メントを仮想原点にあわせるまで行なうというゼロメソ
ッドによる閉ループ制御で行なえば支障はない。
に、プリズム51,52を用いたものである。第12図，第13
図共、リレーレンズ７の後で光路長の補正をしているた
め、検出光学系の倍率が波長によって異なるが、アライ
メントを仮想原点にあわせるまで行なうというゼロメソ
ッドによる閉ループ制御で行なえば支障はない。
第14図は、光路長差の補正をリレーレンズ７の前で行う
もので、色収差が大きい場合に最も適している。
もので、色収差が大きい場合に最も適している。
さて、第９図から第14図の実施例では、本来のアライメ
ント用照明もレチクル側から行ったが、アライメント用
照明光の波長と露光波長が異なる場合、レチクル照明の
必要がないため、第15図のような斜方照明方式によって
もよい。53はファイバー、54は集光レンズである。この
場合、パターンのエッジからの散乱光が検出されるため
検出波形は第16図の55のようになる。33は、第５図の検
出波形を重ね合わせたものである。
ント用照明もレチクル側から行ったが、アライメント用
照明光の波長と露光波長が異なる場合、レチクル照明の
必要がないため、第15図のような斜方照明方式によって
もよい。53はファイバー、54は集光レンズである。この
場合、パターンのエッジからの散乱光が検出されるため
検出波形は第16図の55のようになる。33は、第５図の検
出波形を重ね合わせたものである。
アライメント方式としては、アライメント装置をレチク
ルの下に入れる方式も考えられる。
ルの下に入れる方式も考えられる。
第17図は、この方式による実施例の一つである。レチク
ル上には第18図の59に示すように、窓パターンとは反対
の遮光パターンを設ける。この遮光パターンにより、ウ
ェハあるいはウェハステージ４上の基準プレートからの
光が反射される。ウェハステージ４上の基準パターン58
の構造を第19図に示す。基準プレートは透明ガラス36と
クロム又はアルミをエッチングして作るターゲットマー
ク37からなる。露光波長での仮想原点の決定では、レチ
クルの遮光パターン59の反射率が低いため、光量を十分
にとるため第19図に示すように、ファイバー56とレンズ
57により、基準プレートの下から透過照明を行なう。検
出光学系には、遮光パターン59にあたった光だけが反射
して入るため、その検出波形は第20図61のようになる。
なお、第17図において、６はミラー、７はリレーレン
ズ、８は拡大レンズ、60は、可動スリットと光電子増倍
管の代りに設けたリニアセンサである。51と52は光路長
差補正用のプリズムである。こうして仮想原点を求めた
後、ファイバー53と集光レンズ54により、本来のアライ
メント用照明を行うわけである。
ル上には第18図の59に示すように、窓パターンとは反対
の遮光パターンを設ける。この遮光パターンにより、ウ
ェハあるいはウェハステージ４上の基準プレートからの
光が反射される。ウェハステージ４上の基準パターン58
の構造を第19図に示す。基準プレートは透明ガラス36と
クロム又はアルミをエッチングして作るターゲットマー
ク37からなる。露光波長での仮想原点の決定では、レチ
クルの遮光パターン59の反射率が低いため、光量を十分
にとるため第19図に示すように、ファイバー56とレンズ
57により、基準プレートの下から透過照明を行なう。検
出光学系には、遮光パターン59にあたった光だけが反射
して入るため、その検出波形は第20図61のようになる。
なお、第17図において、６はミラー、７はリレーレン
ズ、８は拡大レンズ、60は、可動スリットと光電子増倍
管の代りに設けたリニアセンサである。51と52は光路長
差補正用のプリズムである。こうして仮想原点を求めた
後、ファイバー53と集光レンズ54により、本来のアライ
メント用照明を行うわけである。
本発明によれば、レジストが塗布されていない基板ステ
ージ上に設けられた基準プレート上に形成されたターゲ
ットマークを用いて露光光によるマスクとの間の基準位
置を抽出するようにしたので、半導体パターンの微細化
により用いられるようになった多層レジストや吸光剤入
りレジストに対応できるように露光波長（例えば、ｇ
線、ｈ線、ｉ線）と異なる波長のアライメント用照明光
（例えば、ｅ線、Ｈｅ−Ｎｅ線）をウエハ等の被露光基
板上に形成されたアライメントマークに照明し、投影レ
ンズを通して該アライメントマークを検出して前記基準
位置に被露光基板をアライメントすることを実現するこ
とを可能にして非常に高速で、且つ高精度に被露光基板
のアライメントを投影レンズを通して実現することがで
きる効果を奏する。
ージ上に設けられた基準プレート上に形成されたターゲ
ットマークを用いて露光光によるマスクとの間の基準位
置を抽出するようにしたので、半導体パターンの微細化
により用いられるようになった多層レジストや吸光剤入
りレジストに対応できるように露光波長（例えば、ｇ
線、ｈ線、ｉ線）と異なる波長のアライメント用照明光
（例えば、ｅ線、Ｈｅ−Ｎｅ線）をウエハ等の被露光基
板上に形成されたアライメントマークに照明し、投影レ
ンズを通して該アライメントマークを検出して前記基準
位置に被露光基板をアライメントすることを実現するこ
とを可能にして非常に高速で、且つ高精度に被露光基板
のアライメントを投影レンズを通して実現することがで
きる効果を奏する。
第１図は従来のアライメント系を示した斜視図、第２図
はレチクルのアライメントパターンを示した図、第３図
はウェハ上のターゲットマークを示した図、第４図は可
動スリット位置での結像パターンを示した図、第５図は
第４図に示すパターンから検出される検出信号を示した
図、第６図，第７図，第８図は各々アライメント系を含
む光学系を示した側面図、第９図は本発明に係るアライ
メント系を示した斜視図、第10図は本発明に係る検出信
号波形図、第11図は基準プレートを示す斜視図、第12図
乃至第15図は本発明に係るアライメント系を含む光学系
を示した側面図、第16図は第15図に示す方式で照明した
場合の検出信号波形を示した図、第17図は本発明に係る
別のアライメント系を含む光学系を示した側面図、第18
図は本発明に係るレチクル上のアライメントパターンを
示した図、第19図は基準プレートとその光学系を示した
図、第20図は第19図に示す如く照明した場合の検出信号
波形を示した図である。 １……レチクル ２……投影レンズ ３……ウェハ ４……ウェハステージ ６……ミラー ７……リレーレンズ ８……拡大レンズ ９，29……可動スリット 10,30……光電子増倍管 11,31……照明用ファイバ 36……ガラス基板 37……ターゲットマーク
はレチクルのアライメントパターンを示した図、第３図
はウェハ上のターゲットマークを示した図、第４図は可
動スリット位置での結像パターンを示した図、第５図は
第４図に示すパターンから検出される検出信号を示した
図、第６図，第７図，第８図は各々アライメント系を含
む光学系を示した側面図、第９図は本発明に係るアライ
メント系を示した斜視図、第10図は本発明に係る検出信
号波形図、第11図は基準プレートを示す斜視図、第12図
乃至第15図は本発明に係るアライメント系を含む光学系
を示した側面図、第16図は第15図に示す方式で照明した
場合の検出信号波形を示した図、第17図は本発明に係る
別のアライメント系を含む光学系を示した側面図、第18
図は本発明に係るレチクル上のアライメントパターンを
示した図、第19図は基準プレートとその光学系を示した
図、第20図は第19図に示す如く照明した場合の検出信号
波形を示した図である。 １……レチクル ２……投影レンズ ３……ウェハ ４……ウェハステージ ６……ミラー ７……リレーレンズ ８……拡大レンズ ９，29……可動スリット 10,30……光電子増倍管 11,31……照明用ファイバ 36……ガラス基板 37……ターゲットマーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 俊彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 宇都 幸雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】露光光と異なるアライメント照明光を、基
板ステージに設置された被露光基板上に形成されたアラ
イメントマークに照射し、前記基板ステージを前記投影
レンズの光軸に直角なＸ，Ｙ軸方向に微動させて前記ア
ライメントマークからの反射光を投影レンズを通して第
１の受光手段で受光して検出されるアライメントマーク
の位置を基準位置に位置合わせし、該位置合わせされた
被露光基板上に前記露光光によりマスク上に形成された
回路パターンを前記投影レンズにより露光する投影式ア
ライメント方法において、前記露光光とほぼ同じ波長の
光において前記投影レンズにより結像関係にある前記基
板ステージに設けられた基準プレート上のターゲットマ
ークの光と前記マスク上に形成されたアライメントマー
クの光とを第２の受光手段で受光して検出し、前記基板
ステージまたはマスクを載置したマスクステージを前記
投影レンズの光軸に直角なＸ，Ｙ軸方向に微動させて前
記第２の受光手段で検出されたマスク上のアライメント
マークと前記ターゲットマークとを相対的に位置合わせ
を行い、該位置合わせさせた状態で前記アライメント照
明光を前記ターゲットマークに照明して該ターゲットマ
ークからの反射光を前記投影レンズを通して第１の受光
手段で受光して検出されるターゲットマークの位置を前
記基準位置として抽出することを特徴とする投影式アラ
イメント方法。 - 【請求項２】露光光と異なるアライメント照明光を、基
板ステージに設置された被露光基板上に形成されたアラ
イメントマークに照射し、前記基板ステージを前記投影
レンズの光軸に直角なＸ，Ｙ軸方向に微動させて前記ア
ライメントマークからの反射光を投影レンズを通して第
１の受光手段で受光して検出されるアライメントマーク
の位置を基準位置に位置合わせし、該位置合わせされた
被露光基板上に前記露光光によりマスク上に形成された
回路パターンを前記投影レンズにより露光する投影式ア
ライメント装置において、前記基板ステージ上に設けら
れ、且つターゲットマークを形成した基準プレートと、
前記露光光とほぼ同じ波長の光において前記投影レンズ
により結像関係にある前記ターゲットマークの光と前記
マスク上に形成されたマークの光とを受光して検出する
第２の受光手段と、前記基板ステージまたはマスクを載
置したマスクステージを前記投影レンズの光軸に直角な
Ｘ，Ｙ軸方向に微動させて前記第２の受光手段で検出さ
れたマスク上のマークと前記ターゲットマークとを相対
的に位置合わせを行い、該位置合わせさせた状態で、前
記アライメント照明光を前記ターゲットマークに照明し
て、該ターゲットマークからの反射光を前記投影レンズ
を通して第１の受光手段で受光して検出されるターゲッ
トマークの位置を前記基準位置として抽出する基準位置
抽出手段とを備えたことを特徴とする投影式アライメン
ト装置。 - 【請求項３】前記第１の受光手段と第２の受光手段と
を、各照明光の波長において結像関係に配置させた異な
る光電変換手段で構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の投影式アライメント装置。 - 【請求項４】前記第１の受光手段と第２の受光手段と
を、各照明光の波長において結像関係に配置させるべく
光路長変更手段を有し、同じ光電変換手段で構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の投影式アラ
イメント装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190757A JPH0612752B2 (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 投影式アライメント方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190757A JPH0612752B2 (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 投影式アライメント方法及びその装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7011187A Division JP2698329B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 投影式アライメント方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6083326A JPS6083326A (ja) | 1985-05-11 |
| JPH0612752B2 true JPH0612752B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=16263223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58190757A Expired - Lifetime JPH0612752B2 (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 投影式アライメント方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612752B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0744138B2 (ja) * | 1985-09-17 | 1995-05-15 | 株式会社ニコン | 位置合わせ装置 |
| JPS63140527A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-13 | Toshiba Corp | 位置合わせ機構を持つた転写装置 |
| JPS63215039A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | Hitachi Ltd | アライメント装置 |
| JP2788242B2 (ja) * | 1988-02-05 | 1998-08-20 | 株式会社日立製作所 | パターン検出装置及び露光装置 |
| JP2634620B2 (ja) * | 1988-03-10 | 1997-07-30 | 株式会社日立製作所 | 投影式露光方法およびその装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974625A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-27 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影型露光装置 |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58190757A patent/JPH0612752B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6083326A (ja) | 1985-05-11 |
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