JPH0636988A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
- Publication number
- JPH0636988A JPH0636988A JP4187852A JP18785292A JPH0636988A JP H0636988 A JPH0636988 A JP H0636988A JP 4187852 A JP4187852 A JP 4187852A JP 18785292 A JP18785292 A JP 18785292A JP H0636988 A JPH0636988 A JP H0636988A
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- JP
- Japan
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- detection signal
- waveform
- wafer
- semiconductor manufacturing
- alignment
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- Pending
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ウェーハと感光マスクとの位置合わせに際し
て、正確かつ安定にアライメント及びスケーリングを行
うことのできる半導体製造装置を提供することを目的と
する。 【構成】 ウェーハ１表面に設けられたアライメントタ
ーゲットパターン２を光学的に検出し、該検出信号を用
いて該ウェーハ１と感光マスク３とを相対的に位置決め
して露光を行う半導体製造装置において、前記検出信号
の波形と所定の標準波形との不一致量を検出する比較手
段１６と、この不一致量の少ない検出信号波形を選別す
る手段とを具備し、該選別手段により選別された検出信
号を用いて位置合わせを行う。
て、正確かつ安定にアライメント及びスケーリングを行
うことのできる半導体製造装置を提供することを目的と
する。 【構成】 ウェーハ１表面に設けられたアライメントタ
ーゲットパターン２を光学的に検出し、該検出信号を用
いて該ウェーハ１と感光マスク３とを相対的に位置決め
して露光を行う半導体製造装置において、前記検出信号
の波形と所定の標準波形との不一致量を検出する比較手
段１６と、この不一致量の少ない検出信号波形を選別す
る手段とを具備し、該選別手段により選別された検出信
号を用いて位置合わせを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造に適
用して有効な技術に関するもので、例えば、感光マスク
とウェーハとの相対的位置決めを行って露光を行う場合
に利用して特に有効な技術に関するものである。
用して有効な技術に関するもので、例えば、感光マスク
とウェーハとの相対的位置決めを行って露光を行う場合
に利用して特に有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の技術については、例えば、エス
・ピー・アイ・イー、オプティカル／レーザー、リソグ
ラフィー、ツー１０８８分冊（１９８９年）第２３８頁
〜２４７頁（ＳＰＩＥ，Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａｓｅｒ
ＭｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙII ｖｏｌ．１０８
８（１９８９） ＰＰ２３８−２４７）に示されるもの
が知られている。
・ピー・アイ・イー、オプティカル／レーザー、リソグ
ラフィー、ツー１０８８分冊（１９８９年）第２３８頁
〜２４７頁（ＳＰＩＥ，Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａｓｅｒ
ＭｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙII ｖｏｌ．１０８
８（１９８９） ＰＰ２３８−２４７）に示されるもの
が知られている。
【０００３】この文献に示される半導体製造装置は、ウ
ェーハ表面に設けられた多数のチップのうち、あらかじ
め、アライメントに用いるチップを選択しておき、その
チップ上のアライメントターゲットパターンにレーザー
光を照射し、その検出波形によって、ウェーハのＸＹ方
向のシフト量、スケーリング、回転量、直交度を算出し
てウェーハの位置特定を行い、この結果を利用してウェ
ーハと感光マスクとの位置合わせを行うような構成とな
っている。
ェーハ表面に設けられた多数のチップのうち、あらかじ
め、アライメントに用いるチップを選択しておき、その
チップ上のアライメントターゲットパターンにレーザー
光を照射し、その検出波形によって、ウェーハのＸＹ方
向のシフト量、スケーリング、回転量、直交度を算出し
てウェーハの位置特定を行い、この結果を利用してウェ
ーハと感光マスクとの位置合わせを行うような構成とな
っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は前述の装置
について検討した結果、次の問題点が生じることを見い
だした。
について検討した結果、次の問題点が生じることを見い
だした。
【０００５】すなわち、前述の装置では、アルミニウ
ム、レジスト膜または絶縁膜等に存するアライメントタ
ーゲットパターンを回折光で検出することとしている
が、回折光でアライメントターゲットパターンを検出す
る場合には、アルミニウム等の表面状態にその検出精度
が大きく依存してしまうことになる。なぜなら、回折光
による検出では、アルミニウム等の表面状態が悪いと、
検出波形が歪んでしまうからである。この検出波形の歪
みは、下地段差の影響を受けてアルミニウム等がアライ
メントターゲットパターンに対して非対称に膜付けされ
た場合に特に大きい。非対称に膜付けされたときには、
エッジ形状が非対称、底面の傾斜などが助長されるから
である。
ム、レジスト膜または絶縁膜等に存するアライメントタ
ーゲットパターンを回折光で検出することとしている
が、回折光でアライメントターゲットパターンを検出す
る場合には、アルミニウム等の表面状態にその検出精度
が大きく依存してしまうことになる。なぜなら、回折光
による検出では、アルミニウム等の表面状態が悪いと、
検出波形が歪んでしまうからである。この検出波形の歪
みは、下地段差の影響を受けてアルミニウム等がアライ
メントターゲットパターンに対して非対称に膜付けされ
た場合に特に大きい。非対称に膜付けされたときには、
エッジ形状が非対称、底面の傾斜などが助長されるから
である。
【０００６】このような検出信号の波形歪により、アラ
イメントターゲットパターンの位置を正確に検出するこ
とができず、その結果、ウェーハ自体の位置特定が正確
にできなくなってしまうという問題がある。
イメントターゲットパターンの位置を正確に検出するこ
とができず、その結果、ウェーハ自体の位置特定が正確
にできなくなってしまうという問題がある。
【０００７】本発明の主たる目的は、ウェーハの位置特
定が正確に行える技術を提供することにある。
定が正確に行える技術を提供することにある。
【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【００１０】（１）ウェーハ表面に設けられたアライメ
ントターゲットパターンを光学的に検出し、該検出信号
を用いて該ウェーハと感光マスクとを相対的に位置決め
して露光を行う半導体製造装置において、前記検出信号
の波形と所定の標準波形との不一致量を検出する比較手
段と、この不一致量の少ない検出信号波形を選別する手
段とを具備し、該選別手段により選別された検出信号を
用いて位置合わせを行う。
ントターゲットパターンを光学的に検出し、該検出信号
を用いて該ウェーハと感光マスクとを相対的に位置決め
して露光を行う半導体製造装置において、前記検出信号
の波形と所定の標準波形との不一致量を検出する比較手
段と、この不一致量の少ない検出信号波形を選別する手
段とを具備し、該選別手段により選別された検出信号を
用いて位置合わせを行う。
【００１１】（２）ウェーハ表面に設けられたアライメ
ントターゲットパターンを光学的に検出し、該検出信号
を用いて該ウェーハと感光マスクとを相対的に位置決め
して露光を行う半導体製造装置において、前記検出信号
の波形を処理する複数のアルゴリズムと、このアルゴリ
ズムの１つを前記検出信号の波形形状に応じて選択する
手段とが備えられ、該アルゴリズムで処理された検出信
号を用いて位置合わせを行う。
ントターゲットパターンを光学的に検出し、該検出信号
を用いて該ウェーハと感光マスクとを相対的に位置決め
して露光を行う半導体製造装置において、前記検出信号
の波形を処理する複数のアルゴリズムと、このアルゴリ
ズムの１つを前記検出信号の波形形状に応じて選択する
手段とが備えられ、該アルゴリズムで処理された検出信
号を用いて位置合わせを行う。
【００１２】（３）請求項１又は請求項２に記載の半導
体製造装置において、前記検出信号波形を整形する信号
処理手段を備える。
体製造装置において、前記検出信号波形を整形する信号
処理手段を備える。
【００１３】
【作用】上述した手段（１）によれば、検出信号波形と
無歪の標準波形との不一致量を検出する比較手段により
アライメントターゲットパターンの検出信号の波形歪が
定量的に評価される。そして、不一致量の少ない検出信
号波形を選別する手段により複数の検出信号の中から波
形歪量が一定範囲に収まる信号のみが選別される。そし
て、選別された歪の少ない信号を用いて位置合わせを行
う。
無歪の標準波形との不一致量を検出する比較手段により
アライメントターゲットパターンの検出信号の波形歪が
定量的に評価される。そして、不一致量の少ない検出信
号波形を選別する手段により複数の検出信号の中から波
形歪量が一定範囲に収まる信号のみが選別される。そし
て、選別された歪の少ない信号を用いて位置合わせを行
う。
【００１４】また、上述した手段（２）によれば、検出
信号波形を処理する複数のアルゴリズムにより各種の歪
条件に対して有効な信号処理が提供される。そして、こ
れらのアルゴリズムを選択する手段により検出信号の波
形形状にもっとも有効な処理アルゴリズムが選択され
る。そして、該アルゴリズムで処理された検出信号を用
いて位置合わせを行う。
信号波形を処理する複数のアルゴリズムにより各種の歪
条件に対して有効な信号処理が提供される。そして、こ
れらのアルゴリズムを選択する手段により検出信号の波
形形状にもっとも有効な処理アルゴリズムが選択され
る。そして、該アルゴリズムで処理された検出信号を用
いて位置合わせを行う。
【００１５】また、上述した手段（３）によれば、信号
処理手段により検出信号波形を整形して歪成分を除去し
たり、不要な周波数成分を除去したりする。そして、こ
れにより続く処理の効率化を図ったり、アライメントエ
ラーを防止したりする。
処理手段により検出信号波形を整形して歪成分を除去し
たり、不要な周波数成分を除去したりする。そして、こ
れにより続く処理の効率化を図ったり、アライメントエ
ラーを防止したりする。
【００１６】
【実施例】以下、添付図面により本発明に係る半導体製
造装置の実施例を説明する。図１は実施例の全体構成図
である。
造装置の実施例を説明する。図１は実施例の全体構成図
である。
【００１７】図に示すように、この装置では、半導体ウ
ェーハ１の表面に感光マスク３の像が結像するように投
影レンズ４が配置され、図示しない光源により感光が行
われる。そして、ウェーハ１は移動ステージ５の上に載
置され、この移動ステージ５は干渉計を内蔵した駆動装
置６により前後左右あるいは上下に移動自在となってい
る。
ェーハ１の表面に感光マスク３の像が結像するように投
影レンズ４が配置され、図示しない光源により感光が行
われる。そして、ウェーハ１は移動ステージ５の上に載
置され、この移動ステージ５は干渉計を内蔵した駆動装
置６により前後左右あるいは上下に移動自在となってい
る。
【００１８】次に、ウェーハ１と感光マスク３との位置
決めについて説明すると、Ｈｅ−Ｎｅレーザー７からの
光線はハーフミラー８、ミラー９、及び投影レンズ４を
介してウェーハ１表面のアライメントターゲットマーク
２に照射される。アライメントターゲットマーク２は基
板表面に凹状に設けられており、これによりウェーハ１
表面で反射したレーザー光には回折現象及び干渉現象が
生じる。
決めについて説明すると、Ｈｅ−Ｎｅレーザー７からの
光線はハーフミラー８、ミラー９、及び投影レンズ４を
介してウェーハ１表面のアライメントターゲットマーク
２に照射される。アライメントターゲットマーク２は基
板表面に凹状に設けられており、これによりウェーハ１
表面で反射したレーザー光には回折現象及び干渉現象が
生じる。
【００１９】ターゲットマーク２からの光は投影レンズ
３を通った後、ミラー９、ハーフミラー８、及びコンデ
ンサーレンズ１０を介して空間フィルター１１に導か
れ、回折光のうち所定次数の光のみが選択的に透過す
る。そして、コンデンサーレンズ１２により集光されて
光検出器１３に入射する。
３を通った後、ミラー９、ハーフミラー８、及びコンデ
ンサーレンズ１０を介して空間フィルター１１に導か
れ、回折光のうち所定次数の光のみが選択的に透過す
る。そして、コンデンサーレンズ１２により集光されて
光検出器１３に入射する。
【００２０】光検出器１３による検出信号はＡ／Ｄ変換
器１４によりデジタル化されて波形記憶メモリ１５に記
憶された後、比較手段１６において所定の標準波形との
不一致量が検出される。具体的には、標準波形記憶メモ
リ１７が記憶する所定の波形との差をデジタル的に積分
して不一致量としている。
器１４によりデジタル化されて波形記憶メモリ１５に記
憶された後、比較手段１６において所定の標準波形との
不一致量が検出される。具体的には、標準波形記憶メモ
リ１７が記憶する所定の波形との差をデジタル的に積分
して不一致量としている。
【００２１】そして、各アライメントターゲットパター
ンからの検出信号についての不一致量を算出し終える
と、これらの中から不一致量が小さく所定の許容範囲に
収まる検出信号のみが検出信号選択手段１８により選択
される。
ンからの検出信号についての不一致量を算出し終える
と、これらの中から不一致量が小さく所定の許容範囲に
収まる検出信号のみが検出信号選択手段１８により選択
される。
【００２２】選択された検出信号は、信号処理手段１９
により波形が整形されて、アルゴリズム選択手段２０と
ステージ位置制御手段２２とに伝達される。そしてアル
ゴリズム選択手段２０により複数のアルゴリズム２１の
一つが選択されて、これに従って所定の信号処理がなさ
れるとともにＸＹ方向のシフト量、スケーリング、回
転、直交度が算出され、その結果からステージ位置が定
められて露光が行われるのである。
により波形が整形されて、アルゴリズム選択手段２０と
ステージ位置制御手段２２とに伝達される。そしてアル
ゴリズム選択手段２０により複数のアルゴリズム２１の
一つが選択されて、これに従って所定の信号処理がなさ
れるとともにＸＹ方向のシフト量、スケーリング、回
転、直交度が算出され、その結果からステージ位置が定
められて露光が行われるのである。
【００２３】この実施例によれば、検出信号波形と無歪
の標準波形との不一致量を検出する比較手段１６により
アライメントターゲットパターン２の検出信号の波形歪
が定量的に評価され、不一致量の少ない検出信号波形を
選別する検出信号選択手段１８により複数の検出信号の
中から波形歪量が一定範囲に収まる信号のみが選別さ
れ、選別された歪の少ない信号を用いて位置合わせを行
うので、アライメントターゲットパターン２ひいてはウ
ェーハ１の位置特定が正確に行えることになる。。
の標準波形との不一致量を検出する比較手段１６により
アライメントターゲットパターン２の検出信号の波形歪
が定量的に評価され、不一致量の少ない検出信号波形を
選別する検出信号選択手段１８により複数の検出信号の
中から波形歪量が一定範囲に収まる信号のみが選別さ
れ、選別された歪の少ない信号を用いて位置合わせを行
うので、アライメントターゲットパターン２ひいてはウ
ェーハ１の位置特定が正確に行えることになる。。
【００２４】また、複数のアルゴリズムから適切なアル
ゴリズムを選択しているので、さらにウェーハ１の位置
特定が正確に行えることになる。
ゴリズムを選択しているので、さらにウェーハ１の位置
特定が正確に行えることになる。
【００２５】また、上述した手段（３）によれば、信号
処理手段１９により検出信号波形を整形して歪成分を除
去したり、不要な周波数成分を除去したりするので、こ
れにより続く処理の効率化を図ったり、ウェーハ１の位
置特定の精密度を増すことができる。
処理手段１９により検出信号波形を整形して歪成分を除
去したり、不要な周波数成分を除去したりするので、こ
れにより続く処理の効率化を図ったり、ウェーハ１の位
置特定の精密度を増すことができる。
【００２６】以上、本発明者によってなされた発明を、
実施例に基づき説明したが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変形可能であることは勿論である。
実施例に基づき説明したが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変形可能であることは勿論である。
【００２７】例えば、ウェーハとしてはシリコン基板以
外にもＧａＡｓその他の化合物半導体基板にも適用でき
る。また、石英、プリント基板、液晶板等にも応用可能
である。
外にもＧａＡｓその他の化合物半導体基板にも適用でき
る。また、石英、プリント基板、液晶板等にも応用可能
である。
【００２８】また、アライメントターゲットパターンと
しては凸型、凹型以外にも組成の違いを利用するものな
どでも良い。
しては凸型、凹型以外にも組成の違いを利用するものな
どでも良い。
【００２９】また、アライメントメカニズムとしては、
暗視野エッジ検出、明視野ターゲット検出、回折による
ターゲット検出などいずれにも適用可能である。
暗視野エッジ検出、明視野ターゲット検出、回折による
ターゲット検出などいずれにも適用可能である。
【００３０】また、アライメント光としてはレーザー光
源の他、電子ビーム、イオンビーム、Ｘ線等も適用可能
である。
源の他、電子ビーム、イオンビーム、Ｘ線等も適用可能
である。
【００３１】さらに、アライメント法としてはチップア
ライメント、グローバルアライメントのいずれにも適用
することができる。
ライメント、グローバルアライメントのいずれにも適用
することができる。
【００３２】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【００３３】ウェーハと感光マスクとの位置決めにおい
て、正確なアライメント、正確なスケーリングを行うこ
とができる。
て、正確なアライメント、正確なスケーリングを行うこ
とができる。
【００３４】アルミニウム膜付け後のウェーハに対して
も正確な位置合わせを行うことができる。
も正確な位置合わせを行うことができる。
【図１】本発明の実施例の全体構成を示す図である。
１ ウェーハ ２ アライメントターゲットパターン ３ 感光マスク ７ Ｈｅ−Ｎｅレーザー １６ 比較手段 １７ 標準波形記憶メモリ １８ 検出信号選択手段 １９ 信号処理手段 ２０ アルゴリズム選択手段 ２１ アルゴリズム ２２ ステージ位置制御手段
Claims (3)
- 【請求項１】 ウェーハ表面に設けられたアライメント
ターゲットパターンを光学的に検出し、該検出信号を用
いて該ウェーハと感光マスクとを相対的に位置決めして
露光を行う半導体製造装置において、 前記検出信号の波形と所定の標準波形との不一致量を検
出する比較手段と、この不一致量の少ない検出信号波形
を選別する手段とを具備し、該選別手段により選別され
た検出信号を用いて位置合わせを行うことを特徴とする
半導体製造装置。 - 【請求項２】 ウェーハ表面に設けられたアライメント
ターゲットパターンを光学的に検出し、該検出信号を用
いて該ウェーハと感光マスクとを相対的に位置決めして
露光を行う半導体製造装置において、 前記検出信号の波形を処理する複数のアルゴリズムと、
このアルゴリズムの１つを前記検出信号の波形形状に応
じて選択する手段とが備えられ、該アルゴリズムで処理
された検出信号を用いて位置合わせを行うことを特徴と
する半導体製造装置。 - 【請求項３】 前記検出信号波形を整形する信号処理手
段が備えられた、請求項１又は請求項２に記載の半導体
製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187852A JPH0636988A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187852A JPH0636988A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636988A true JPH0636988A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16213349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187852A Pending JPH0636988A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022039596A (ja) * | 2020-08-28 | 2022-03-10 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | アライメント装置、露光装置およびアライメント方法 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4187852A patent/JPH0636988A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022039596A (ja) * | 2020-08-28 | 2022-03-10 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | アライメント装置、露光装置およびアライメント方法 |
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