JPS609126A - 縮小投影式アライメント方法およびその装置 - Google Patents
縮小投影式アライメント方法およびその装置Info
- Publication number
- JPS609126A JPS609126A JP58115864A JP11586483A JPS609126A JP S609126 A JPS609126 A JP S609126A JP 58115864 A JP58115864 A JP 58115864A JP 11586483 A JP11586483 A JP 11586483A JP S609126 A JPS609126 A JP S609126A
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- JP
- Japan
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- pattern
- wafer
- illumination
- detection
- scattered light
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-
- 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
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
Landscapes
- 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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
不発明は縮小投影式露光装置、特にウェハパターン検出
忙関するものである。
忙関するものである。
従来の縮小投影露光装置について第1図乃至第8図にも
とづいて具体的に説明する。即ち従来の縮小投影式露光
装置はガラス乾板(レチクル1)上の回路パターン5の
縮小像を投影レンズ2によりウェハ3上のチップ8上に
繰り返し順次露光する装置である。
とづいて具体的に説明する。即ち従来の縮小投影式露光
装置はガラス乾板(レチクル1)上の回路パターン5の
縮小像を投影レンズ2によりウェハ3上のチップ8上に
繰り返し順次露光する装置である。
レチクル1は最初にレチクルアライメントマーク6によ
り装置光軸64との位置合せが行なわれる。これは光軸
64との相対位置が固定された顕微鏡(図示せず)によ
゛り目視で行なわれる。
り装置光軸64との位置合せが行なわれる。これは光軸
64との相対位置が固定された顕微鏡(図示せず)によ
゛り目視で行なわれる。
又、マーク6と回路パターン5との相対位置はレチクル
1上で正確に描画され工いる。
1上で正確に描画され工いる。
ウェハ3と光軸64との粗位置合せを行うため、ウェハ
外形位置を固定する3点ビン29を用いる。
外形位置を固定する3点ビン29を用いる。
又、3点ピン29のみでの粗位置合せ精度が十分でない
場合には、別ステーシロン(図示せず)で顕微鏡目視に
より粗位置決めを行い、そこでの粗位置合せ精度を露光
ステーション(第1図)で保持することも可能である。
場合には、別ステーシロン(図示せず)で顕微鏡目視に
より粗位置決めを行い、そこでの粗位置合せ精度を露光
ステーション(第1図)で保持することも可能である。
(例えば特開昭53−105377S号)。このように
し″′C,ウェハ3は光軸34に対して概略±10μm
の粗位置合せが行なわれて、ウェハXYステージ300
上に装着される。
し″′C,ウェハ3は光軸34に対して概略±10μm
の粗位置合せが行なわれて、ウェハXYステージ300
上に装着される。
次にウェハ3とレチクル回路パターン5とのθ方向位置
合せ法を説明する。取初忙つエノ・チップ8X、上のア
ライメントパターン55bとレチクルアライメントパタ
ーン7bとのy方向の位置ずれ量Δy1を位置検出器4
5bで検出する。次にステージ28αを移動し、チップ
BXnを光軸34の下に置く。そこでパターン35がと
レチクルパターン7b・との位置ずれ量ΔyrLを同様
に検出する。
合せ法を説明する。取初忙つエノ・チップ8X、上のア
ライメントパターン55bとレチクルアライメントパタ
ーン7bとのy方向の位置ずれ量Δy1を位置検出器4
5bで検出する。次にステージ28αを移動し、チップ
BXnを光軸34の下に置く。そこでパターン35がと
レチクルパターン7b・との位置ずれ量ΔyrLを同様
に検出する。
−以上によりウェハ6とレチクル回路パターン5とのθ
方向ずれ量Δθは以下の式により算出され。
方向ずれ量Δθは以下の式により算出され。
θステージ(28C)によりΔθの修正が行なわれる。
Δ02(ΔカーΔyn )/ILp ・・・(1)式(
1)でnpはチップ8X、と8XrLとの距離を表わす
。即ちPはチップ間隔(10mm ) 、 nはチップ
eX、 、 sXn間のチップ数である。
1)でnpはチップ8X、と8XrLとの距離を表わす
。即ちPはチップ間隔(10mm ) 、 nはチップ
eX、 、 sXn間のチップ数である。
次に各チップ8.とレチクル回路パターン5とのX−Y
方向の位置合せを行う。例えばチップ8X。
方向の位置合せを行う。例えばチップ8X。
の位置合せでは、アライメントパターン35αとレチク
ルパターン7α、35hと7bを位置合せする。1Ao
縮小尭光の場合、チップ面積i 0mm”に対して、レ
チクル回路パターン部50面積は1007L771”と
なっている。この場合、第2図、及び第6図に示す如く
不透明部(クローム類M)に透明な窓状パターン7α、
76内に直線状パターン35α、35bの10倍拡大
像が投影レンズ2により結像される。例えばS窓状パタ
ーン7α、 7bの大きさを4001gILO1(レチ
クル上での拡大像寸法は長さ600μm9幅50μmと
なる。)パターン35α、 554の長さ601LmI
幅5μmを用いて粗位置合せ積度を±10μm以内とす
れは、窓状パターン7α、7b内忙パターン35α、3
5bの拡大像が第3図、及び第4図の如く確実に結像す
る。ここで、窓状パターン7α、 7>の中心線と直線
状パターン65a 、 55bの甲心線のずれ量Δ、:
T、、Δy。
ルパターン7α、35hと7bを位置合せする。1Ao
縮小尭光の場合、チップ面積i 0mm”に対して、レ
チクル回路パターン部50面積は1007L771”と
なっている。この場合、第2図、及び第6図に示す如く
不透明部(クローム類M)に透明な窓状パターン7α、
76内に直線状パターン35α、35bの10倍拡大
像が投影レンズ2により結像される。例えばS窓状パタ
ーン7α、 7bの大きさを4001gILO1(レチ
クル上での拡大像寸法は長さ600μm9幅50μmと
なる。)パターン35α、 554の長さ601LmI
幅5μmを用いて粗位置合せ積度を±10μm以内とす
れは、窓状パターン7α、7b内忙パターン35α、3
5bの拡大像が第3図、及び第4図の如く確実に結像す
る。ここで、窓状パターン7α、 7>の中心線と直線
状パターン65a 、 55bの甲心線のずれ量Δ、:
T、、Δy。
が検出器45a 、 45bにより検出される。ずれ量
Δ”11Δy、はステージ28α、28hの移動により
修正される。
Δ”11Δy、はステージ28α、28hの移動により
修正される。
次に検出器45α、 (45h )の構成を説明する。
一般に投影レンズ2は投影露光紫外草色光(g&I)に
対して設計されており、y線以外の光では結像位1直が
変化する「色収差」が発生する為。
対して設計されており、y線以外の光では結像位1直が
変化する「色収差」が発生する為。
パターン検出釦も9線を使用する。!i線照明用ファイ
バ56a (56b )のノ(ターン照明光70a(7
0b)はハーフミラ−12α(12’6 )で反射し、
レンズ18α(18b)、ミラー11α(11h)、窓
状パ4−ン7α(7b)’a?通過して、投影レンズ2
に入射づ−る。J状ノ(ターン7a (7b )透明部
400μmoは投影レンズ2によりイ。に縮小され40
μmOとrlす、パターン55Q (55b)上を照明
する。パターン354 (35b)からの反射散乱光7
5a。
バ56a (56b )のノ(ターン照明光70a(7
0b)はハーフミラ−12α(12’6 )で反射し、
レンズ18α(18b)、ミラー11α(11h)、窓
状パ4−ン7α(7b)’a?通過して、投影レンズ2
に入射づ−る。J状ノ(ターン7a (7b )透明部
400μmoは投影レンズ2によりイ。に縮小され40
μmOとrlす、パターン55Q (55b)上を照明
する。パターン354 (35b)からの反射散乱光7
5a。
(75b )は投影レンズ2に逆入射して、拡大結像5
5α(55h )を忍状パターン7a (7b )内に
作ル。窓状パターン7α(7b)と拡大像35α(35
b)は重ね合わされ、ミラー11cL(11b)、レン
ズ18α(1Bb ) 、リレーレンズ37αC37h
)、ミラー38z (58b )を経て、スリット板3
9α(39b)上に再び拡大結像を形成される。スリッ
ト板39α(59b )上のスリット23α(2sb
)は板ばね44α(4416)に支えられ、ガル/(−
41α(41b )の揺動回転力とてこ42a (42
b ) 、連結棒43α(43h)により1両者の拡大
像上を振動走査する。スリット26α(23,6)の上
方には。
5α(55h )を忍状パターン7a (7b )内に
作ル。窓状パターン7α(7b)と拡大像35α(35
b)は重ね合わされ、ミラー11cL(11b)、レン
ズ18α(1Bb ) 、リレーレンズ37αC37h
)、ミラー38z (58b )を経て、スリット板3
9α(39b)上に再び拡大結像を形成される。スリッ
ト板39α(59b )上のスリット23α(2sb
)は板ばね44α(4416)に支えられ、ガル/(−
41α(41b )の揺動回転力とてこ42a (42
b ) 、連結棒43α(43h)により1両者の拡大
像上を振動走査する。スリット26α(23,6)の上
方には。
集光レンズ40α、 (40b )、光電変換素子25
α(25h)が装着されている為、第4図に示す如く。
α(25h)が装着されている為、第4図に示す如く。
両者の重ね合せ拡大像7a (7b ) 、 35a
(35b)上をスリット23α(23h)が通過すると
、光電変換素子25α(25b)の出力は、第4図(h
)の如く得られる。ここで、窓状パターン7α(7b)
の左端、右端の位置はスリット23α(2!1,6)の
原点600よりM、 、 M、と検出されるので窓の中
心位置は(M、 十&2 )/2と演算される。一方、
ノくターン35α(55b)の中心位置はWと検出され
る。両者の差Δx、(Δyx )は次式となる。
(35b)上をスリット23α(23h)が通過すると
、光電変換素子25α(25b)の出力は、第4図(h
)の如く得られる。ここで、窓状パターン7α(7b)
の左端、右端の位置はスリット23α(2!1,6)の
原点600よりM、 、 M、と検出されるので窓の中
心位置は(M、 十&2 )/2と演算される。一方、
ノくターン35α(55b)の中心位置はWと検出され
る。両者の差Δx、(Δyx )は次式となる。
Δ−Z”+ (Δ3’l)=CMl+Jf2)/2−F
=121以上で縮小投影露光装置におけるパターン検
出の原理を説明した。
=121以上で縮小投影露光装置におけるパターン検
出の原理を説明した。
次に上記検出における間旭点を説明する。第6図に示す
如くパターン35α(65b)は前述の如く直線状の段
差で構成されている。例えば、パターン段差を構成する
層(Sin、)3hは基板(Si )6C上に形成され
ており、パターン段差上にはホトレジスト3αが塗布さ
れる。−穀圧ホトレジスト3αは透明であるため、1線
照明光7oα(7ob)の照明によりパターン段差近傍
で干渉縞パターンが第5図に示す如く発生する。これは
、照明光70C1(70b)によるホトレジスト3α表
面S、 、 S2上で、入射光70a (70b )と
反射光75a (754)との干渉現象(例えばDit
trick F、 Widmann :「QLLant
if、ativt Evalu、atioルof ph
otorasistpattern、?in、 the
1−pm Range J April 1975/
Vol 、14.7f64 Applied、 0pt
ics p931〜.P934参照)による。パターン
段差中心に対して、ホトレジストが対称に均一塗布され
ている場合には、光電素子25α(25b)の出方波形
は第7図に示す様に段差中心に対して対称となる。この
出力波形の対称性を利用して対称中tJ、)を検出する
方法(特開昭53−69065号)により、容易かつ正
確にパターン35α(35りの中心がまる。
如くパターン35α(65b)は前述の如く直線状の段
差で構成されている。例えば、パターン段差を構成する
層(Sin、)3hは基板(Si )6C上に形成され
ており、パターン段差上にはホトレジスト3αが塗布さ
れる。−穀圧ホトレジスト3αは透明であるため、1線
照明光7oα(7ob)の照明によりパターン段差近傍
で干渉縞パターンが第5図に示す如く発生する。これは
、照明光70C1(70b)によるホトレジスト3α表
面S、 、 S2上で、入射光70a (70b )と
反射光75a (754)との干渉現象(例えばDit
trick F、 Widmann :「QLLant
if、ativt Evalu、atioルof ph
otorasistpattern、?in、 the
1−pm Range J April 1975/
Vol 、14.7f64 Applied、 0pt
ics p931〜.P934参照)による。パターン
段差中心に対して、ホトレジストが対称に均一塗布され
ている場合には、光電素子25α(25b)の出方波形
は第7図に示す様に段差中心に対して対称となる。この
出力波形の対称性を利用して対称中tJ、)を検出する
方法(特開昭53−69065号)により、容易かつ正
確にパターン35α(35りの中心がまる。
しかし、第8図に示す如く、ホトレジスト塗布が段差中
心に対して非対称で不均一な場合には、当然光電素子2
5α(25りの出方波形は非対称である。第8図(α)
に示す例は、段差の傾斜が左右で異なる為、ホトレジス
ト3αが非対称に塗布されており、第8図(A)の如く
の出方波形では1段差中心を検出1゛ることは困難であ
り、ウェハパターン35α(55b)の検出が出来ない
。
心に対して非対称で不均一な場合には、当然光電素子2
5α(25りの出方波形は非対称である。第8図(α)
に示す例は、段差の傾斜が左右で異なる為、ホトレジス
ト3αが非対称に塗布されており、第8図(A)の如く
の出方波形では1段差中心を検出1゛ることは困難であ
り、ウェハパターン35α(55b)の検出が出来ない
。
この様なホトレジストの非対称塗布の原因は(1)上記
の段差傾斜非鉛称の他、(2)ホトレジスト塗布工程に
用いる回転型塗布装置(スピンナ)の振動、(3)ホト
レジストの溶剤粘度の不適正等にある。
の段差傾斜非鉛称の他、(2)ホトレジスト塗布工程に
用いる回転型塗布装置(スピンナ)の振動、(3)ホト
レジストの溶剤粘度の不適正等にある。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ホトレ
ジスト塗布不均一等起因した干渉縞パターンの発生を防
ぎ、安定にウェハパターン検出を行うことができるよう
にした縮小投影露光装置を提供するにある。
ジスト塗布不均一等起因した干渉縞パターンの発生を防
ぎ、安定にウェハパターン検出を行うことができるよう
にした縮小投影露光装置を提供するにある。
本発明は、傾斜角度をMする照明を用いて。
ウェハ段差傾胴部からの散乱光のみを投影レンズ忙逆入
射せしめて、左右段差傾斜部の中心をウェハパターン中
心と定義する検出方法を用いたこと忙ある。即ち本発明
は傾斜角度を有する照明を用いたので、ホトレジスト表
面での干渉現象が化せず、ウェハパターン検出が安定に
行なえることができるようにした。
射せしめて、左右段差傾斜部の中心をウェハパターン中
心と定義する検出方法を用いたこと忙ある。即ち本発明
は傾斜角度を有する照明を用いたので、ホトレジスト表
面での干渉現象が化せず、ウェハパターン検出が安定に
行なえることができるようにした。
以下本発明の笑施例は凍9図乃至第26図にもとつい工
具体的に説明する。即ち第9図、及び第10図に傾斜角
度な弔する照明装置200α、200b。
具体的に説明する。即ち第9図、及び第10図に傾斜角
度な弔する照明装置200α、200b。
200C9200dによりウェハパターン35α、35
hを照明する方法を示す。
hを照明する方法を示す。
照明装置200α(200b、 200c、200d
)はy線単色元照明7 フィバ103c (105b
、 103c、1’05d)。
)はy線単色元照明7 フィバ103c (105b
、 103c、1’05d)。
シー?ツタ105a (105h、 105c、105
d、 ) 、 v :yズ102(Z (102h 、
102C,102ct 、) 、ス リ ッ ト 1
01α(101A 、 101c、101d) 、 レ
ンズ100α(100b。
d、 ) 、 v :yズ102(Z (102h 、
102C,102ct 、) 、ス リ ッ ト 1
01α(101A 、 101c、101d) 、 レ
ンズ100α(100b。
100C,100d ) Kより構成される。ウェハパ
ターン65α(55b)の左右の段差傾斜部は照明光1
04.6 、104d (104α、 104c) K
より照明される。この時1線照明光によりウニハチラグ
回路部8X、が露光されない様に、パターン65α、3
5hは回路周辺部(スクライビングエリア)8X;に配
置することが肝要である。又、照明範囲9oα。
ターン65α(55b)の左右の段差傾斜部は照明光1
04.6 、104d (104α、 104c) K
より照明される。この時1線照明光によりウニハチラグ
回路部8X、が露光されない様に、パターン65α、3
5hは回路周辺部(スクライビングエリア)8X;に配
置することが肝要である。又、照明範囲9oα。
(90b)はパターン近傍のみに制限する必要がア7.
)為、スリy ) 101b−、1otd(101(Z
、 101c)を用いた。又パターン検出1伎置合せ
終了後水銀灯54によるパターン5のチップ8X、上へ
の露光の際には、シャッタ105α(105A 、 1
osc。
)為、スリy ) 101b−、1otd(101(Z
、 101c)を用いた。又パターン検出1伎置合せ
終了後水銀灯54によるパターン5のチップ8X、上へ
の露光の際には、シャッタ105α(105A 、 1
osc。
105d、)を閉じる必要がある。
第11図、及び第12図にパターン556を照明光10
4α、 104cにより照明する様子を示す。この照明
の場合には、第6図で見られる干渉縞パターンが、51
..52点で発生しない。ここで照明光104α(10
4C)により照明される左(右)傾斜部での散乱光71
A 、 75bのうち、75hのみが投影レンズ2に逆
入射し、71hは逆入射されないのでウェハパターン検
出に関与しない。
4α、 104cにより照明する様子を示す。この照明
の場合には、第6図で見られる干渉縞パターンが、51
..52点で発生しない。ここで照明光104α(10
4C)により照明される左(右)傾斜部での散乱光71
A 、 75bのうち、75hのみが投影レンズ2に逆
入射し、71hは逆入射されないのでウェハパターン検
出に関与しない。
第13図に散乱光7575の検出原理、第14図〜第1
6回圧検出方法を示す。又、第13図〜第16図では簡
単の為、パターン35bのみの検出につい又述べる。
6回圧検出方法を示す。又、第13図〜第16図では簡
単の為、パターン35bのみの検出につい又述べる。
第13図では、パターン55bからの散乱光75bが、
レチクルパターン7b上で拡大結像する様子を示した。
レチクルパターン7b上で拡大結像する様子を示した。
レチクルパターン7b上の拡大結像35bはレンズ18
z、リレーレンズ37bにより再拡大結像35bとなり
スリット板上596に形成される。上記再拡大結像65
b上をスリット23bが走査すると検出波形は図14(
,6)の如くに得られる。しかし、この方法ではレチク
ル窓状パターン7bの窓端部位置M、 、 M2が検出
出来ない。そこで第1図(第13図)に示すレチクルパ
ターン照明装置を用いる。PI装置は、照明ファイバ4
8b。
z、リレーレンズ37bにより再拡大結像35bとなり
スリット板上596に形成される。上記再拡大結像65
b上をスリット23bが走査すると検出波形は図14(
,6)の如くに得られる。しかし、この方法ではレチク
ル窓状パターン7bの窓端部位置M、 、 M2が検出
出来ない。そこで第1図(第13図)に示すレチクルパ
ターン照明装置を用いる。PI装置は、照明ファイバ4
8b。
レンズ47b、ミラー46b、ミラー10bより構成さ
れる。同装置による照明光60bはレチクル窓状パター
ン775を形成する不透明部(クローム蒸着部7カ)で
正反射し1.検出光学系45bに入射する。この為、検
出出力波形は第15図CA) K示す如くになり、窓端
部位置M、 、 M、が容易にまる。
れる。同装置による照明光60bはレチクル窓状パター
ン775を形成する不透明部(クローム蒸着部7カ)で
正反射し1.検出光学系45bに入射する。この為、検
出出力波形は第15図CA) K示す如くになり、窓端
部位置M、 、 M、が容易にまる。
編15図、第16図は窓端部位置M、 、 M、 、段
差中心Fを電気回路でめる方法を説明する。光電変換素
子25bの出力(b)は、スライスレベル%が設定され
た二値化回路80.ルが設定された二値化回路90に入
力する。二値化回路80の出力(C)により立上り、立
下り位置演算回路81゜82は窓端部位置M、 、 M
、を演算する。平均値回路86は< M1+ut )/
2の演算を行ない、出力(d)を位置ずれ演算回路84
に送る。一方、二値化回路φもの出力はゲート回路92
へ入力される。ゲート回路92の他の入力は窓左端部位
置M1に余裕値Δ(レチクル上換算で50μrrL)を
加えた位置M1+Δであり、これは加算回路91の出力
である。結局ゲート回路92が°開°の区間Sはレチク
ル窓中心に中央を一致した約600μmとなる(信号(
e))。
差中心Fを電気回路でめる方法を説明する。光電変換素
子25bの出力(b)は、スライスレベル%が設定され
た二値化回路80.ルが設定された二値化回路90に入
力する。二値化回路80の出力(C)により立上り、立
下り位置演算回路81゜82は窓端部位置M、 、 M
、を演算する。平均値回路86は< M1+ut )/
2の演算を行ない、出力(d)を位置ずれ演算回路84
に送る。一方、二値化回路φもの出力はゲート回路92
へ入力される。ゲート回路92の他の入力は窓左端部位
置M1に余裕値Δ(レチクル上換算で50μrrL)を
加えた位置M1+Δであり、これは加算回路91の出力
である。結局ゲート回路92が°開°の区間Sはレチク
ル窓中心に中央を一致した約600μmとなる(信号(
e))。
ゲート回路920出力Cf)はウェハパターン35/)
の左右段差部位置であり、中心位置演算回路93゜94
により段差部中心位置(、V) r * 石を得る。ウ
ェハ位置演算回路95により(何十ろ)/2(=F)が
演算され出力(A)を得る。位置ずれ演算回路84は前
述の信号(d)とCh)を入力して位置ずれ量を出力す
る。
の左右段差部位置であり、中心位置演算回路93゜94
により段差部中心位置(、V) r * 石を得る。ウ
ェハ位置演算回路95により(何十ろ)/2(=F)が
演算され出力(A)を得る。位置ずれ演算回路84は前
述の信号(d)とCh)を入力して位置ずれ量を出力す
る。
図17 、18.19に傾斜照明角度θと段差傾斜中心
位置麻検出精度との関係を説明する。第17図は比較的
大きい傾斜角度θ(=θI)で段差傾斜部を照明した場
合であり、第18図では比較的小さい傾斜角度θ(==
:θ2)で照明した場合である。例えば二値化回路90
でのスライスレベル少を出力波形(りのピーク値VMA
Xの4とした場合には、傾斜部中心位置籠と検出出力信
号(!I)による位置石との差#(=4−石)は、第1
7図。
位置麻検出精度との関係を説明する。第17図は比較的
大きい傾斜角度θ(=θI)で段差傾斜部を照明した場
合であり、第18図では比較的小さい傾斜角度θ(==
:θ2)で照明した場合である。例えば二値化回路90
でのスライスレベル少を出力波形(りのピーク値VMA
Xの4とした場合には、傾斜部中心位置籠と検出出力信
号(!I)による位置石との差#(=4−石)は、第1
7図。
第18図に示す如くになる。一般に段差傾斜部上方の屑
では丸み形状となっているので、第19図の実験結果(
実験条件φ−35°m A+ = 500QJ’ (S
L02 n = 1.46)、ht= 1000OA(
rL= 1.65))が示す様に、傾斜角度θは小さく
する方が検出誤差ΔFは小すくする。この誤差は第6図
の如くの左右段差形状が同一の場合はウェハ位t (F
l+’x )/2に影響しないか、第8図(α)に示す
様に左右段差形状が相違する場合には、ウェハ位置く格
子’z )/2の検出精度に影響する為、傾斜角θは極
力、小さくする構成が望ましい。
では丸み形状となっているので、第19図の実験結果(
実験条件φ−35°m A+ = 500QJ’ (S
L02 n = 1.46)、ht= 1000OA(
rL= 1.65))が示す様に、傾斜角度θは小さく
する方が検出誤差ΔFは小すくする。この誤差は第6図
の如くの左右段差形状が同一の場合はウェハ位t (F
l+’x )/2に影響しないか、第8図(α)に示す
様に左右段差形状が相違する場合には、ウェハ位置く格
子’z )/2の検出精度に影響する為、傾斜角θは極
力、小さくする構成が望ましい。
第20図、第21図は傾斜角θと出力波形(A)の5l
IV比(コントラスト)の関係を説明する(実験条件り
、=アルミ蒸着10000λA、= 10000,4
(it= 1.65 ) A1= 5000.()。第
20図は段差がアルミ蒸着層3dで構成されてbる例を
示す3.この場合には、アルミ蒸着表面が粗い為、散乱
光71Aは散乱方位角度が広くなり、投影レンズ2に逆
入射する成分も含まれる。この為、出力波形(りのSl
N比(コントラスト=Vs/Vo )は第12図の場合
に比べ著しく低下する。第21図はアルミ蒸着層3dで
構成された段差での出力波形のルW比の測定実験例であ
り、この場合も傾斜角度θは極力小さくする構成が望ま
しいことが判る。
IV比(コントラスト)の関係を説明する(実験条件り
、=アルミ蒸着10000λA、= 10000,4
(it= 1.65 ) A1= 5000.()。第
20図は段差がアルミ蒸着層3dで構成されてbる例を
示す3.この場合には、アルミ蒸着表面が粗い為、散乱
光71Aは散乱方位角度が広くなり、投影レンズ2に逆
入射する成分も含まれる。この為、出力波形(りのSl
N比(コントラスト=Vs/Vo )は第12図の場合
に比べ著しく低下する。第21図はアルミ蒸着層3dで
構成された段差での出力波形のルW比の測定実験例であ
り、この場合も傾斜角度θは極力小さくする構成が望ま
しいことが判る。
以上では傾斜照明をy線単色光として説明したか、他の
草色光(例えばC緋)を用いても、第22図及び第23
図に示″3f様な工夫をすれはウェハパターン検出が可
能となる。
草色光(例えばC緋)を用いても、第22図及び第23
図に示″3f様な工夫をすれはウェハパターン検出が可
能となる。
第22図に示す例では、パターン65hを傾斜照1力1
−る照明光704α、 704Cはe勝単色照明を用い
ている。この場合はe線照町によりホトレジストは露光
されないので、スリット101a、101Cは不用であ
る。又、投影レンズ2の色収差によリパターン段i 3
5Aの拡大像はレチクルパターン7bの上方7面に結像
する。そこで、レンズ18bの焦点をパターン7bから
A面に移@する目的でレンズ18Aを18が位置に検出
系45A元軸に浴い移動させる。この操作によりパター
ン554の再拡大像がスリット板39b上に結像される
。以上の様に本操作を行うと第23図(α)に示す如く
。
−る照明光704α、 704Cはe勝単色照明を用い
ている。この場合はe線照町によりホトレジストは露光
されないので、スリット101a、101Cは不用であ
る。又、投影レンズ2の色収差によリパターン段i 3
5Aの拡大像はレチクルパターン7bの上方7面に結像
する。そこで、レンズ18bの焦点をパターン7bから
A面に移@する目的でレンズ18Aを18が位置に検出
系45A元軸に浴い移動させる。この操作によりパター
ン554の再拡大像がスリット板39b上に結像される
。以上の様に本操作を行うと第23図(α)に示す如く
。
レチクルパターン7hとウェハパターン55bハ同時に
検出されず、レチクルパターン7bの恢出出力(第23
図(A)に示す。)とウェハパターン35bの検出出力
(第26図(d)に示す。)は励時間で検出される。し
かし、スリット原点300からの両パターン位置(J/
l+ &! )/2 c第26図(c)に示す。)、F
(第23図(g)に示す。)を電気回路で記憶すること
により容易に位置ずれ量をめることが出来る。この時、
ウェハパターン位置Wの検出では、A点での結像倍率が
10倍より若干大きくなることを位置ずれ量の演算の際
に考慮する必要がある。
検出されず、レチクルパターン7bの恢出出力(第23
図(A)に示す。)とウェハパターン35bの検出出力
(第26図(d)に示す。)は励時間で検出される。し
かし、スリット原点300からの両パターン位置(J/
l+ &! )/2 c第26図(c)に示す。)、F
(第23図(g)に示す。)を電気回路で記憶すること
により容易に位置ずれ量をめることが出来る。この時、
ウェハパターン位置Wの検出では、A点での結像倍率が
10倍より若干大きくなることを位置ずれ量の演算の際
に考慮する必要がある。
又1本発明は前述の/io縮小投影露光のみに限らず、
1/1等倍投影露光にも適用出来ることは自明である。
1/1等倍投影露光にも適用出来ることは自明である。
以上説明したように本発明によればホトレジスト表面で
の干渉現象せず、ウェハパターンの検出が安定に行うこ
とが出来る効果な秦する。
の干渉現象せず、ウェハパターンの検出が安定に行うこ
とが出来る効果な秦する。
第1図は縮小投影式露光装置の原理と従来のパターン検
出法を示す図、第2図は従来のチップとレチクル回路パ
ターンとの位置合せ法を示す図、第3図は第2図の位置
合せ法における位置合せパターンの関係を示す図、第4
図は第3図の位置合せパターンの検出出力波形を示す図
。 第5図はウェハパターンと干渉縞パターンの関係を示す
図、第6図は第5図に示すウェハパターンのA−A断面
図と干渉縞の発生を示す図。 第7図は第6図の段面な有するパターンの検出出力波形
な示す図、第8図(α)は左右段差傾斜が不均一な場合
のウェハパターンのA−A断面図を示し、第8図(りは
第8図(α)の検出出力波形を示す図、第9図は本発明
の縮小投影露光装置の一実施例を示す図、第10図は第
9図に示すチップ部分の拡大図、第11図はウェハパタ
ーンの傾斜照明光による照明法を示す図、第12図は第
11図の照明法妊よる散乱光を示す図、第13図はウェ
ハパターンの散乱光の検出原理を示す図であり、第16
図(α)は側面囚、第13図(A)はその平面図(中心
部のみ)、第14図はウェハパターンの再拡大結像と検
出信号を示す図、第15図ハウエバパターンとレチクル
パターンの位置ずれをめるフローを示す図、第16図は
第15図に示すフローを実施する電気回路を示した図。 第17図は傾斜角度θ、が大きな場合の段差傾斜中心れ
の検出誤差を示した図、第18図は傾斜角度θ2が小さ
い場合の、段差傾斜中心らの検出誤差を示した図、第1
9図はある実験例における傾斜角度θと段差傾斜中心検
出誤差の関係を示した図、第20図はアルミ蒸着層で形
成されたウェハパターンからの散乱光とその検出出力を
示す図、第21図はある実験例における第20図の検出
出力S/N比測定結果を示す図、第22図は傾斜照明光
にe#ilを用いた場合の検出原理を示す図、第26図
は第22図の場合の検出出力を示した図である。 1・・・レチクル 2・・・縮示投影露光レンズ 34・・・光軸 45α(45b)・・・検出光学系− 1icz (11b)・・・ミラー 18α(18,6)・・・レンズ 37α(57b)・・・リレーレンズ 48α(48A)・・・レチクルパターン照明用ファイ
バー36α(56b)・・・ウェハパターン照明用ファ
イバー54・・・水銀灯 3α・・・ホトレジスト塗布層 3b・・・段差形成層 3C・・・基板 75α(75,6)・・・基板からの反射光200α(
20OA 、 200C,200d)・・・傾斜照明装
置102α(1025、102C,102d)・・・レ
ンズ101α(101b、 101C,101d )・
・・スリット100α(100b、 100C,1oo
d)・・・レンズ105(Z (105A 、 105
cm、 105d) −シャッター代理人弁理士 高
橋 明 夫 −′5図 〒7図 一一÷ズ(t) 灼10囲 勿11図 5b 粥1δ図 閑19図 泪20図 兜21図 □ θ
出法を示す図、第2図は従来のチップとレチクル回路パ
ターンとの位置合せ法を示す図、第3図は第2図の位置
合せ法における位置合せパターンの関係を示す図、第4
図は第3図の位置合せパターンの検出出力波形を示す図
。 第5図はウェハパターンと干渉縞パターンの関係を示す
図、第6図は第5図に示すウェハパターンのA−A断面
図と干渉縞の発生を示す図。 第7図は第6図の段面な有するパターンの検出出力波形
な示す図、第8図(α)は左右段差傾斜が不均一な場合
のウェハパターンのA−A断面図を示し、第8図(りは
第8図(α)の検出出力波形を示す図、第9図は本発明
の縮小投影露光装置の一実施例を示す図、第10図は第
9図に示すチップ部分の拡大図、第11図はウェハパタ
ーンの傾斜照明光による照明法を示す図、第12図は第
11図の照明法妊よる散乱光を示す図、第13図はウェ
ハパターンの散乱光の検出原理を示す図であり、第16
図(α)は側面囚、第13図(A)はその平面図(中心
部のみ)、第14図はウェハパターンの再拡大結像と検
出信号を示す図、第15図ハウエバパターンとレチクル
パターンの位置ずれをめるフローを示す図、第16図は
第15図に示すフローを実施する電気回路を示した図。 第17図は傾斜角度θ、が大きな場合の段差傾斜中心れ
の検出誤差を示した図、第18図は傾斜角度θ2が小さ
い場合の、段差傾斜中心らの検出誤差を示した図、第1
9図はある実験例における傾斜角度θと段差傾斜中心検
出誤差の関係を示した図、第20図はアルミ蒸着層で形
成されたウェハパターンからの散乱光とその検出出力を
示す図、第21図はある実験例における第20図の検出
出力S/N比測定結果を示す図、第22図は傾斜照明光
にe#ilを用いた場合の検出原理を示す図、第26図
は第22図の場合の検出出力を示した図である。 1・・・レチクル 2・・・縮示投影露光レンズ 34・・・光軸 45α(45b)・・・検出光学系− 1icz (11b)・・・ミラー 18α(18,6)・・・レンズ 37α(57b)・・・リレーレンズ 48α(48A)・・・レチクルパターン照明用ファイ
バー36α(56b)・・・ウェハパターン照明用ファ
イバー54・・・水銀灯 3α・・・ホトレジスト塗布層 3b・・・段差形成層 3C・・・基板 75α(75,6)・・・基板からの反射光200α(
20OA 、 200C,200d)・・・傾斜照明装
置102α(1025、102C,102d)・・・レ
ンズ101α(101b、 101C,101d )・
・・スリット100α(100b、 100C,1oo
d)・・・レンズ105(Z (105A 、 105
cm、 105d) −シャッター代理人弁理士 高
橋 明 夫 −′5図 〒7図 一一÷ズ(t) 灼10囲 勿11図 5b 粥1δ図 閑19図 泪20図 兜21図 □ θ
Claims (2)
- (1)半導体ウェハの複数直線状段差パターンに各パタ
ーンの両側直角方向で傾斜角40度以下に光軸を有する
複数の照明装置と、該照明装置による照明光の該パター
ン段差からの散乱光を入射せしめて該パターン段差の拡
大結像を作る投影露光用レンズ光学系と、該投影露光用
レンズ光学系によっ又形成された拡大結像の位置を検出
する検出光学系とを設けたことを特徴とした投影式露光
装置。 - (2) 上記照明装置は、照明光なウェハ露光用単色光
とし、ウェハ照明範囲を該パターン近傍のみに限定する
よう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の縮小投影式露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115864A JPS609126A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 縮小投影式アライメント方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115864A JPS609126A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 縮小投影式アライメント方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609126A true JPS609126A (ja) | 1985-01-18 |
| JPH0510814B2 JPH0510814B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
ID=14673034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115864A Granted JPS609126A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 縮小投影式アライメント方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609126A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190724A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-20 | Tokyo Electron Ltd | 位置合せ方法 |
| JP2008010548A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Toppan Printing Co Ltd | アライメントマークおよび位置計測方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117538A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Canon Inc | Object image recognizing method and device |
| JPS53105376A (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-13 | Hitachi Ltd | Positioning unit |
| JPS54152A (en) * | 1977-03-28 | 1979-01-05 | Chatelain Michel | Element for maintaining thin and flat film under tension power |
| JPS54136180A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 | Hitachi Ltd | Position detecting method for chip on semiconductor wafer |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58115864A patent/JPS609126A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117538A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Canon Inc | Object image recognizing method and device |
| JPS53105376A (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-13 | Hitachi Ltd | Positioning unit |
| JPS54152A (en) * | 1977-03-28 | 1979-01-05 | Chatelain Michel | Element for maintaining thin and flat film under tension power |
| JPS54136180A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 | Hitachi Ltd | Position detecting method for chip on semiconductor wafer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190724A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-20 | Tokyo Electron Ltd | 位置合せ方法 |
| JP2008010548A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Toppan Printing Co Ltd | アライメントマークおよび位置計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510814B2 (ja) | 1993-02-10 |
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