JPS62208630A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPS62208630A
JPS62208630A JP61050504A JP5050486A JPS62208630A JP S62208630 A JPS62208630 A JP S62208630A JP 61050504 A JP61050504 A JP 61050504A JP 5050486 A JP5050486 A JP 5050486A JP S62208630 A JPS62208630 A JP S62208630A
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laser
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration 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)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する分野] 本発明は、原版例えばレチクル上の回路パターンを被露
光体例えばウニハートに位置合せ露光する露光装置に関
し、特にアライメン1へ用走査光を多波長化してアラク
メン1ヘエラーを減少させた露光装置に関する。
「従来の技1(・i ] 昨今、ステッパが登場してから、レチクルとウェハを高
精度に位置合せを行なうことか可能となった。その中で
も1−TL方式は、各ショツ1〜毎に直接レチクルとウ
ェハのアライメン1へ状態を投影レンズを介して観測す
る方式なので、高精度にアライメントを行なうことが可
能である。
従来のTTL方式のフライメン1〜システ11では特開
昭58−25638号としてすでに本出願人により出願
されている」:うに露光波長であるq線(436nm 
)に対して補正された投影光学系に対し、q線に近接し
た波長441,6nmのl−1e−Cdレーザを用イT
−レチクルとウェハ上での収差発生量を僅少にしたもの
が考えられている。
しかしながら、このようなシステムによると、レチクル
上の段差構造のフライメン1−マークからの回折散乱信
号は、アライメントマークの段差の構造がクロムまたは
酸化クロムが硝子上についているといった単純なもので
あるため安定しているが、つ■ハ上の段差構造のアライ
ラン1〜マークからの回折散乱信号はレジストの塗布む
らやフライメン1−マークの段差構造のばらつき等の影
響により不安定となりアライメント精度が劣化するとい
う問題点があった。また、ウェハ上のレジストを多層に
して露光波長である9線の吸収を良くした場合、つ■ハ
上のアライメン1へマークからの信号を充分に検出でき
ない可能性があった。
[発明の目的] 本発明の目的は、多波長化によって被露光体からのアラ
イメン]へマーク信号の高精度な検出を可能とすること
により、アライメン1へ精度を向上させた露光装置を提
供することにある。
[発明の概要] 本発明は、レチクル等の原版上とウェハ等の被露光体上
にそれぞれアライメンhマークを設け、レーIJ″を投
射した際の回折散乱信号を検出することでアライメント
を行なった後、原版上にある回路パターンを被露光体上
に露光する投影露光装置において、アライメントに寄与
する波長を多波長化し、投影光学系の露光波長に近接し
た波長は原版と被露光体の両方の位置検出をし、別の波
長で被露光体のみを検出することを特徴とする。
ざらにこの際、複数のレーザを用いるときは複数の波長
の間のアライメントに関するオフレットを、精度の高い
工程の被露光体ないしは基準マークを用いて較正し除去
するか、または露光光に近い波長のレーザでオフセット
をとることを特徴とする。
[実施例] 第1図は、本発明の一実施例に係るステップアンドリピ
ートタイプの露光装置の位置合せ光学系の構成を示す。
同図は、多波長化したアライメント光の結像関係および
信号の検出系について説明したものである。同図におい
て、1はl−1e−Neレーザで波長632.8nmの
光を発生する。2はHe−Cdレーザで波長441,6
nmの光を発生する。3は複数のシリンドリカルレンズ
を有するシート状ビーム形成系、4はHe−Neレーザ
1、He−Cdレーザ2からのビームを走査するために
一定速度で回転するポリゴンミラー、5はf−θレンズ
、6はビームの走査領域を前半と後半で分割するための
ダハプリズム、7,7′は対物レンズ、8は半導体駅間
製造用の集積パターンどアライメントマークが所定の関
係で描画されているレチクル、9はΩ線に罰して補正さ
れた縮小投影レンズ、10はλ/4板、11(まその上
面(こレジストが塗布され、・各ショッ1〜領域ごとに
アライメントマークが形成されているウェハ、12.1
2’ はレチクル8上のアライメントマークで回折散乱
されたレチクル信号を検出するレチクル信号検出系であ
る。13゜13′ はシャープカッ1〜フイルりで、4
41.6nmより長波長の光をカッ(〜する。14.1
4’ は第1のウェハ信号検出系で、l−1e−Cdレ
ーザ2からのビームがウェハ11上のアライメントマー
クで回折散乱された時に発生する波長441.6nmの
ウェハ信号のみを検出する。15.15’ はシャープ
カッ1〜フイルタで、波長632.8r+mJ、り短波
長の光をカットする。
16、16’ は第2のりTハ信号検出系で、l−1e
−Neレーザ1からのビームがつ■ハ11−1=のアラ
イメントマークひ回折散乱された時に発生する波長63
2.8nlllのウェハ信号のみを検出する。18は波
長441.6r+n+の結像状態、19は波[i [i
32 、811111の結像状態を示す。また、20は
各信号検出系12.12’ 、 1/l。
14’ 、 16.16’ の出力に基づいてレチクル
8どつJハ11のX、Y、θ各方向のズレ量を演算する
演算処理装置で、レチクル駆動系21、ウェハ駆動系2
2は演算処理装置20の演算結果に基づいてレチクル8
、ウェハ11をX、Y、θの各方向に駆動し、両者をア
ライメン1−する。
上記のアライメント光学系は波長441.6r+n+の
t−Ie−Cdレーザ2と波長632.8nm(7) 
He−N e レーザ1からのアライメント光が、共に
ウェハ11上で結像するJ:うに構成されている。する
と投影レンズ9の色収差により、レチクル8上では波長
632.8nmのアライメント光はピントが合っていな
い。このため、ウェハ信号は2つの波長で検出し、レチ
クル信号は1つの波長で検出することとなるまた、λ/
4板1板金0きは)−1e−Ctlレーザ2からの波長
441.6nmに対し補正されたもので、レチクル信号
とウェハ信号を直線偏光成分を異ならせることにより分
離し、安定したレチクル信号を得る為のものである。即
ち、レー1Pは直線偏光型であり、レチクル8からの直
接反射光であるレチクル信号とλ/4板1板金0+復し
たウェハ信号とは90°偏光方向が異なるので、これを
偏光ビームスプリッタにより分離して独立に検出してい
る。
ざらにつ■ハ信号に関しては、2つの波長もまたシャー
プカットフィルタ13および15を用いて独立に検出し
ているので、2つの波長で重みを可変とすることも可能
である。
このように、この実施例によれば、つ■ハ信号を2波長
で検出することになり、アライメントマークの段差構造
のバラツキやウェハ11−ヒのレジストムラによる回折
散乱信号への影響に対して計測の平均化効宋が得られる
ので、ウェハ信号が安定したものとなる。このためアラ
イメントマークの向上を図ることができる。また、多層
レジストに対しても効果的である。
ただし、このままでは2本のレーザを使うため、高精度
の光軸合せ調整が必要とされ、調整誤差が生じた場合に
はつ[ハ信号の計測で2つの波長の間で一定のシフ]〜
が生じてしJ、う。これを解決する方法としては、1波
艮で既にアシイメン1へ精度の高いことがわかっている
工程のつ1−ハを用意したり、または基準マークを用意
Jる等して、2つの波長別々にウェハ信号だけの取り込
みを行ない、オフセット(2波長の光軸ずれ)を51測
して補正すればよい。この際、リファレンスとなるのは
露光波長または露光波長とほぼ等価のレーザ光(例えば
q線系ではl−1e−Cdシレーfの441.6nmを
用いる。
上述のように、従来は、ウェハ信号はアライメントマー
クの段差構造の差異等によりショット間で差があり、ア
ライメント精度を劣化させる大きな要因となっていたが
、本発明によれば、波長の平均化効宋により安定したウ
ェハ信号を(qることができアライメント精度向上が図
れる。
また、このアライメントシステムはΩ線のみならず、高
解像度を狙った1線補正縮小投影光学系を使用した露光
装置においても応用可能である。
例えば、レーザとして多波長発振型のArレーザを用い
れば、i線(365nm )と近接した波長363.8
nn+でレチクルとウェハ両方の信号を得、波長351
,4nmでウェハだけの信号を1昇ることができる。な
お、アライメント光学系は投影レンズ9の色収差を含め
て収差補正しておく。このシステムにおいては、レーザ
が2台から1台と4fるので2本の光軸の合せ調整をし
なくても済むし、2波長のオフセットをとる必要がない
という利点も持つでいる。さらに、このシステムの応用
としては、波長351,4nmの代わりに、Arレーザ
の他の発振波長、例えば48811+11 、また(ま
514,5nmを使っても良い。
[発明の効果] 以上の説明のように、本発明ににれば、不安定な被露光
体信号に対し多波長化を図ることで、さらに高精度な計
測が可能となり、精度の高いアライメン1〜システムを
実現した露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る露光装置の位置合せ
光学系の構成図である。 1:l」e−Neレーザ、2 : 1le−Cdレーザ
、3:スリン1〜ビーム形成系、4:ポリゴンミラー、
5:f−〇レンズ、6:ダハプリズム、7;対物レンズ
、8ニレチクル、9:q線補正縮小投影レンズ、10:
λ/4板、11:ウェハ、12;レヂクル信号検出系、
13.15+シヤープカツトフイルタ、14:第1のウ
ェハ信号検出系、16:第2のウェハ信号検出系、18
:波長441.6nmの結像、19:波長632,8n
mの結像、20:演算処理装胃、21:レヂクル駆動系
、22:ウェハ駆動系。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所定波長の露光光束に対して原版上のパターン像を
    被露光体上に結像する投影光学系と、該投影光学系にお
    ける結像関係が上記露光光束と実質的に同一である第1
    の波長の光を含み複数の波長のアライメント光を発生す
    るアライメント光光源と、 上記アライメント光を所定形状の光束に形成し該光束に
    より上記原版、および上記投影光学系を介した上記被露
    光体上を照明するとともに、第1の波長の光束は上記原
    版上および上記被露光体上の双方に結像させ、かつ他の
    波長のアライメント光束は上記被露光体上に結像させる
    アライメント光学系と、 上記原版からの情報光を検出する原版信号検出系と、 上記被露光体からの情報光を検出する被露光体信号検出
    系と を具備することを特徴とする露光装置。 2、前記被露光体信号検出系が、前記被露光体からの情
    報光を波長ごとに分別する手段と、分別した各波長の情
    報光をそれぞれ受光する光電変換手段とを有する特許請
    求の範囲第1項記載の露光装置。 3、前記光源が、互に異なる波長の光を発生する複数の
    レーザである特許請求の範囲第1または2項に記載の露
    光装置。 4、前記複数のレーザが、計測のオフセットを除去した
    ものである特許請求の範囲第3項記載の露光装置。 5、前記投影光学系が、g線補正されたものであり、前
    記光源が、He−CdレーザおよびHe−Neレーザか
    らなる特許請求の範囲第3または4項記載の露光装置。 6、前記光源が、単一の多波長発振型レーザである特許
    請求の範囲第1または2項に記載の露光装置。 7、前記投影光学系が、i線補正されたものであり、前
    記光源が、波長363.8nmと他の少なくとも1つの
    波長のレーザ光を発する多波長発振型のアルゴンレーザ
    を有する特許請求の範囲第6項記載の露光装置。 8、前記投影光学系が、その光学系中に位相変換素子を
    有し、かつ前記原版信号検出系が、上記原版からの情報
    光だけを分別するビームスプリッタを有する特許請求の
    範囲第1〜7項のいずれか1つに記載の露光装置。 9、前記位相変換素子が、λ/4板である特許請求の範
    囲第8項記載の露光装置。
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JPH04283917A (ja) * 1991-03-12 1992-10-08 Hitachi Ltd 光露光装置のアラインメント装置

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