JPS61123139A - Alignment apparatus - Google Patents

Alignment apparatus

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JPS61123139A
JPS61123139A JP60227509A JP22750985A JPS61123139A JP S61123139 A JPS61123139 A JP S61123139A JP 60227509 A JP60227509 A JP 60227509A JP 22750985 A JP22750985 A JP 22750985A JP S61123139 A JPS61123139 A JP S61123139A
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JP
Japan
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reticle
alignment
wafer
mark
alignment marks
Prior art date
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Application number
JP60227509A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Suzuki
章義 鈴木
Hiroshi Sato
宏 佐藤
Ichiro Ishiyama
一郎 石山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication of JPS61123139A publication Critical patent/JPS61123139A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent overlapping of alignment mark between exposure shots at the time of step and repeat exposure by forming asymmetrically the right and left optical systems and arranging the observation positions with level difference on the reticle. CONSTITUTION:The light emitted from a laser 1 scans the surface of reticle 12 through a couple of objective lenses 11 in accordance with rotation of a rotary polygonal mirror 3. Here, the right and left optical systems are formed asymmetrically and the observation positions are provided on the reticle 12 with level difference. Namely, the observation positions 27, 28 in such structure are located on the reticle. In addition, the region scanned by the laser beam is indicated as the hatched region in the figure and the alignmark mark can be housed within the shaded region. In other words, this device has a long span of observation position and can suppress an error of rotating component. Thereby, a problem of ununiformity in alignment accuracy which may be considered to be generated in accordance with the alignment mark position can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の属する分野) 本発明は複数個の物体を整合するための7ライメント装
置、特に半導体製造工程でレチクル上のパターンをウェ
ハ上にステップアンドリピートで露光する際にレチクル
上のパターンをウェハ上の複数のパターンに順次重ね合
わせるために用いられるアライメント装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to a 7-alignment device for aligning a plurality of objects, particularly when exposing a pattern on a reticle onto a wafer in a step-and-repeat manner in a semiconductor manufacturing process. The present invention relates to an alignment device used to sequentially overlap a pattern on a reticle with a plurality of patterns on a wafer.

(従来の技術) 複数個の物体を自動的に整合する装置の代表的な例とし
てIC,LSI等の半導体素子の製造装置であるアライ
ナ−が挙げられる。IC。
(Prior Art) A typical example of a device that automatically aligns a plurality of objects is an aligner, which is a manufacturing device for semiconductor devices such as ICs and LSIs. I.C.

LSIは複数な回路パターンを何層にも重ね合わせるこ
とにより製作される。半導体素子の高速イビ、高密度化
に伴ない1回路パターンの線幅は微細化の一途を辿り、
それにつれて改ね合わせ精度もサブミクロンオーダーの
高度なものが要求されている。
LSIs are manufactured by stacking multiple circuit patterns in many layers. As semiconductor devices become faster and more dense, the line width of a single circuit pattern continues to become smaller.
As a result, a high degree of alignment accuracy on the submicron order is required.

この様な高精度化、微細化に対応するアライナ−として
、例えばステッパーと呼ばれるステノブ7ノトリビート
方式の装置が挙げられる。
An example of an aligner that is compatible with such high precision and miniaturization is a steno knob 7-tribeat type device called a stepper.

ステツノz−では縮小又は等倍でレチクル上にあるパタ
ー/をウェハ上に投影転写する。この際投影転写を行う
光学系の制約から露光面積が制限される。ウェハ全面を
露光する為、焼き付けを行ってはステップしてウェハを
動かし、又焼き付けを行うという動作を繰り返すのであ
る。
In STETSUNO Z-, the pattern on the reticle is projected and transferred onto the wafer at reduced or equal magnification. At this time, the exposure area is limited due to constraints on the optical system that performs projection transfer. In order to expose the entire surface of the wafer, the operation of baking, moving the wafer in steps, and then baking again is repeated.

ウェハの大型化が進んで来るにつれ、必要とされるステ
ップ数は増加し処理時間が増大する。
As wafers become larger, the number of steps required increases and processing time increases.

一方、ステッパーで順次焼き付けが行なわれる為にはレ
チクルとウェハの相対的な位置合わせがなされていなけ
ればならない、その為、どの様な方式で位置合わせを行
うかが非常に重要なパラメータとなる。
On the other hand, in order for the stepper to perform sequential printing, the reticle and wafer must be aligned relative to each other, so the method of alignment is a very important parameter.

位置合わせの方式としてはまづオフアクシス方式といっ
て、焼き付けを行う位置から離れた所で予め位置決めを
し、その後はレーザー干渉討の精度を頼りにして焼き付
けを行なっていくやり方がある。但し、この方式は、高
速である反面、焼き付けを行う位置で直接位置合わせ状
態を確認できない事、ウニ/\が上程を経ていくに従っ
て生じる非線型な歪に対処できない事、ステージの動き
のモニターの精度が誤差要因になる事といった欠点があ
る。一方、これに対して実際に焼き付けを行う位置、又
はその近傍で投影光学系を通してウェハを観察し、レチ
クルと7ライメントを行うTTL方式がある。
One method of positioning is the off-axis method, in which the position is determined in advance at a location away from the location where the printing will be performed, and then the printing is performed by relying on the accuracy of laser interference. However, although this method is fast, it is not possible to directly check the alignment state at the position where printing is performed, it is not possible to deal with nonlinear distortion that occurs as the sea urchin/\\ progresses through the upper stage, and it is difficult to monitor the movement of the stage. There is a drawback that accuracy becomes a factor of error. On the other hand, there is a TTL method in which the wafer is observed through a projection optical system at or near the position where printing is actually performed, and seven alignments are performed with the reticle.

TTL方式を用いると前述のウェハの歪みや。When using the TTL method, the aforementioned wafer distortion occurs.

ステージ精度の影響を免れる事ができるので、アライメ
ント精度の向上が期待できる。
Since it is possible to avoid the influence of stage accuracy, improvement in alignment accuracy can be expected.

TTL方式に対してはレーザービームの走査を用いる方
法が従来公知技術として知られている。本件出願人にな
る特開昭54−53562号はその一例である。この方
式の簡単な実施例である第1図では一つのレーザー光源
1からの光を左右2木の対物レンズ11に対して分割し
、2ケ所でレチクル12とウェハ13の位置ずれを検出
する。2ケ所でずれ量を検知する事により平行移動と回
転という2種類の自由度を完全に押える事ができる。
For the TTL method, a method using laser beam scanning is known as a conventional technique. Japanese Patent Laid-Open No. 54-53562, to which the present applicant belongs, is one example. In FIG. 1, which is a simple embodiment of this system, light from one laser light source 1 is divided into two objective lenses 11 on the left and right, and the positional deviation between the reticle 12 and the wafer 13 is detected at two locations. By detecting the amount of deviation at two locations, the two degrees of freedom, parallel movement and rotation, can be completely suppressed.

この図において、■はレーサー、2ばレーザー系のピン
ト出しを行う集光レンズ、3は回転多面鏡、4はf−θ
レンズ、5はビームスプリッタ−である、レーザー1を
出た光が回転多面鏡3の何転に従って走査を行い、ビー
ムスプリッタ−5以下の光学系に入っていく。6はフィ
ールドニレンズ、25は視野分割プリズム。
In this figure, ■ is a racer, 2 is a condensing lens that focuses the laser system, 3 is a rotating polygon mirror, and 4 is f-θ
Lens 5 is a beam splitter.The light emitted from the laser 1 is scanned according to the rotation of the rotating polygon mirror 3, and enters the optical system below the beam splitter 5. 6 is a field lens, 25 is a field dividing prism.

7は偏光ビームスプリッタ−18はリレーレンズ、9は
ビームスプリッタ−で、これらの素子を反射又は通過し
た光が対物レンズ11に入り物体面上で結像し、走査を
行う。瞳結像レンズ14からディテクター18に至る系
は光電検出系である。15は色フイルタ−,16は空間
周波数フィルターで、正反射光をカットし、散乱光をと
り出す役目をする。17はコンデンサーレンズである。
7 is a polarizing beam splitter, 18 is a relay lens, and 9 is a beam splitter.The light reflected or passed through these elements enters the objective lens 11, forms an image on the object plane, and performs scanning. The system from the pupil imaging lens 14 to the detector 18 is a photoelectric detection system. 15 is a color filter, and 16 is a spatial frequency filter, which serves to cut specularly reflected light and extract scattered light. 17 is a condenser lens.

光源19、コンデンサーレンズ20、色フイルタ−21
が照明光学系、エレクタ−22、接眼レンズ23が観察
光学系である。この光学系の作用については前述の特開
昭54−53562号に詳しいのでここでは省略する。
Light source 19, condenser lens 20, color filter 21
is an illumination optical system, and the erector 22 and eyepiece 23 are an observation optical system. The operation of this optical system is detailed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-53562, so a description thereof will be omitted here.

この例では光量を有効に用いる為、走査レーザー光が、
レチクル12及びウェハ13の共範面に置かれた視野分
割プリズム25によって左右にわけられている。走査線
は視野分割プリズム25の稜線と直交している。
In this example, in order to effectively use the amount of light, the scanning laser beam is
It is divided into left and right by a field dividing prism 25 placed on the common plane of the reticle 12 and wafer 13. The scanning line is orthogonal to the ridgeline of the field dividing prism 25.

アライメントを行う為の顕微鏡系、即ちアライメントス
コープの光電検出以外のもう一つの重要な機能は観察機
能である。特にレチクル12とウェハ13の合致状態の
モニター、或いはレチクル12の初期設定の確認等、観
察機能はアライメントスコープに対して欠く巷のできな
い要素であると言える。観察光学系としてアライメント
スコープが望まれるのは観察できる像が自然に見易い形
で見えるという宴である。
Another important function of the microscope system for performing alignment, that is, the alignment scope, other than photoelectric detection is the observation function. In particular, observation functions such as monitoring the matching state of the reticle 12 and the wafer 13 or checking the initial settings of the reticle 12 can be said to be an indispensable element for the alignment scope. What is desirable about an alignment scope as an observation optical system is that the observable image can be seen in a natural and easy-to-see form.

第1図の様な実施形態をとった場合、観察される像視野
の関係を第2図に示す0図中31が視野分割プリズム2
5の稜線、32はレーザービームの走査線、33は右側
の対物レンズ11に対応する視野、34は左側の対物レ
ンズ11に対応する視野である。実際に走査線は物体面
上を横方向に走査し、対応する位置にレチクル12及び
ウェハ13のアライメント用マークが設置される。アラ
イメントマークは半導体素子を製造する過程では役に立
つが、半導体の実素子として実際の回路機能を果すわけ
では無い。
When adopting the embodiment shown in FIG. 1, the relationship between the observed image fields is shown in FIG.
5, a scanning line 32 of the laser beam, 33 a field of view corresponding to the objective lens 11 on the right side, and 34 a field of view corresponding to the objective lens 11 on the left side. In fact, the scanning line scans the object plane in the horizontal direction, and alignment marks for the reticle 12 and wafer 13 are placed at corresponding positions. Alignment marks are useful in the process of manufacturing semiconductor devices, but they do not perform actual circuit functions as actual semiconductor devices.

ウェハの処理が終った時点ではアライメントマークの部
分はデッドスペースになる。従って7ライメントマーク
の占有エリアは実素子の収率を高める意味で成るべく小
さい事が望ましい。第3図に示した様なレチクル(マス
ク)ではアライメントマークを各チップの間のスクライ
ブ線の中に収納すると、この問題は解決される。この場
合、アライメントスコープによる走査が横方向なので、
アライメントマークは横方向のスクライブ線の中に収納
される様にすれば良い。
At the end of wafer processing, the alignment mark becomes a dead space. Therefore, it is desirable that the area occupied by the 7 alignment marks be as small as possible in order to increase the yield of actual devices. In a reticle (mask) as shown in FIG. 3, this problem can be solved by housing the alignment marks within the scribe lines between each chip. In this case, since the alignment scope scans in the horizontal direction,
The alignment mark may be housed within the horizontal scribe line.

しかしながら、特に縮小型のステッパーの様な場合、レ
チクル全体が1個のチップに対応し、スクライブ線が周
辺部にしか存在しない場合が起こる。第4図にレチクル
Lに1チツプしか存在しない場合の例を示す8図中斜線
を引いて示したのがアライメントマークの部分である。
However, especially in the case of a miniature stepper, there are cases where the entire reticle corresponds to one chip and scribe lines exist only at the periphery. FIG. 4 shows an example where only one chip exists on the reticle L. The hatched portion in FIG. 8 is the alignment mark.

横方向に走査を行うとアライメントマークの位置は中心
から大きく離れた位置に置かざるを得なくなる。この結
果としてアライメントマークのついていない辺の付近で
はマークのついている辺付近に比してアライメントの精
度が悪化する。すなわち、チップの中心から偏っている
ため、アライメントマークのついている辺と7ライメン
トプークのついていない辺でアライメント精度が異なり
好ましくない。
When scanning in the lateral direction, the alignment mark must be placed at a position far away from the center. As a result, the accuracy of alignment is worse near the sides without alignment marks than in the vicinity of the sides with marks. That is, since it is deviated from the center of the chip, the alignment accuracy differs between the side with the alignment mark and the side without the 7-alignment pook, which is not preferable.

(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目
的はステップアンドリピート露光の際のアライメントマ
ークの位置の問題から来るアライメント精度の不均一性
を除去可能なアライメント装置を提供することにある。
(Object of the Invention) The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide an alignment device that can eliminate non-uniformity in alignment accuracy caused by problems in the position of alignment marks during step-and-repeat exposure. It is about providing.

更に、本発明は年々幅の狭くなる傾向のあるスクライブ
線についても充分対応可能なアライメント装置を提供す
ることを目的としている。
A further object of the present invention is to provide an alignment device that can adequately handle scribe lines whose width tends to become narrower year by year.

(実施例の説明) 以下、具体的な実施例をもって本発明を説明する。(Explanation of Examples) Hereinafter, the present invention will be explained with specific examples.

第5図は本発明の7ライメント装置の好ましい実施例の
一つである。第5図の系は第1図の系の変形であり1番
号はそれぞれ対応している。即ちレーザーlを出た光が
回転多面鏡3の回転に従い2つの対物レンズ11を通し
てレチクル面(マスク面)12上を走査する事に何ら変
化は無い。第5図の配置が第1図と異なっているのは、
レーザーlから光の出た順番で追えば視野分割プリズム
25を経て光学系が左右に分割された後からである。即
ち、左右の光学系が非対称に構成され、レチクル12上
の観察位置が段違いになっている事である。即ち、第5
図の系で観察している位置は第6図で27と28の位置
に示される箇所である。また、レーザー光で走査してい
る領域は図中で斜線を施しである。アライメントマーク
は斜線部に収納される。即ちスクライブ線内にマークを
納める事ができる。この方式は観察箇所のスパンが長い
ので回転成分の誤差を最も良く抑える事ができるという
特徴がある。
FIG. 5 shows one of the preferred embodiments of the 7-alignment device of the present invention. The system in FIG. 5 is a modification of the system in FIG. 1, and the numbers 1 correspond to each other. That is, there is no change in the fact that the light emitted from the laser l scans the reticle surface (mask surface) 12 through the two objective lenses 11 as the rotating polygon mirror 3 rotates. The arrangement in Figure 5 is different from Figure 1 because
If we follow the order in which the light is emitted from the laser l, it starts after the optical system is divided into left and right sides through the field-of-view dividing prism 25. That is, the left and right optical systems are configured asymmetrically, and the observation positions on the reticle 12 are at different levels. That is, the fifth
The observed positions in the system of the figure are the positions 27 and 28 in FIG. Further, the area scanned by the laser beam is shaded in the figure. The alignment mark is stored in the shaded area. That is, the mark can be placed within the scribe line. This method is characterized in that it can best suppress errors in rotational components because the span of the observation point is long.

第5図の光学系の段違い構成は従来の光学系を多少変形
する$で容易にこの様な効果を持たせる事ができるネを
示している。図中グツシュをつけたのは左右光路の非対
称性の為に生ずる効果を示す為で部品の機能はダッシュ
の無いものと全く同一である。
The stepped structure of the optical system shown in FIG. 5 shows that such an effect can be easily achieved by slightly modifying the conventional optical system. The dashes in the figure are used to show the effect caused by the asymmetry of the left and right optical paths, and the functions of the parts are exactly the same as those without the dashes.

第7図及び第8図はウェハ上のスクライブ線にアライメ
ント用のマークが配置されている例である。第7図、第
8図ともレチクルが1チツプで構成され、それがステッ
プアンドリピート方式で焼き付けられている。アライメ
ントマークは個々の実素子の境界であるスクライブ線内
にあるが、配置の方式が第7図と第8図では異なってい
る。第6図の例から明らかな様に未実施例で用いている
のは右りと左ドに配置されたアライメントマークである
。第7図では隣り合うチップ同志スクライブ線を共用し
ている。即ち30というチップの周りの3OA、30B
 。
FIGS. 7 and 8 show examples in which alignment marks are arranged on scribe lines on the wafer. In both FIGS. 7 and 8, the reticle is composed of one chip, which is printed using a step-and-repeat method. Although the alignment marks are located within the scribe lines that are the boundaries of the individual actual elements, the arrangement method is different between FIG. 7 and FIG. 8. As is clear from the example shown in FIG. 6, alignment marks placed on the right and left sides are used in the unexamined example. In FIG. 7, adjacent chips share a scribe line. i.e. 3OA, 30B around the chip 30
.

30C,30Dという4つのマークに着目した時 チッ
プ30に対して使うマークは30Bと30Cである。3
0Aは上方のチップ29の為のマーク、30Dは下方の
31というチップの為のマークとなっている。
When focusing on the four marks 30C and 30D, the marks used for the chip 30 are 30B and 30C. 3
0A is a mark for the upper chip 29, and 30D is a mark for the lower chip 31.

これに対し、第8図の方はスクライブ線の中を更に二分
し、アライメントマークはあく迄、個々のチップに隣接
させようという実施例である。この場合は第7図の場合
に比して、マークの収納個数が倍増するという利点があ
る。但し、第7図の方式の方がスクライブ線の幅が細く
て良いという利点がある事も事実である。近年スクライ
ブ線の幅はますます狭くなる傾向があり、その場合には
第7図の方式の方が有利であると言える。
On the other hand, FIG. 8 shows an embodiment in which the inside of the scribe line is further divided into two, and the alignment marks are placed adjacent to each chip. In this case, compared to the case shown in FIG. 7, there is an advantage that the number of stored marks is doubled. However, it is also true that the method shown in FIG. 7 has the advantage that the width of the scribe line can be narrower. In recent years, the width of scribe lines has tended to become narrower and narrower, and in this case, the method shown in FIG. 7 can be said to be more advantageous.

さて、以北、アライメントマークが横方向に伸びている
場合を示したが、マークが縦方向に存在している場合に
もマークの非線対称な配置、即ち段違い配置は効果を発
揮する。第9図にその例を示す、第9図(a)は第9図
(b)の様に4つのチップA、B、C,Dが形成されて
いるレチクルをステップアンドリピートで焼き付けた場
合を示す、レチクルにはアライメントマークP、Qが形
成されており、P、Qは段違いとなっている。
Now, although the case where the alignment mark extends in the horizontal direction has been shown, the non-axisymmetric arrangement of the mark, that is, the arrangement at different levels, is also effective when the mark exists in the vertical direction. An example is shown in Fig. 9. Fig. 9(a) shows the case where a reticle on which four chips A, B, C, and D are formed as shown in Fig. 9(b) is printed by step-and-repeat. As shown, alignment marks P and Q are formed on the reticle, and P and Q are at different levels.

レチクルのアライメントマークは第6図で説明した如く
、レチクルの左下部y及び右1部Q′に設けても良いが
、ここではP、Qの位置に設ける場合を説明する。
As explained in FIG. 6, the alignment marks of the reticle may be provided at the lower left y and the first right portion Q' of the reticle, but the case where they are provided at positions P and Q will be described here.

レチクルのアライメントマークP、Qがステップアンド
リピートでウェハ上に焼き付けられた状態は第9図(L
)に示す通りである。またこの第9図(L)はウェハ上
のアライメントマークの位置を示している。すなわち、
ショット40においてチップ4OA、40B、40C。
Figure 9 (L
) as shown. Further, FIG. 9(L) shows the position of the alignment mark on the wafer. That is,
In shot 40, chips 4OA, 40B, 40C.

400が焼きつけられるとき、レチクルの7ライメント
マークP、Qに対応するウェハのアライメントマークは
40P、40Qであり、次のショット41におけるレチ
クルの7ライメントマークP、Qに対応するウェハの7
ライメントマークは41F、41Qとなる。ここでウェ
ハのアライメントマーク40Qと4LPは、同一位置に
無いため、あるショットでウェハの7ライメントマーク
がレチクルのアライメントマーク像と重なって、次のシ
ョットでのアライメントマークとして機能しえないとい
う事態を回避できる。なお第9図中で同一の番号は同一
のショットで焼き付けたことを示している。
When 400 is printed, the alignment marks on the wafer corresponding to the 7 alignment marks P,Q on the reticle are 40P, 40Q, and the alignment marks on the wafer corresponding to the 7 alignment marks P,Q on the reticle in the next shot 41 are 40P, 40Q.
The alignment marks are 41F and 41Q. Here, since alignment marks 40Q and 4LP on the wafer are not in the same position, there is a situation where the 7 alignment marks on the wafer overlap with the alignment mark image on the reticle in one shot and cannot function as alignment marks in the next shot. It can be avoided. Note that the same numbers in FIG. 9 indicate that the images were printed using the same shot.

第1O図は縦方向にレーザー光を走査する光学系の実施
例である。ここで縦方向にレーザーを走査する様にミラ
ー9と9aの組合せが用いられている。勿論左右の対物
レンズ11は第9図の7ライメントマークの位置に対応
して段違いに設けられている。ステップアンドリピート
方式は各ショット毎に焼き付けを行なっては次のショッ
トにステップする動作を繰り返すので、各ショット間の
つなぎが大きな問題となる。特にスクライブ線はその境
界領域に位置するので、その中に如何に情報をうまく入
れ込むかが問題となる。前述の如く第9図でPとQを段
違いにした事はステップして次のショットに行った時、
PとQの焼き付は像が次のショットのウェハの7ライメ
ントマークに重ならない車を示しており、スクライブ線
の中に、効率的にアライメントマークを配置する事が可
能となる。逆に効率的にマークを配置する為にはwIJ
9図(a)の様な状態を考えた時、PとQの焼き付は像
が次のショットのウェハの7ライメントマークに重なら
ない様に予め相互の位置関係を定めておく必要がある。
FIG. 1O shows an embodiment of an optical system that scans a laser beam in the vertical direction. Here, a combination of mirrors 9 and 9a is used to scan the laser in the vertical direction. Of course, the left and right objective lenses 11 are provided at different levels corresponding to the positions of the 7 alignment marks in FIG. In the step-and-repeat method, the operation of printing each shot and stepping to the next shot is repeated, so the connection between each shot becomes a major problem. In particular, since the scribe line is located in the boundary area, the problem is how to properly insert information into the scribe line. As mentioned above, the reason why P and Q are at different levels in Figure 9 is that when you step to the next shot,
The P and Q prints show a wheel whose image does not overlap with the 7 alignment marks on the wafer in the next shot, making it possible to efficiently place alignment marks within the scribe line. On the other hand, to place marks efficiently, wIJ
Considering the situation as shown in FIG. 9(a), it is necessary to determine the mutual positional relationship in advance for printing P and Q so that the images do not overlap the 7 alignment marks of the wafer in the next shot.

さて、上述の7ライメントマークとしては、例えば従来
公知のマークすなわち第11図に示す様な例があげられ
る0図中51はレチクル上のマーク、点線で示した52
はウェハ上のマークであり1図からも明らかなように、
各マーク51.52は複数のライン状のマークが所定の
関係で集合したマーク群として構成されている。また、
図中53は走査線である。TTL方式なのでレチクルを
通してレチクル上のマークとウェハ上のマークを同時に
検知し、その信号に基づいて不図示の駆動系で両者の7
ライメントを行なっている。ところで第9図のようにマ
ークを配置した場合、PとQが同一のマークであると回
転の誤差によりずれが生じた時、PとQを混同する可能
性も考えられる。その場合にはPとQを例えば逆向きの
マークとすることにより混同を回避できる。第12図は
その様な手法をレチクルに応用した場合で、PとQは互
いにマークの向きが逆転している。これに対応するウェ
ハ上のスクライブ線上の7ライメントマークは第13図
の様に構成される。すなわちPとQの向さが異なるので
、両者を混同する事はあり得ない。
Now, as the above-mentioned 7 alignment mark, for example, a conventionally known mark, ie, an example as shown in FIG.
is a mark on the wafer, and as is clear from Figure 1,
Each mark 51, 52 is configured as a mark group in which a plurality of line-shaped marks are gathered in a predetermined relationship. Also,
In the figure, 53 is a scanning line. Since it is a TTL method, the mark on the reticle and the mark on the wafer are simultaneously detected through the reticle, and based on the signal, a drive system (not shown)
I'm doing a alignment. By the way, when the marks are arranged as shown in FIG. 9, if P and Q are the same mark, there is a possibility that P and Q may be confused when a deviation occurs due to a rotation error. In that case, confusion can be avoided by marking P and Q in opposite directions, for example. FIG. 12 shows a case where such a method is applied to a reticle, in which the directions of marks P and Q are reversed. Seven alignment marks on the scribe line on the wafer corresponding to this are constructed as shown in FIG. In other words, since the directions of P and Q are different, it is impossible to confuse the two.

(発明の効果) 以1.述べてきた様に、本発明によれば、ウェハ上のパ
ターンの両側のスクライブ領域内に7ライメントマーク
を段違いに配置することが可能となり、そのため、特に
ステップアンドリピートタイプの露光装舒で問題となる
各露光ショット間の7ライメントマークの重なりを解消
し得る。従って、アライメントマークの位置によって生
じる恐れのあるアライメント精度の不均一性の問題を解
消し得るようなアライメントマークの配置が可能となる
(Effect of the invention) Below 1. As described above, according to the present invention, it is possible to arrange seven alignment marks at different levels within the scribe area on both sides of a pattern on a wafer, which causes problems especially in step-and-repeat type exposure equipment. The overlapping of seven alignment marks between each exposure shot can be eliminated. Therefore, it is possible to arrange the alignment marks in a manner that can eliminate the problem of non-uniform alignment accuracy that may occur depending on the position of the alignment marks.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の7ライメント光学系の説明図、第2図は
走査ビームと視野の関係を示す図、第3図はマスク又は
レチクルを示す図、第4図は従来の1チップルチクルの
場合のアライメントマークの配置を示す図、第5図は本
発明の7ライメント装置の実施例の光学系配置図。 第6図は第5図の系でのアライメントマークの位置を示
す図、第7図、第8図は第6図のレチクルを用いた場合
のウェハ上の7ライメントマークを示す図、第9図は縦
方向のスクライブ領域に7ライメントマークを段違いに
配置した場合の図で、第9図(a)は、ウェハ、$9図
(b)はレチクルを示す図、第10図は第9図りアライ
メントマークを用いた本発明の7ライメント装置の実施
例の光学系配置図、第11図はレチクル及びウェハのア
ライメントマークの実施例で走査線との関係を示す図、
第12図はレチクル上の7ライメントマークの実施例の
図、第13図はウェハのスクライブ線上のアライメント
マークの実施例の図である0図中、lはレーザー、3は
回転多面鏡、4はf−θレンズ、6はフィールドレンズ
、7は偏光ビームスプ ・リッター、  8はリレーレ
ンズ、11は対物レンズ、12はレチクル、13はウェ
ハ、14は瞳結像レンズ、16はストッパー、17は集
光レンズ、18はフォトディテクター、19は光源、2
2はエレクタ−123は接眼レンズ。 25は視野分割プリズム、26は投影光学系である。
Figure 1 is an explanatory diagram of a conventional 7-line optical system, Figure 2 is a diagram showing the relationship between the scanning beam and the field of view, Figure 3 is a diagram showing a mask or reticle, and Figure 4 is an illustration of a conventional 1-chip reticle. FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of alignment marks, and FIG. 5 is an optical system arrangement diagram of an embodiment of the 7 alignment apparatus of the present invention. Figure 6 shows the position of the alignment marks in the system shown in Figure 5, Figures 7 and 8 show the 7 alignment marks on the wafer when using the reticle in Figure 6, and Figure 9. Figure 9 (a) shows the wafer, Figure (b) shows the reticle, and Figure 10 shows the alignment of the 9th alignment. FIG. 11 is an optical system layout diagram of an embodiment of the 7-alignment apparatus of the present invention using marks, and FIG.
Fig. 12 is an example of 7 alignment marks on a reticle, and Fig. 13 is an example of alignment marks on a wafer scribe line. f-theta lens, 6 is a field lens, 7 is a polarizing beam splitter, 8 is a relay lens, 11 is an objective lens, 12 is a reticle, 13 is a wafer, 14 is a pupil imaging lens, 16 is a stopper, 17 is a condenser lens, 18 is a photodetector, 19 is a light source, 2
2 is an erecta-123 is an eyepiece. 25 is a field dividing prism, and 26 is a projection optical system.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  ステップアンドリピートでレチクル上のレチクルパタ
ーンをウェハ上の複数のウェハパターンに順次重ね合せ
ながら露光する際、各ウェハパターンごとに複数配置さ
れる所定のマーク群で構成されたアライメントマークの
それぞれを複数の対物レンズで観察することによりレチ
クルパターンをウェハパターンに重ね合わせるアライメ
ント装置において、上記対物レンズの一方はウェハパタ
ーンの両側に存在するスクライブ領域の一方に配置され
たアライメントマークを観察し、他方は上記スクライブ
領域の他方に上記アライメントマークとは段違いに配置
されたアライメントマークを観察するように構成されて
いることを特徴とするアライメント装置。
When exposing a reticle pattern on a reticle while sequentially overlapping multiple wafer patterns on a wafer using step-and-repeat, each alignment mark, which is composed of a group of predetermined marks arranged for each wafer pattern, is In an alignment device that superimposes a reticle pattern on a wafer pattern by observing with an objective lens, one of the objective lenses observes an alignment mark placed in one of the scribe areas on both sides of the wafer pattern, and the other observes the scribe area. An alignment device characterized in that it is configured to observe an alignment mark placed on the other side of the region at a different level from the alignment mark.
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