JP2569544B2 - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JP2569544B2
JP2569544B2 JP62086636A JP8663687A JP2569544B2 JP 2569544 B2 JP2569544 B2 JP 2569544B2 JP 62086636 A JP62086636 A JP 62086636A JP 8663687 A JP8663687 A JP 8663687A JP 2569544 B2 JP2569544 B2 JP 2569544B2
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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
    • G03F9/7049Technique, e.g. interferometric

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は第1基板と第2基板とを位置決めするための
位置決め装置に関し、例えば露光装置、特に半導体装置
製造用の露光装置に用いることができるものである。
〔従来の技術〕
露光装置の位置決め装置としては、第1基板としてマ
スクが、第2基板としてウェハの如き対象物が用いられ
る。そして、マスクと対象物に格子状マークを備え、該
マークを重ね合わせた時生ずるモアレ縞の位置を単に、
蓄積型のイメージセンサで読み込んだのでは、蓄積型の
イメージセンサのクロック周期等に制限されて取り込み
に時間を要し、該時間中に対象物が移動することにより
位置測定精度が劣化する欠点があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明では画像情報を取り込む際に蓄積型のイメージ
センサを採用した場合であっても、対象物を載せたテー
ブルが移動もしくは振動することにより、計測精度が劣
化することを防ぐことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の位置決め装置は、第1位置合わせマークMと
第2位置合わせマークWとをパルス光に照明するパルス
発光光源2と、マスク20又は基板テーブル15の座標位置
を読み取る座標読取手段9と、パルス光の発光タイミン
グに応じて座標読取手段9で読み取られた座標位置を記
憶する記憶手段17と、パルス発光の発光タイミングに応
じて第1、2位置合わせマークからの戻り光によるによ
る画像情報の電荷を蓄積する電荷蓄積型のイメージセン
サ手段7と、蓄積型イメージセンサ手段7に蓄積された
画像情報に基いて第1位置合わせマークMと第2位置合
わせマークWとの相対量を算出し相対量と記憶手段17に
記憶された座標位置とに基いて所定の目標位置を演算す
る演算手段16,17と、演算手段によって演算された目標
位置と座標読取手段9による現在座標位置と基いてマス
ク20又は基板テーブル15を駆動する駆動手段10、13とを
有する。
〔作用〕
本発明では前記問題点に対し、マスクの如き第1基板
及び対象物の如き第2基板上の位置合せマークを瞬時照
明し、照明時の位置合せマークを重ねることによって生
じるモアレ縞の像を、イメージセンサー上に結像して、
電荷のパターンとして記憶すると同時に、対象物を載置
した移動テーブルの位置を、干渉計又はエンコーダー等
の位置検出手段で読みとり、前記モアレ縞の位相角よ
り、対象物の目標位置までの距離と計測時の前記テーブ
ルの位置とによりテーブルの位置決めを行うことによっ
てテーブルの移動等により精度を劣化することなく位置
合せを行うものである。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例である。パルス発光光源2か
ら一部導かれた位置合せマーク照明光Iは視野絞り3を
通りレンズ19、反射鏡M1、半透鏡4を介して、レンズ1
9、対物レンズ5、反射鏡M2によりマスク20上のアライ
メントマークMYを照明する。照明された該マスク20上の
アライメントマークMYは投影レンズ11により対象物であ
るウェハ4上に投影される。マスク上マークMYは第2図
(A)に示すように計測方向Yにウェハ14上に投影され
たとき格子周期P1となる格子状マークMM1と、同様に格
子周期P2の格子状マークMM2よりなる。ウェハ上マークW
Yは第2図(B)に示すように、計測方向Yと直角方向
Xに格子状で計測方向Yには格子周期P2の格子状マーク
WM2と同様に格子周期P1の格子状マークWM1の凹凸マーク
より構成され、投影レンズ11を介してマスク上マークMM
1とウェハ上マークWM2、及びマスク上にマークMM2とウ
エハ上マークWM1が同時に重なるように配置されてい
る。ウェハ14上に投影されたマスクマーク状の照明光
は、ウェハ14により反射回折されるが、計測方向と直角
方向にはウェハ上マークWYに重なった部分のみ回折され
る。ウェハ14より反射回折された照明光は再び投影レン
ズ11を介してマスク上マークMYを通過し、反射鏡M2、対
物レンズ5、反透鏡4、空間フィルタ8及び結像レンズ
6を介してマスク20上の明暗模様がイメージセンサ7上
に結像されるが、投影レンズ11の瞳と共役な位置に配設
された空間フィルタ8により、ウェハ14及びマスク20よ
り正反射した照明光は遮断され、ウェハマークWYにより
計測方向に直角に回折された照明光のみがイメージセン
サ7上に到達する。この様子を第6図に示す。ウェハか
らの正反射光及びマスクの反射光がマスクマークMYで回
折された部分DXOは空間フィルタ8で遮断されウェハマ
ークWYで回折され更にマスクマークMYで回折されてモア
レ縞を形成する光束のみが開口8a、8bを透過する。この
とき前述したように、マスク上マークMYとウェハ上マー
クWYの計測方向の格子周期の差によりイメージセンサ7
上にモアレ縞を形成する。該モアレ縞の位置を後述する
手段により計測してマスク20とウェハ14のずれ量を検出
する。
図示しない周知の例えばステッパーに用いられている
グローバルアライメント装置等の粗位置合せ機構によ
り、マスク20とウェハ14が位置合せ格子状マークMY、WY
の±1/2格子周期以下のずれ量で重ね合せられると、タ
イミング回路1に精密位置合せの開始信号(START信
号)が与えられる。START信号が入力されるとタイミン
グ回路1はイメージセンサ7を1度走査し、センサ7上
に蓄積されている電荷を放出する。次にタイミング回路
1はパルス発光する照明光源2とウェハ14を載置して移
動するウェハテーブル15の位置を計測する干渉計9の読
みとり値を記憶するホールド回路17とにトリガを発生
し、照明光源2を発光させると同時にウェハテーブル15
の位置を読みだす。前述したように、照明された位置合
せマークはMY、WYはモアレ縞をイメージセンサ7上に生
じせしめ、かかるモアレ縞は電荷量としてイメージセン
サ7上に蓄積される。モアレ縞の細かい格子周期成分は
イメージセンサー部6、7、8を第1図のA方向より見
た第3図及び第6図に示したように空間フィルタ8によ
り取り除かれる。第4図は位置合せマークの像(モアレ
縞)がイメージセンサ7上に重った様子を示す図であ
り、MAはマスク上マークMM1とウェハ上マークWM2が重っ
て得られるモアレ縞でMBはマスク上マークMM2とウェハ
上マークWM1が重って得られるモアレ縞である。MA、MB
はそれぞれモアレ縞を形成しているが、位置合せマーク
MM1、MM2、WM1、WM2の格子周期がP1>P2であれば、モア
レ縞MAはウェハ14の移動方向と同方向に移動し、モアレ
縞MBはウェハ14の移動方向と逆方向に移動する。モアル
レ縞の位置はイメージセンサ7よりフレームメモリ12上
に読みだされた後、演算器16によってフーリエ解析によ
りモアレ縞基本周期成分が抽出され、その位相角が演算
される。該演算(基本周期成分の抽出)によりモアレ縞
の周期と異るイメージセンサの感度ムラ、照明ムラ等の
ノイズが除去され、位置読み取り精度が向上する。
演算器16より出力されるモアレ縞MAの位相角をφA
φ1+φ0+Δφモアレ縞MBの位相角をφB=φ2+φ0
Δφとすると、φ0はマスク20とウェハ14が所望の位置
に重なったときのイメージセンサ7上の基準点に対する
位相角であり、Δφはイメージセンサ7の位置の移動量
に伴う位相角である。φ1、φ2はマスク20に対しウェハ
14が移動した量に相当する位相角であり、モアレ縞MA及
びMBの位相角の読み取り値の差をとって =φA−φB=φ1−φ2とすればイメージセンサ7の位置
によらずマスク20とウェハ14の相対移動量を知ることが
できる。マスク20に対しウェハ14がY0移動したときのモ
アレ縞MAの基本周期成分は 同様にモアレ縞MBの基本周期成分は で表わされるから前記位相角の差は でありこれよりマスクに対するウェハの位置Y0で求められる。
求められたY0と照明光発光時に干渉計9から読み取った
ウェハテーブル15の位置より、マスク20とウエハ14とが
所望の位置にて重ね合うウェハテーブル15の位置が、加
算器18により求められる該演算の間もウェハテーブルの
位置は干渉計9から駆動回路10に常時読みとられてお
り、求められた重ね合せ位置までウェハテーブル15を移
動するようにウェハテーブル駆動回路10により駆動モー
タ13が制御される。ウェハテーブル15が位置決めされ
る。位置合せマークは第5図(A)、(B)に示すよう
にマーク20及びウェハ14の周囲3ケ所に配置され、X、
Y方向及び回転方向を検出するために配設されており
(それぞれ添字として、X、Y、θを付した)、上述の
説明はY方向のみの検出であったか、X方向、回転方向
戸についても同様の手段で位置決めされる。
本願発明では、蓄積型のイメージセンサがパルス発光
による画像情報の電荷を蓄積する。このため、電荷蓄積
型のイメージセンサ7は丁度パルス発光時のマスクアラ
イメントマークMとウエハアライメントマークWとの画
像情報を得ることができる。また、発光タイミングに応
じて干渉計9の座標位置がホールドされるので、テーブ
ルの移動、振動等によって干渉計9からの座標位置が変
動していてもパルス発光時の座標位置に影響がない。従
って、マスク20とウェハ14は位置計測中はウェハテーブ
ル15は移動していても停止していてもよく該テーブルの
移動、振動、イメージセンサ7の位置設定誤差による影
響を避けて高精度に所望の位置に重ね合すことができ
る。
また以上の一連の動作を繰り返すことにより目標精度
以内にマスクとウェハが重ね合わせられたことを確認す
ることができる。
本実施例では周期の異なる格子マークを用いたが同周
期の僅かに互に方向の傾いたマークをマスクとウェハ上
にそれぞれ逆の関係で設けることにより同様の効果期待
できる。またエキシマレーザーを露光用光源として用い
る露光器ではエキシマレーザー光の一部を位置合せ照明
用光源として導いてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図(A)、
(B)は位置合せマークの形状を示す図、第3図は第1
図のA矢視図、第4図はイメージセンサ上のモアレ縞を
示す図、第5図(A)、(B)はマスクとウェハの平面
図、第6図は空間フィルタ8による回折光の分離の様子
を説明するための図、である。 (主要部分の符号の説明) 1……タイミング回路、2……パルス発光光源、5……
対物レンズ、6……レンズ、7……イメージセンサ、9
……干渉計、10……ウェハテーブル駆動回路、11……投
影レンズ、14……ウェハ、15……ウェハテーブル、16…
…演算器、17……ホールド回路、20……マスク、MY……
マスクアライメントマーク、WY……ウェハアライメント
マーク。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マスク上の第1位置合わせマークと基板テ
    ーブル上の第2位置合わせマークとを用いて、前記マス
    クと基板とを投影光学系を介して位置決めするための位
    置決め装置において、 前記第1位置合わせマークと前記第2位置合わせマーク
    とをパルス光により照明するパルス発光光源と、 前記マスク又は前記基板テーブルの座標位置を読み取る
    座標読取手段と、 前記パルス光の発光タイミングに応じて、前記座標読取
    手段で読み取られた座標位置を記憶する記憶手段と、 前記第1位置合わせマークの面と前記第2位置合わせマ
    ークの面とにほぼ共役に受光面が設けられ、前記パルス
    発光の発光タイミングに応じて、前記第1、2位置合わ
    せマークからの戻り光によるによる画像情報の電荷を蓄
    積する電荷蓄積型のイメージセンサ手段と、 前記蓄積型イメージセンサ手段に蓄積された画像情報に
    基いて、前記第1位置合わせマークと前記第2位置合わ
    せマークとの相対量を算出し、前記相対量と前記記憶手
    段に記憶された座標位置とに基いて所定の目標位置を演
    算する演算手段と、 前記演算手段によって演算された目標位置と前記座標読
    取手段による現在座標位置とに基いて、前記マスク又は
    前記基板テーブルを駆動する駆動手段と を有することを特徴とする位置決め装置。
  2. 【請求項2】前記第1位置合わせマークは2つの格子状
    マークであり、前記第2位置合わせマークは前記2つの
    格子状マークにそれぞれ重なって、2組の逆方向へ移動
    するモアレ縞を生じせしめる2つの格子状マークであ
    り、前記演算手段は、前記2つのモアレ縞の位相の差に
    より前記第1位置合わせマークと前記第2位置合わせマ
    ークとの相対量を算出することを特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項記載の位置決め装置。
  3. 【請求項3】前記第2位置合わせマークは、前記基板上
    に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の位置決め装置。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2734004B2 (ja) * 1988-09-30 1998-03-30 キヤノン株式会社 位置合わせ装置
JPH05127364A (ja) * 1991-10-30 1993-05-25 Nikon Corp フオトマスク
JP3244783B2 (ja) * 1992-07-17 2002-01-07 キヤノン株式会社 位置合わせ装置及び方法、並びにこれを用いた露光装置と半導体デバイス製造方法
JP2574619B2 (ja) * 1993-01-29 1997-01-22 松下電器産業株式会社 露光装置
DE69535516T2 (de) * 1994-01-24 2007-10-04 Asml Holding, N.V. Gitter-Gitter interferometrisches Ausrichtungssystem
KR950033689A (ko) * 1994-03-02 1995-12-26 오노 시게오 노광장치 및 이를 이용한 회로패턴 형성방법
US5698843A (en) * 1995-09-12 1997-12-16 Phak; Hee Jae Apparatus for measuring motion errors of five degrees of freedom along guideway
JPH11211415A (ja) * 1998-01-29 1999-08-06 Canon Inc 位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP3013837B2 (ja) * 1998-04-27 2000-02-28 日本電気株式会社 ステージ位置計測装置およびその計測方法
JP4578674B2 (ja) * 2000-12-18 2010-11-10 富士フイルム株式会社 分離された領域を持つ縞画像の解析方法
US6535280B1 (en) * 2001-08-31 2003-03-18 Advanced Micro Devices, Inc. Phase-shift-moiré focus monitor
JP4651886B2 (ja) * 2001-09-14 2011-03-16 東北パイオニア株式会社 電子機器及び電子機器の製造方法
US20060047462A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Picciotto Carl E Displacement estimation system and method
JP4854998B2 (ja) * 2005-07-05 2012-01-18 三菱電機株式会社 液晶表示装置の製造方法
US8345242B2 (en) * 2008-10-28 2013-01-01 Molecular Imprints, Inc. Optical system for use in stage control
JP5324309B2 (ja) * 2009-05-12 2013-10-23 ボンドテック株式会社 アライメント装置、アライメント方法および半導体装置
JP5943717B2 (ja) * 2012-06-05 2016-07-05 キヤノン株式会社 位置検出システム、インプリント装置、デバイス製造方法、および位置検出方法
CN115893309A (zh) * 2021-08-20 2023-04-04 华为技术有限公司 制造微机电系统梳齿结构的方法、系统和梳齿结构

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7606548A (nl) * 1976-06-17 1977-12-20 Philips Nv Werkwijze en inrichting voor het uitrichten van een i.c.-patroon ten opzichte van een halfgelei- dend substraat.

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