JP2796899B2 - 色収差２重焦点装置における帯域光および複色光照明方法 - Google Patents
色収差２重焦点装置における帯域光および複色光照明方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、色収差を利用した２
重焦点光学装置をＸ線露光装置等の位置検出装置に使用
する際の帯域光あるいは複色光照明方法の改良に関す
る。
重焦点光学装置をＸ線露光装置等の位置検出装置に使用
する際の帯域光あるいは複色光照明方法の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】本件出願の発明者は、「色収差を利用し
た２重焦点検出装置における複色照明方法および帯域光
照明方法」（特開平２−８１６号公報参照）を既に提案
している。以下、この先行技術の概略を説明する。
た２重焦点検出装置における複色照明方法および帯域光
照明方法」（特開平２−８１６号公報参照）を既に提案
している。以下、この先行技術の概略を説明する。
【０００３】Ｘ線露光装置等のステッパーにおいては、
マスクとウエハを高精度に位置合わせすることが必要で
ある。ところで、ステッパーで使用されるウエハ面上に
は、レジスト膜や透明膜等が被覆されており、これらの
膜の膜厚が均等に形成されていないため、光の干渉に基
づく定在波効果により、ウエハ上のアライメントマーク
の反射光強度が正弦波状に変化し、同マークを検出する
信号光の相対強度が変動してしまい、この結果アライメ
ント精度が著しく低下してしまうという現象が起る。
マスクとウエハを高精度に位置合わせすることが必要で
ある。ところで、ステッパーで使用されるウエハ面上に
は、レジスト膜や透明膜等が被覆されており、これらの
膜の膜厚が均等に形成されていないため、光の干渉に基
づく定在波効果により、ウエハ上のアライメントマーク
の反射光強度が正弦波状に変化し、同マークを検出する
信号光の相対強度が変動してしまい、この結果アライメ
ント精度が著しく低下してしまうという現象が起る。
【０００４】このため、上記先行技術では、マスクマー
クとウエハーマークとを同時に検出するために軸上色収
差を有するレンズ系を使用した２重焦点検出装置におい
て、このレンズ系の一方の焦点面は、例えばマスクであ
る第１の物体に対応する単波長の光の結像面を使用し、
他方の焦点面は、例えばウエハである第２の物体に対応
する複数の波長の光あるいは一定の帯域を有する光によ
る結像面を使用して、第１の物体には５００ｎｍ以下の
光を、第２の物体には５００ｎｍ以上の２波長の光ある
いは一定の帯域光を振り分けて照明するようにして、ウ
エハ面上においてレジスト膜等の膜厚の不均一からもた
らされる光の干渉によって生じるアライメント精度の低
下を防止するようにしている。
クとウエハーマークとを同時に検出するために軸上色収
差を有するレンズ系を使用した２重焦点検出装置におい
て、このレンズ系の一方の焦点面は、例えばマスクであ
る第１の物体に対応する単波長の光の結像面を使用し、
他方の焦点面は、例えばウエハである第２の物体に対応
する複数の波長の光あるいは一定の帯域を有する光によ
る結像面を使用して、第１の物体には５００ｎｍ以下の
光を、第２の物体には５００ｎｍ以上の２波長の光ある
いは一定の帯域光を振り分けて照明するようにして、ウ
エハ面上においてレジスト膜等の膜厚の不均一からもた
らされる光の干渉によって生じるアライメント精度の低
下を防止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】即ち、上記先行技術に
おいては、マスクおよびウエハをそれぞれ照明する光を
単色光と複色光あるいは一定の帯域光を５００ｎｍの境
界を挟んで選択するようにして検出するようにしてい
た。つまり、構成が単純なＸ線マスクには５００ｎｍ以
下の単色光を照明して検出するようにし、プロセス処理
がなされるウエハには５００ｎｍ以上の複色光あるいは
一定の帯域光を照明して同時に検出するようにしてい
た。この理由は、ウエハのプロセス処理に対して５００
ｎｍ以上の光が適していたからである。一方、Ｘ線マス
クはメンブレムとよばれる膜厚が均一な単層の薄膜から
形成されたものであり、ウエハと比べてプロセスの影響
を全く受けないために５００ｎｍ以下の光で良いとして
いたことによる。
おいては、マスクおよびウエハをそれぞれ照明する光を
単色光と複色光あるいは一定の帯域光を５００ｎｍの境
界を挟んで選択するようにして検出するようにしてい
た。つまり、構成が単純なＸ線マスクには５００ｎｍ以
下の単色光を照明して検出するようにし、プロセス処理
がなされるウエハには５００ｎｍ以上の複色光あるいは
一定の帯域光を照明して同時に検出するようにしてい
た。この理由は、ウエハのプロセス処理に対して５００
ｎｍ以上の光が適していたからである。一方、Ｘ線マス
クはメンブレムとよばれる膜厚が均一な単層の薄膜から
形成されたものであり、ウエハと比べてプロセスの影響
を全く受けないために５００ｎｍ以下の光で良いとして
いたことによる。
【０００６】ところで、Ｘ線マスクは露光のためのＸ線
を透過し、かつ可視光または赤外光のアライメント光に
対する透過性のよい緊張した自己支持膜（メンブレム）
である。しかし、このメンブレムは、光の波長に依存し
た可視光透過率があり、例えば４３６ｎｍのｇ線といっ
た単波長の光でＸ線マスク上のマークを検出した場合、
その透過率が低いために充分な結像コントラストが得ら
れない場合があることが本件発明者の実験により明らか
になった。図１０にメンブレムとして膜厚が２μｍのＳ
ｉＮ膜を使用したときの分光透過率を示す。
を透過し、かつ可視光または赤外光のアライメント光に
対する透過性のよい緊張した自己支持膜（メンブレム）
である。しかし、このメンブレムは、光の波長に依存し
た可視光透過率があり、例えば４３６ｎｍのｇ線といっ
た単波長の光でＸ線マスク上のマークを検出した場合、
その透過率が低いために充分な結像コントラストが得ら
れない場合があることが本件発明者の実験により明らか
になった。図１０にメンブレムとして膜厚が２μｍのＳ
ｉＮ膜を使用したときの分光透過率を示す。
【０００７】この図１０において、上述の２つの光をＸ
線マスクとウエハのアライメント光に選択した場合、Ｘ
線マスクの検出に使用する短波長側の光の分光透過率は
約０．１であり、このような光を検出光として使用した
場合の結像コントラストは極めて低いものとなってしま
う。このため、Ｘ線マスクの位置検出精度が大幅に低下
してしまうため、結果としてＸ線マスクとウエハとの相
対位置の検出精度が格段に低下してしまうことになる。
線マスクとウエハのアライメント光に選択した場合、Ｘ
線マスクの検出に使用する短波長側の光の分光透過率は
約０．１であり、このような光を検出光として使用した
場合の結像コントラストは極めて低いものとなってしま
う。このため、Ｘ線マスクの位置検出精度が大幅に低下
してしまうため、結果としてＸ線マスクとウエハとの相
対位置の検出精度が格段に低下してしまうことになる。
【０００８】この問題点を解決する方法としては、次の
２つの方法が考えられる。
２つの方法が考えられる。
【０００９】Ｘ線マスクのアライメント光として分光
透過率が高くなる約５００ｎｍ以上の光をＸ線マスクの
照明光に使用する。
透過率が高くなる約５００ｎｍ以上の光をＸ線マスクの
照明光に使用する。
【００１０】Ｘ線マスクのメンブレム膜厚をコントロ
ールして、分光透過率の低い５００ｎｍ以下の光に対し
ても充分な結像コントラストを得るようにする。
ールして、分光透過率の低い５００ｎｍ以下の光に対し
ても充分な結像コントラストを得るようにする。
【００１１】上記の方法は、厚さ１μｍ〜６μｍのＳ
ｉＮ等からなるメンブレム膜厚をコントロールしなけれ
ばならず、その製作上において種々の制約が必要とな
り、製造コストも高価になってしまう。従って、この発
明においては、上記の手段を利用するものであり、こ
れにより上記の方法に比べてＸ線マスク製作の負担を
取り除ける点でシステム全体からみて格段に優れたもの
となる。
ｉＮ等からなるメンブレム膜厚をコントロールしなけれ
ばならず、その製作上において種々の制約が必要とな
り、製造コストも高価になってしまう。従って、この発
明においては、上記の手段を利用するものであり、こ
れにより上記の方法に比べてＸ線マスク製作の負担を
取り除ける点でシステム全体からみて格段に優れたもの
となる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、軸上色収差
を有するレンズ系を用いて光軸方向に微小距離離間した
第１の物体と第２の物体の相対位置を検出する位置検出
装置における照明方法において、上記レンズ系の一方の
焦点面は第１の物体に対応する単波長の光による結像面
を使用し、他方の焦点面は第２の物体に対応する帯域を
有する波長の光による同一の結像面を使用し、第１の物
体には５００ｎｍ以上の光を、第２の物体には第１の物
体に選んだ波長の光よりも長い波長の光において一定の
帯域光を振り分けて照明するようにしたことを特徴とす
る色収差２重焦点装置における帯域光照明方法である。
を有するレンズ系を用いて光軸方向に微小距離離間した
第１の物体と第２の物体の相対位置を検出する位置検出
装置における照明方法において、上記レンズ系の一方の
焦点面は第１の物体に対応する単波長の光による結像面
を使用し、他方の焦点面は第２の物体に対応する帯域を
有する波長の光による同一の結像面を使用し、第１の物
体には５００ｎｍ以上の光を、第２の物体には第１の物
体に選んだ波長の光よりも長い波長の光において一定の
帯域光を振り分けて照明するようにしたことを特徴とす
る色収差２重焦点装置における帯域光照明方法である。
【００１３】また、この発明は、軸上色収差を有するレ
ンズ系を用いて光軸方向に微小距離離間した第１の物体
と第２の物体の相対位置を検出する位置検出装置におけ
る照明方法において、上記レンズ系の一方の焦点面は第
１の物体に対応する単波長の光による結像面を使用し、
他方の焦点面は第２の物体に対応する複数の波長の光に
よる同一の結像面を使用し、第１の物体には５００ｎｍ
以上の光を、第２の物体には第１の物体に選んだ波長の
光よりも長い波長の光において複数の波長の光を振り分
けて照明するようにしたことを特徴とする色収差２重焦
点装置における複色光照明方法である。
ンズ系を用いて光軸方向に微小距離離間した第１の物体
と第２の物体の相対位置を検出する位置検出装置におけ
る照明方法において、上記レンズ系の一方の焦点面は第
１の物体に対応する単波長の光による結像面を使用し、
他方の焦点面は第２の物体に対応する複数の波長の光に
よる同一の結像面を使用し、第１の物体には５００ｎｍ
以上の光を、第２の物体には第１の物体に選んだ波長の
光よりも長い波長の光において複数の波長の光を振り分
けて照明するようにしたことを特徴とする色収差２重焦
点装置における複色光照明方法である。
【００１４】
【作用】Ｘ線マスクおよびウエハを検出する光をそれぞ
れ５００ｎｍ以上の波長の単色光および帯域光あるいは
複色光を使用して照明することにより、単色光によるＸ
線マスクの検出に関する制約条件をなくし、かつ安定し
て高いコントラストの検出分解能が得られる第１の物体
と第２の物体の相対位置を検出するアライメント装置と
することが可能となる。
れ５００ｎｍ以上の波長の単色光および帯域光あるいは
複色光を使用して照明することにより、単色光によるＸ
線マスクの検出に関する制約条件をなくし、かつ安定し
て高いコントラストの検出分解能が得られる第１の物体
と第２の物体の相対位置を検出するアライメント装置と
することが可能となる。
【００１５】
【実施例】最初に、この発明に使用される軸上色収差に
よる２重焦点装置を簡単に説明する。図５は近軸領域に
おける対物レンズ系の結像状態を示す図で、対物レンズ
Ｌの前の光軸Ｏ上にＳだけ離れた位置にＸ線マスクＭ
が、さらにこれと微小間隙δ離れた位置にはウエハＷが
置かれているとする。ここで、２つの異なる波長α，β
の光に対して対物レンズＬの軸上色収差の量をＸ線マス
クＭとウエハＷのギャップδに等しくすると、Ｘ線マス
クＭの２波長α，βの光による結像は光軸Ｏ上のＢ，Ｃ
点に結像し、一方、ウエハＷの像は光軸Ｏ上のＣ，Ｄ点
にそれぞれ結像することになる。つまり、光軸Ｏ上のＣ
点には波長αの光によるＸ線マスクＭの像と波長βの光
によるウエハＷの像が同一位置に生じることになる。従
って、同一光軸上に２つの物点面と共通の１つの像点面
をもつ光学系が実現することになる。一方、光軸Ｏ上の
Ｂ，Ｄ点に結像する光束は、必要とするＣ点の結像に重
畳して解像度を低下させてしまう。そこで、Ｂ，Ｄ点に
結像する光束をカットするために、Ｃ点の前に図６に示
すような特殊なパターンバリアフィルター２０を設ける
ことによりＣ点の結像に不必要な光束を取り除くもので
ある。即ち、フィルター２０は中央部を波長αの光だけ
透過するフィルターａとこの左右に設けた波長βの光だ
け透過させるフィルターｂとから形成されており、ウエ
ハーマークをフィルターｂ領域により透過させ、Ｘ線マ
スクマークをフィルターａ領域を透過させて同一位置の
光軸Ｏ上の点Ｃで両方のマークを同時に鮮明に検出する
ことが可能となるようにしている。
よる２重焦点装置を簡単に説明する。図５は近軸領域に
おける対物レンズ系の結像状態を示す図で、対物レンズ
Ｌの前の光軸Ｏ上にＳだけ離れた位置にＸ線マスクＭ
が、さらにこれと微小間隙δ離れた位置にはウエハＷが
置かれているとする。ここで、２つの異なる波長α，β
の光に対して対物レンズＬの軸上色収差の量をＸ線マス
クＭとウエハＷのギャップδに等しくすると、Ｘ線マス
クＭの２波長α，βの光による結像は光軸Ｏ上のＢ，Ｃ
点に結像し、一方、ウエハＷの像は光軸Ｏ上のＣ，Ｄ点
にそれぞれ結像することになる。つまり、光軸Ｏ上のＣ
点には波長αの光によるＸ線マスクＭの像と波長βの光
によるウエハＷの像が同一位置に生じることになる。従
って、同一光軸上に２つの物点面と共通の１つの像点面
をもつ光学系が実現することになる。一方、光軸Ｏ上の
Ｂ，Ｄ点に結像する光束は、必要とするＣ点の結像に重
畳して解像度を低下させてしまう。そこで、Ｂ，Ｄ点に
結像する光束をカットするために、Ｃ点の前に図６に示
すような特殊なパターンバリアフィルター２０を設ける
ことによりＣ点の結像に不必要な光束を取り除くもので
ある。即ち、フィルター２０は中央部を波長αの光だけ
透過するフィルターａとこの左右に設けた波長βの光だ
け透過させるフィルターｂとから形成されており、ウエ
ハーマークをフィルターｂ領域により透過させ、Ｘ線マ
スクマークをフィルターａ領域を透過させて同一位置の
光軸Ｏ上の点Ｃで両方のマークを同時に鮮明に検出する
ことが可能となるようにしている。
【００１６】次に、帯域光あるいは複色光照明の原理に
ついて説明する。対物レンズＬの近軸領域における結像
状態を示す図７に示す。この図において、波長α，β，
γ（α＜β＜γ）の平行入射光束はそれぞれの光軸Ｏ上
の焦点Ｅ，Ｆ，Ｇに結像する。ＥとＦ間はＸ線マスクＭ
とウエハＷと同一の間隔であるギャップδになるように
している。この図において、通常の色消しレンズと同様
な軸上色収差の補正を図８に示すように凸レンズＬ1 と
凹レンズＬ2 により行うと、波長βと波長γの光に対し
てβとγの波長の光の焦点Ｆ，Ｇが光軸Ｏ上のＨ点で一
致し、図８に示す状態になる。このとき、Ｅ点とＨ点と
の間隔はＸ線マスクＭとウエハＷ間のギャップδと同一
間隔になるように設計されている。
ついて説明する。対物レンズＬの近軸領域における結像
状態を示す図７に示す。この図において、波長α，β，
γ（α＜β＜γ）の平行入射光束はそれぞれの光軸Ｏ上
の焦点Ｅ，Ｆ，Ｇに結像する。ＥとＦ間はＸ線マスクＭ
とウエハＷと同一の間隔であるギャップδになるように
している。この図において、通常の色消しレンズと同様
な軸上色収差の補正を図８に示すように凸レンズＬ1 と
凹レンズＬ2 により行うと、波長βと波長γの光に対し
てβとγの波長の光の焦点Ｆ，Ｇが光軸Ｏ上のＨ点で一
致し、図８に示す状態になる。このとき、Ｅ点とＨ点と
の間隔はＸ線マスクＭとウエハＷ間のギャップδと同一
間隔になるように設計されている。
【００１７】図８において、Ｘ線マスクＭとウエハＷの
結像が結像面Ｈにおいて一致しているので、波長βから
波長γにおける光の焦点が一致しているために、その間
の帯域光（波長β〜γ）あるいは複色光（波長β，γ）
によるＸ線マスクＭおよびウエハＷの結像が同一の結像
位置Ｈにおいて生じさせることが可能となる。この図に
おける波長α，β，γの光に対する色消し条件は次の式
で与えられる。
結像が結像面Ｈにおいて一致しているので、波長βから
波長γにおける光の焦点が一致しているために、その間
の帯域光（波長β〜γ）あるいは複色光（波長β，γ）
によるＸ線マスクＭおよびウエハＷの結像が同一の結像
位置Ｈにおいて生じさせることが可能となる。この図に
おける波長α，β，γの光に対する色消し条件は次の式
で与えられる。
【００１８】
【外１】 ；波長βの光に対するレンズＬ1 の屈折率
【００１９】
【外２】 ；波長γの光に対するレンズＬ1 の屈折率
【００２０】
【外３】 ；波長βの光に対するレンズＬ2 の屈折率
【００２１】
【外４】 ；波長γの光に対するレンズＬ2 の屈折率とするとき、
【００２２】
【数１】
【００２３】
【数２】
【００２４】
【数３】
【００２５】
【数４】
【００２６】また、このときのレンズ系Ｌ1 ，Ｌ2 の軸
上色収差特性を図９に示す。波長β，γの複色光あるい
は波長β〜γの帯域光について良好な色消しがなされて
いる。
上色収差特性を図９に示す。波長β，γの複色光あるい
は波長β〜γの帯域光について良好な色消しがなされて
いる。
【００２７】このような原理が成立する軸上色収差を有
する光学系を使用して、前述した先行技術においてはＸ
線マスクとウエハを照明する単色光と複色光あるいは帯
域光によるアライメント光の境界を５００ｎｍに設け、
５００ｎｍ以下の単色光でＸ線マスクを検出し、５００
ｎｍ以上の複色光あるいは一定の帯域光によりウエハを
照明して検出するようにしていた。
する光学系を使用して、前述した先行技術においてはＸ
線マスクとウエハを照明する単色光と複色光あるいは帯
域光によるアライメント光の境界を５００ｎｍに設け、
５００ｎｍ以下の単色光でＸ線マスクを検出し、５００
ｎｍ以上の複色光あるいは一定の帯域光によりウエハを
照明して検出するようにしていた。
【００２８】従って、上記先行技術とこの発明との異な
る点は、Ｘ線マスクおよびウエハを検出するために使用
する照明光が共に５００ｎｍ以上の長波長側にシフトし
た点で異なっている。
る点は、Ｘ線マスクおよびウエハを検出するために使用
する照明光が共に５００ｎｍ以上の長波長側にシフトし
た点で異なっている。
【００２９】以下、この発明の実施例を説明する。図１
に色収差２重焦点装置により微小間隙隔間したＸ線マス
クおよびウエハを検出するアライメント光学系の概略構
成をを示す。即ち、ＴａマークであるＸ線マスク９とウ
エハーマークを有するウエハ１０は平行に微小間隔δを
おいて水平にそれぞれのステージ上に載置される。軸上
色収差を有する２重焦点検出装置の対物レンズ８は、上
述した図９に示すような軸上色収差特性を有するレンズ
系であり、波長αの光は例えば超高圧水銀ランプの光源
７からの光をフィルター６ａを通して５００ｎｍ以上の
単色光［半値幅が８ｎｍ程度の十分狭い光、α＝５４３
ｎｍ（ｅ線）］をハーフミラー４，対物レンズ８を介し
てＸ線マスク９を落射照明する。一方、ウエハ１０には
光源７からの光をフィルター６ｂを通して波長βから波
長γまで含む帯域光あるいは波長β［β＝５８７ｍｍ
（ｄ線）］と波長γ（β＜γ）の複色光をハーフミラー
４，対物レンズ８を介して落射照明するようになってい
る。
に色収差２重焦点装置により微小間隙隔間したＸ線マス
クおよびウエハを検出するアライメント光学系の概略構
成をを示す。即ち、ＴａマークであるＸ線マスク９とウ
エハーマークを有するウエハ１０は平行に微小間隔δを
おいて水平にそれぞれのステージ上に載置される。軸上
色収差を有する２重焦点検出装置の対物レンズ８は、上
述した図９に示すような軸上色収差特性を有するレンズ
系であり、波長αの光は例えば超高圧水銀ランプの光源
７からの光をフィルター６ａを通して５００ｎｍ以上の
単色光［半値幅が８ｎｍ程度の十分狭い光、α＝５４３
ｎｍ（ｅ線）］をハーフミラー４，対物レンズ８を介し
てＸ線マスク９を落射照明する。一方、ウエハ１０には
光源７からの光をフィルター６ｂを通して波長βから波
長γまで含む帯域光あるいは波長β［β＝５８７ｍｍ
（ｄ線）］と波長γ（β＜γ）の複色光をハーフミラー
４，対物レンズ８を介して落射照明するようになってい
る。
【００３０】この波長βから波長γにかけての帯域光あ
るいは波長β，γの複色光は、単波長αの光よりも長い
波長領域においてある一定の波長領域の帯域光あるいは
複色光である。（α＜β＜γ）
るいは波長β，γの複色光は、単波長αの光よりも長い
波長領域においてある一定の波長領域の帯域光あるいは
複色光である。（α＜β＜γ）
【００３１】図２は、この色収差２重焦点装置に使用す
る場合のパターンバリアフィルター３０の正面図であ
る。即ち、中央のｃ部分が単波長αの光だけを透過する
フィルターであり、左右のｄ部分は帯域光β〜γあるい
は複色光β，γだけを透過させるフィルターである。図
６に示す従来のパターンバリアフィルター２０に比べ領
域ｃ，ｄ共に長波長側にシフトしたフィルターとなって
いる点で異なっている。
る場合のパターンバリアフィルター３０の正面図であ
る。即ち、中央のｃ部分が単波長αの光だけを透過する
フィルターであり、左右のｄ部分は帯域光β〜γあるい
は複色光β，γだけを透過させるフィルターである。図
６に示す従来のパターンバリアフィルター２０に比べ領
域ｃ，ｄ共に長波長側にシフトしたフィルターとなって
いる点で異なっている。
【００３２】次に、図１に戻ってＸ線マスク９およびウ
エハ１０はそれぞれ波長αの単色光および波長β〜γの
帯域光あるいは波長β，γの複色光により照明され、色
収差対物レンズ８により同一位置に結像する。この結像
位置あるいはこの近傍に上記パターンバリアフィルター
３０を設置し、Ｘ線マスク９およびウエハ１０の像をリ
レーレンズ１１を介して例えばＴＶカメラ１２で同時に
検出するのである。
エハ１０はそれぞれ波長αの単色光および波長β〜γの
帯域光あるいは波長β，γの複色光により照明され、色
収差対物レンズ８により同一位置に結像する。この結像
位置あるいはこの近傍に上記パターンバリアフィルター
３０を設置し、Ｘ線マスク９およびウエハ１０の像をリ
レーレンズ１１を介して例えばＴＶカメラ１２で同時に
検出するのである。
【００３３】次に、この発明によりＸ線マスクの負担が
大幅に低減していることが、Ｘ線露光において極めて重
要である点を説明する。
大幅に低減していることが、Ｘ線露光において極めて重
要である点を説明する。
【００３４】Ｘ線リソグラフィは、クォータサブマイク
ロンのパターンを転写できる能力をもち、次世代の露光
システムとして有望視されており、その実用化に向けて
ＳＲリング，ＳＲステッパー，Ｘ線マスクおよびレジス
トの開発が進められている。クォータサブマイクロンの
パターンを等倍で転写するＸ線リソグラフィにおいて
は、Ｘ線マスクの製作精度が極めて高い数値が要求され
る。
ロンのパターンを転写できる能力をもち、次世代の露光
システムとして有望視されており、その実用化に向けて
ＳＲリング，ＳＲステッパー，Ｘ線マスクおよびレジス
トの開発が進められている。クォータサブマイクロンの
パターンを等倍で転写するＸ線リソグラフィにおいて
は、Ｘ線マスクの製作精度が極めて高い数値が要求され
る。
【００３５】通常、露光線幅の１／４が重ね合わせ精度
と定義されており、露光線幅が０．２５μｍに対しては
０．０６μｍの精度が要求される。ここで、重ね合わせ
精度とは、Ｘ線マスクの製作精度やＸ／Ｙステージの位
置決め精度等が含まれている。従って、重ね合わせ精度
を向上させるためには、これらの各要素の精度を高める
ことが必須の条件となる。
と定義されており、露光線幅が０．２５μｍに対しては
０．０６μｍの精度が要求される。ここで、重ね合わせ
精度とは、Ｘ線マスクの製作精度やＸ／Ｙステージの位
置決め精度等が含まれている。従って、重ね合わせ精度
を向上させるためには、これらの各要素の精度を高める
ことが必須の条件となる。
【００３６】ところで、Ｘ線マスクの製作精度は最近発
表されているレベルにおいて０．０５μｍ〜０．１μｍ
であり、さらなる向上が望まれ、そのため様々な工夫が
凝らされようとしている。このような状況の中で、Ｘ線
マスクに対してその負担を増大させることは望ましいこ
とではないことは明らかである。
表されているレベルにおいて０．０５μｍ〜０．１μｍ
であり、さらなる向上が望まれ、そのため様々な工夫が
凝らされようとしている。このような状況の中で、Ｘ線
マスクに対してその負担を増大させることは望ましいこ
とではないことは明らかである。
【００３７】アライメント装置で吸収できる問題は、ア
ライメント装置側で解決すべきであり、Ｘ線マスクの製
作に制限条件を設けてＸ線マスクの精度向上を妨げるこ
とは、Ｘ線リソグラフィ全体にとっても大きなマイナス
要因となってしまう。このような点から、この発明の単
色光と帯域光あるいは複色光の長波長側へのシフトは極
めて重要な意義をもつことになる。
ライメント装置側で解決すべきであり、Ｘ線マスクの製
作に制限条件を設けてＸ線マスクの精度向上を妨げるこ
とは、Ｘ線リソグラフィ全体にとっても大きなマイナス
要因となってしまう。このような点から、この発明の単
色光と帯域光あるいは複色光の長波長側へのシフトは極
めて重要な意義をもつことになる。
【００３８】図１において、対物レンズ８の開口数
（Ｎ．Ａ．）＝０．３７，作動距離（Ｗ．Ｄ．）＝２８
ｍｍ，フィールドサイズ＝０．３ｍｍφ，Ｘ線マスク９
とウエハ１０間のギャップδ＝２７μｍ，倍率＝１００
倍にして、Ｘ線マスク９側にはｅ線の単色光を照明し、
ウエハ１０側には６３０ｎｍ〜７５０ｎｍの帯域光を照
明した本件実施例の場合と、Ｘ線マスク９側にはｇ線の
単色光を照明した先行技術の場合のＴＶカメラ１２によ
る信号波形を図３および図４に示す。
（Ｎ．Ａ．）＝０．３７，作動距離（Ｗ．Ｄ．）＝２８
ｍｍ，フィールドサイズ＝０．３ｍｍφ，Ｘ線マスク９
とウエハ１０間のギャップδ＝２７μｍ，倍率＝１００
倍にして、Ｘ線マスク９側にはｅ線の単色光を照明し、
ウエハ１０側には６３０ｎｍ〜７５０ｎｍの帯域光を照
明した本件実施例の場合と、Ｘ線マスク９側にはｇ線の
単色光を照明した先行技術の場合のＴＶカメラ１２によ
る信号波形を図３および図４に示す。
【００３９】ｇ線照明におけるＸ線マスク信号の信号強
度が０．１５５Ｖに対し、帯域光照明における信号強度
は１．０１５Ｖであり、１．０１５÷０．１５５＝６．
５５倍に信号強度が向上したことになる。また、コント
ラストを比較してみると
度が０．１５５Ｖに対し、帯域光照明における信号強度
は１．０１５Ｖであり、１．０１５÷０．１５５＝６．
５５倍に信号強度が向上したことになる。また、コント
ラストを比較してみると
【００４０】
【数５】
【００４１】
【数６】
【００４２】であり、０．４３５÷０．０６６＝６．５
９倍となり、約６．６倍と大幅に向上している。本件発
明者の実験よりコントラストが０．２以上であれば、
０．０１μｍの検出分解能が得られることを確認してお
り、ｅ線を含む帯域光照明のマスクコントラスト＝０．
４３５は全く問題ないレベルに到達していることにな
る。一方、ｇ線照明のマスクコントラスト＝０．０６６
は、目標コントラスト０．２の１／３であり、この場合
は０．０１μｍの検出分解能は望めない。本件発明者の
実験によればこのｇ線照明における検出分解能は０．０
４μｍより劣る検出分解能であった。
９倍となり、約６．６倍と大幅に向上している。本件発
明者の実験よりコントラストが０．２以上であれば、
０．０１μｍの検出分解能が得られることを確認してお
り、ｅ線を含む帯域光照明のマスクコントラスト＝０．
４３５は全く問題ないレベルに到達していることにな
る。一方、ｇ線照明のマスクコントラスト＝０．０６６
は、目標コントラスト０．２の１／３であり、この場合
は０．０１μｍの検出分解能は望めない。本件発明者の
実験によればこのｇ線照明における検出分解能は０．０
４μｍより劣る検出分解能であった。
【００４３】上記実施例の説明は、帯域光照明の場合で
あるが、これは複色光照明の場合であってもほぼ同様で
ある。また、Ｘ線露光装置におけるアライメント装置の
照明方法の場合について説明したが、これに限らずプロ
キシミティ（近接）露光あるいは計測、検査、検出が必
要とされるこの種の装置において、広く適用可能なこと
は勿論である。
あるが、これは複色光照明の場合であってもほぼ同様で
ある。また、Ｘ線露光装置におけるアライメント装置の
照明方法の場合について説明したが、これに限らずプロ
キシミティ（近接）露光あるいは計測、検査、検出が必
要とされるこの種の装置において、広く適用可能なこと
は勿論である。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の色収差
２重焦点装置における帯域光あるいは複色光照明方法に
よれば、現在製造されているどのようなＸ線マスクにお
いても検出のための制約条件が一切無く、十分高いＸ線
マスクのマスクマークの結像コントラストが得られるこ
とになり、常に安定した０．０１μｍオーダの検出分解
能が得られることになる。
２重焦点装置における帯域光あるいは複色光照明方法に
よれば、現在製造されているどのようなＸ線マスクにお
いても検出のための制約条件が一切無く、十分高いＸ線
マスクのマスクマークの結像コントラストが得られるこ
とになり、常に安定した０．０１μｍオーダの検出分解
能が得られることになる。
【００４５】また、現在製造されているどのようなＸ線
マスクにおいても十分高い結像コントラストが得られる
ため、Ｘ線マスクの製造メーカーはアライメント装置か
らの制約条件を一切受けることなく、自由にＸ線マスク
を製造することが可能となる。そして、アライメント装
置からの制約条件がないため、Ｘ線マスクの製作精度を
高めることができ、そのコストも安価にできる。
マスクにおいても十分高い結像コントラストが得られる
ため、Ｘ線マスクの製造メーカーはアライメント装置か
らの制約条件を一切受けることなく、自由にＸ線マスク
を製造することが可能となる。そして、アライメント装
置からの制約条件がないため、Ｘ線マスクの製作精度を
高めることができ、そのコストも安価にできる。
【００４６】さらに、この発明によれば、どのようなＸ
線マスクも高いコントラストで安定して検出することが
できるため、Ｘ線露光装置としての信頼性およびスルー
プット等の生産性を大幅に向上させることが可能とな
る。
線マスクも高いコントラストで安定して検出することが
できるため、Ｘ線露光装置としての信頼性およびスルー
プット等の生産性を大幅に向上させることが可能とな
る。
【図１】本発明が適用される色収差２重焦点装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】「図１」に使用されるパターンバリアフィルタ
ーの正面図である。
ーの正面図である。
【図３】ｅ線を含む帯域光照明の場合の信号波形図であ
る。
る。
【図４】ｇ線照明の場合の信号波形図である。
【図５】軸上色収差を説明するための近軸領域における
対物レンズの結像状態を示す光路図である。
対物レンズの結像状態を示す光路図である。
【図６】従来のパターンバリアフィルターの正面図であ
る。
る。
【図７】軸上色収差を説明するための近軸領域における
対物レンズの結像状態を示す光路図である。
対物レンズの結像状態を示す光路図である。
【図８】色消し対物レンズの結像状態を示す光路図であ
る。
る。
【図９】軸上色収差の特性を示すグラフである。
【図１０】ＳｉＮ膜の分光透過率曲線図である。
６ フィルター ７ 光源 ８ 色収差対物レンズ ９ Ｘ線マスク（第１の物体） １０ ウエハ（第２の物体） １１ リレーレンズ １２ ＴＶカメラ ３０ パターンバリアフィルター
Claims (2)
- 【請求項１】 軸上色収差を有するレンズ系を用いて光
軸方向に微小距離離間した第１の物体と第２の物体の相
対位置を検出する位置検出装置における照明方法におい
て、上記レンズ系の一方の焦点面は第１の物体に対応す
る単波長の光による結像面を使用し、他方の焦点面は第
２の物体に対応する帯域を有する波長の光による同一の
結像面を使用し、第１の物体には５００ｎｍ以上の光
を、第２の物体には第１の物体に選んだ波長の光よりも
長い波長の光において一定の帯域光を振り分けて照明す
るようにしたことを特徴とする色収差２重焦点装置にお
ける帯域光照明方法。 - 【請求項２】 軸上色収差を有するレンズ系を用いて光
軸方向に微小距離離間した第１の物体と第２の物体の相
対位置を検出する位置検出装置における照明方法におい
て、上記レンズ系の一方の焦点面は第１の物体に対応す
る単波長の光による結像面を使用し、他方の焦点面は第
２の物体に対応する複数の波長の光による同一の結像面
を使用し、第１の物体には５００ｎｍ以上の光を、第２
の物体には第１の物体に選んだ波長の光よりも長い波長
の光において複数の波長の光を振り分けて照明するよう
にしたことを特徴とする色収差２重焦点装置における複
色光照明方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042461A JP2796899B2 (ja) | 1991-02-16 | 1991-02-16 | 色収差２重焦点装置における帯域光および複色光照明方法 |
| US07/832,372 US5218193A (en) | 1991-02-16 | 1992-02-07 | Double-focus measurement apparatus utilizing chromatic aberration by having first and second bodies illuminated respectively by a single wavelength ray and a ray having a plurality of wavelengths |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042461A JP2796899B2 (ja) | 1991-02-16 | 1991-02-16 | 色収差２重焦点装置における帯域光および複色光照明方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04261545A JPH04261545A (ja) | 1992-09-17 |
| JP2796899B2 true JP2796899B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=12636714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3042461A Expired - Fee Related JP2796899B2 (ja) | 1991-02-16 | 1991-02-16 | 色収差２重焦点装置における帯域光および複色光照明方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5218193A (ja) |
| JP (1) | JP2796899B2 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2833908B2 (ja) * | 1992-03-04 | 1998-12-09 | 山形日本電気株式会社 | 露光装置における位置決め装置 |
| DE19858591A1 (de) * | 1998-12-18 | 2000-06-21 | Mannesmann Vdo Ag | Projektionseinheit |
| JP3544892B2 (ja) * | 1999-05-12 | 2004-07-21 | 株式会社東京精密 | 外観検査方法及び装置 |
| AU2001273491A1 (en) * | 2000-07-16 | 2002-02-05 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High-resolution overlay alignment methods and systems for imprint lithography |
| CN1262883C (zh) | 2000-07-17 | 2006-07-05 | 得克萨斯州大学系统董事会 | 影印用于平版印刷工艺中的自动化液体分配的方法和系统 |
| KR20030040378A (ko) | 2000-08-01 | 2003-05-22 | 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 | 임프린트 리소그래피를 위한 투명한 템플릿과 기판사이의고정확성 갭 및 방향설정 감지 방법 |
| US6650422B2 (en) * | 2001-03-26 | 2003-11-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Scatterometry techniques to ascertain asymmetry profile of features and generate a feedback or feedforward process control data associated therewith |
| US20050064344A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-03-24 | University Of Texas System Board Of Regents | Imprint lithography templates having alignment marks |
| JP2005505929A (ja) * | 2001-10-10 | 2005-02-24 | アクセント オプティカル テクノロジーズ，インク． | 断面解析による焦点中心の決定 |
| US7077992B2 (en) | 2002-07-11 | 2006-07-18 | Molecular Imprints, Inc. | Step and repeat imprint lithography processes |
| US7027156B2 (en) | 2002-08-01 | 2006-04-11 | Molecular Imprints, Inc. | Scatterometry alignment for imprint lithography |
| US6916584B2 (en) * | 2002-08-01 | 2005-07-12 | Molecular Imprints, Inc. | Alignment methods for imprint lithography |
| US8349241B2 (en) | 2002-10-04 | 2013-01-08 | Molecular Imprints, Inc. | Method to arrange features on a substrate to replicate features having minimal dimensional variability |
| US6929762B2 (en) | 2002-11-13 | 2005-08-16 | Molecular Imprints, Inc. | Method of reducing pattern distortions during imprint lithography processes |
| US6871558B2 (en) | 2002-12-12 | 2005-03-29 | Molecular Imprints, Inc. | Method for determining characteristics of substrate employing fluid geometries |
| US7122079B2 (en) | 2004-02-27 | 2006-10-17 | Molecular Imprints, Inc. | Composition for an etching mask comprising a silicon-containing material |
| US7136150B2 (en) | 2003-09-25 | 2006-11-14 | Molecular Imprints, Inc. | Imprint lithography template having opaque alignment marks |
| US20060115999A1 (en) * | 2004-12-01 | 2006-06-01 | Molecular Imprints, Inc. | Methods of exposure for the purpose of thermal management for imprint lithography processes |
| US7906180B2 (en) * | 2004-02-27 | 2011-03-15 | Molecular Imprints, Inc. | Composition for an etching mask comprising a silicon-containing material |
| US7768624B2 (en) * | 2004-06-03 | 2010-08-03 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for obtaining force combinations for template deformation using nullspace and methods optimization techniques |
| KR101175108B1 (ko) * | 2004-06-03 | 2012-08-21 | 더 보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 | 마이크로리소그래피를 위한 정렬 및 오버레이의 개선을 위한 시스템 및 방법 |
| US7785526B2 (en) * | 2004-07-20 | 2010-08-31 | Molecular Imprints, Inc. | Imprint alignment method, system, and template |
| US7630067B2 (en) * | 2004-11-30 | 2009-12-08 | Molecular Imprints, Inc. | Interferometric analysis method for the manufacture of nano-scale devices |
| US20070231421A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-04 | Molecular Imprints, Inc. | Enhanced Multi Channel Alignment |
| US7292326B2 (en) * | 2004-11-30 | 2007-11-06 | Molecular Imprints, Inc. | Interferometric analysis for the manufacture of nano-scale devices |
| US20070228608A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-04 | Molecular Imprints, Inc. | Preserving Filled Features when Vacuum Wiping |
| JP5306989B2 (ja) | 2006-04-03 | 2013-10-02 | モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド | 複数のフィールド及びアライメント・マークを有する基板を同時にパターニングする方法 |
| JP5027468B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2012-09-19 | 日本ミクロコーティング株式会社 | プローブクリーニング用又はプローブ加工用シート、及びプローブ加工方法 |
| TWI490444B (zh) * | 2009-01-23 | 2015-07-01 | Univ Nat Taipei Technology | 線型多波長共焦顯微方法與系統 |
| KR102428750B1 (ko) | 2017-10-19 | 2022-08-02 | 사이머 엘엘씨 | 단일의 리소그래피 노광 패스로 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2658051B2 (ja) * | 1987-05-15 | 1997-09-30 | 株式会社ニコン | 位置合わせ装置，該装置を用いた投影露光装置及び投影露光方法 |
| DE69013790T2 (de) * | 1989-08-04 | 1995-05-04 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung. |
-
1991
- 1991-02-16 JP JP3042461A patent/JP2796899B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-02-07 US US07/832,372 patent/US5218193A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04261545A (ja) | 1992-09-17 |
| US5218193A (en) | 1993-06-08 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |