JP2863725B2 - 半導体露光方法とその装置 - Google Patents

半導体露光方法とその装置

Info

Publication number
JP2863725B2
JP2863725B2 JP29289995A JP29289995A JP2863725B2 JP 2863725 B2 JP2863725 B2 JP 2863725B2 JP 29289995 A JP29289995 A JP 29289995A JP 29289995 A JP29289995 A JP 29289995A JP 2863725 B2 JP2863725 B2 JP 2863725B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
alignment
exposure
mask
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP29289995A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08335550A (ja
Inventor
良忠 押田
直人 中島
康裕 吉武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP29289995A priority Critical patent/JP2863725B2/ja
Publication of JPH08335550A publication Critical patent/JPH08335550A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2863725B2 publication Critical patent/JP2863725B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の微細パ
ターン露光方法とその装置に係り、特に短波長のエキシ
マレーザ光を露光光として、この露光光によりマスク上
のパターンを露光用結像系を介し被露光物体上に結像露
光せしめるに先立って、その露光光よりも波長が長いア
ライメント光で露光用結像系を介し被露光物体上の合せ
マークを高精度に検出した上、マスクと被露光物体とが
高精度にアライメントされるようにした半導体露光方法
とその装置に関する。 【0002】 【従来の技術】半導体回路の微細化に伴い、回路パター
ンの露光に使用される光の波長はg線からi線、更に
は、例えば1986年発行のプロシーディングス・オブ
・エスピーアイイー(Proc.SPIE)No.633に
記載されているように、エキシマーザ光を用いた露光方
法が発表されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のよう
に、エキシマレーザ光を用いた場合、その可視域の波長
(450nm乃至700nm)の半分になり、使用できる
縮小レンズの硝子材の種類も数種となり、露光波長以外
の波長に対する結像特性についての配慮が不可能とな
る。即ち、例えばフッ化クリプトン(KrF)エキシマレ
ーザ(波長248.5nm)用の縮小レンズでは、石英ガ
ラスのみ、もしくは石英ガラスと蛍石との組合せによる
結像系が構成されている。しかるに、上記の結像系を用
いアライメント光として可視光である、例えばアルゴン
(Ar)レーザ(波長515nm)およびヘリウム―ネオン
(He−Ne)レーザ(543.5nm,633nm)等を
用いると、ウエハ上の合せマークを解像度良くレチクル
側に結像することが困難となる。 【0004】そこで、前記の従来技術は、縮小レンズ
とは別に合せマーク専用の結像系(オフアクシスアライ
メント系)を用いてアライメントを行っている。しかる
に、上記の方法では、縮小レンズとオフアクシスアライ
メント光学系の光軸中心をアライメント精度(0.1μm
程度)以下の寸法精度に安定に保持することが困難であ
る。また、従来他の露光技術として、露光光と同一の
波長、もしくはこの波長に近い(遠)紫外光を用いて縮小
レンズを通してアライメントする方法が実施されてい
る。しかるに、この方法では、縮小レンズの焦点深度
ますます浅くなるので、ウエハを平坦化するためにレジ
ストを多層構造にしたり、厚く塗布する必要が生じ、露
光光と同一短波長のアライメント光をレジストの下方位
置にあるアライメントマークに照射し、その反射光を検
出することが困難になっている。 【0005】本発明の目的は、露光光としてエキシマレ
ーザを、また、アライメント光としてそのエキシマレー
ザより波長の長いものを用い、そのアライメント光によ
り基板上の合せマークを露光用縮小レンズを介し高精度
に検出した上、この検出結果にもとづきマスクと基板と
が高精度に相対的に位置合せされた状態で、エキシマレ
ーザがマスクに照射されることによって、そのマスクに
予め形成されているパターンが露光用縮小レンズを介し
基板上に縮小微細パターンとして投影露光され得る半導
体露光方法とその装置を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的における半導体
露光方法としては、露光光としてエキシマレーザを用
い、該エキシマレーザをマスクに照射して該マスクに形
成されたパターンを該マスクと相対的に位置合せされた
基板上に露光用縮小レンズを介して投影露光するに際し
て、エキシマレーザより波長の長いアライメント光を前
記露光用縮小レンズの前記アライメント光の波長におけ
る波面収差を補正するホログラムと前記露光用縮小レン
ズとを介して前記基板上に形成された合せマークに照射
し、該照射による前記合せマークからの反射光を前記露
光用縮小レンズを介して検出し、該検出した反射光に基
づいて前記マスクと前記基板との相対的な位置合せをし
た状 態で前記エキシマレーザを前記マスクに照射して該
マスクに形成されたパターンを前記基板上に0.15μ
mよりも小さい値のアライメント精度で投影露光する
か、またはエキシマレーザより波長の長いアライメント
光を前記基板上に形成された合せマークに照射し、該照
射により前記合せマークで反射して前記露光用縮小レン
ズを透過した反射光を前記露光用縮小レンズの前記アラ
イメント光の波長における波面収差を補正するホログラ
ムを介して検出し、該検出した反射光に基づいて前記マ
スクと前記基板との相対的な位置合せをした状態で前記
エキシマレーザを前記マスクに照射して該マスクに形成
されたパターンを前記基板上に0.15μmよりも小さ
い値のアライメント精度で投影露光することで達成され
る。 【0007】また、上記目的における半導体露光装置と
しては、エキシマレーザの露光光源を有し、該エキシマ
レーザをマスクに照射して該マスクに形成されたパター
ンを該マスクと相対的に位置合せされた基板上に露光用
縮小レンズを介して投影露光する構成を基本として、こ
れに、前記エキシマレーザより波長の長いアライメント
光を発射するアライメント光源と、前記アライメント光
源から発射されたアライメント光を通過、または反射さ
せる前記露光用縮小レンズの前記アライメント光の波長
における波面収差を補正するホログラム手段と、該ホロ
グラム手段を通過、または反射したアライメント光を前
記露光用縮小レンズを介して前記基板上に形成された合
せマークに照射する照射手段と、該照射手段により照射
されて前記合せマークで反射した反射光を前記露光用縮
小レンズを介して検出する検出手段と、該検出手段で検
出した反射光に基づいて前記マスクと前記基板との相対
的な位置合せをする位置合せ手段とを更に備え、該位置
合せ手段で前記マスクと前記基板との相対的な位置合せ
をした状態で前記エキシマレーザを前記マスクに照射す
ることにより該マスクに形成されたパターンを前記基板
上に0.15μmよりも小さい値のアライメント精度で
投影露光するか、または前記エキシマレーザより波長の
長いアライメント光を発射するアライメント光源と、前
記アライメント光源から発射されたアライメント光を前
記基板上に形成された合せマークに照射する照射手段
と、該照射手段の照射により前記合せマークで反射して
前記露光用縮小レンズを透過した反射光を通過、または
反射させる前記露光用縮小レンズ の前記アライメント光
の波長における波面収差を補正するホログラム手段と、
該ホログラム手段を透過、または反射した前記反射光を
介して検出する検出手段と、該検出手段で検出した反射
光に基づいて前記マスクと前記基板との相対的な位置合
せをする位置合せ手段とを更に備え、該位置合せ手段で
前記マスクと前記基板との相対的な位置合せをした状態
で前記エキシマレーザを前記マスクに照射することによ
り該マスクに形成されたパターンを前記基板上に0.1
5μmよりも小さい値のアライメント精度で投影露光す
ることで達成される。これら以外の半導体露光装置とし
てはまた、前記エキシマレーザより波長の長いアライメ
ント光を発射するアライメント光源と、前記アライメン
ト光源から発射されたアライメント光の波長における前
記露光用縮小レンズの波面収差を補正するホログラム手
段と、該ホログラム手段で波面収差が補正されたアライ
メント光を前記露光用縮小レンズを介して前記基板上に
形成された合せマークに照射する照射手段と、該照射手
段により照射されて前記合せマークで反射した反射光を
前記露光用縮小レンズを介して検出する検出手段と、該
検出手段で検出した反射光に基づいて前記マスクと前記
基板との相対的な位置合せをする位置合せ手段とを更に
備えさせるか、または前記エキシマレーザより波長の長
いアライメント光を発射するアライメント光源と、前記
アライメント光源から発射されたアライメント光を前記
基板上に形成された合せマークに照射する照射手段と、
該照射手段の照射により前記合せマークで反射して前記
露光用縮小レンズを透過した反射光に対して前記露光用
縮小レンズの前記アライメント光の波長における波面収
差を補正するホログラム手段と、該ホログラム手段で波
面収差が補正された前記反射光を検出する検出手段と、
該検出手段で検出した反射光をに基づいて前記マスクと
前記基板との相対的な位置合せをする位置合せ手段とを
更に備えさせることで達成される。 【0008】 【発明の実施の形態】先ず本発明を具体的に説明するに
先立って、その概要を説明すれば以下のようである。即
ち、本発明は、少なくともウエハ上の合せマークを照
明、もしくは検出する何れか一方の側にホログラムを用
いている。既に公知のように、ホログラムは物体の反
射、もしくは透過後の光の強度に関する情報のみでな
く、位相(波面)に関する情報を記録できる方法である。
そのため、縮小レンズのアライメント波長における波面
収差をホログラムに記録しておき、このホログラムを用
いて該縮小レンズのアライメント波長における収差を補
正するようにすれば、該縮小レンズを通してアライメン
ト光をウエハ上の合せマークに所望の形状、寸法を以て
照明することが可能となり、かつ上記合せマークで反射
したアライメント光を高い結像性能で検出することが可
能となる。 【0009】次に、本発明によるホログラムを用いた露
光装置のアライメント照明手段および検出手段の構成概
念と作用について、図16(a),(b),(c)により説明
する。図16(a)はホログラムの作成方法を示す斜視図
である。図16(a)に示すように、石英ガラスにて形成
された縮小レンズ3は、露光光(248.5nm)に対し
ては、ウエハ面SW と、レチクル面SR との間に高解像
の結像関係を有している。但し、例えば515nmのア
ライメント波長に対しては、ウエハ面SW 上のスリット
201(A)の像はレチクル面SR に形成されず、該レチ
クル面SR より大きく離れた位置 I に形成されるのみ
でなく、このスリット201(A)の像の解像度は著しく
劣化するため、この像を用いてウエハ像を検出し、アラ
イメントを行うことは、前述したように精度上不可能に
近い。そこで、図16(a)に示すように、縮小レンズ3
に対するウエハ面SW に相当する位置にマスク200を
設け、このマスク200上に幅1μm前後のスリット2
01(A)を形成し、このスリット201(A)をアライメ
ント光と同一波長のレーザ503″(又は513″)によ
り照射する(図1(a)では、シリンドリカルレンズ2
10を用いてスリット201(A)に効率良くレーザ光5
03″(又は513″)を照明している)。 【0010】このようにして、スリット201(A)を通
過したアライメント波長のレーザ光503(又は51
)は、ウエハ2面SW 上に幅1μmの光源があるか
の如く、スリット201(A)から発射される。このレー
ザ光503(又は513)は縮小レンズ3を透過する
と、前述のようにレチクル面に相当する面SR にスリッ
ト201(A)の像を形成しないで、その延長線上の位置
I にぼけた像を形成する。なお、スリット像は、必ず
しも実像とはならず、虚像になることもあるが、この場
合でも後述のように、本発明による方法は同様に実現さ
れる。上記位置AI に向うレーザ光503(又は51
)をミラー、又はハーフミラー51により折返して
位置 I ′に上記位置 I の鏡像を形成するようにし、
折返された光路の途中にホログラム記録媒体8を配置し
て、この記録媒体8を折返したレーザ光503(又は
513)が通過する位置81′(又は82′)に参照
光501′(又は511′)を重畳して照明し、ホログ
ラム干渉縞を上記ホログラム記録媒体8に記録する。 【0011】なお、上記参照光501′は、図16(a)
に示すように、OI(又はO D 点)にレーザ光50
1′(又は511′)が収束するように、集光レンズ80
を用いて形成される上記折返しレーザ光503が通
過する位置81′に形成される第1のホログラム81
は、物体光としてスリット200に主光線が垂直となる
レーザ光503″を用いて形成されているため、この第
1のホログラム81を、図16(b)に示すように、OI
点で収束される(OI 点で出射する)再生光で再生する
と、第1のホログラム81形成時の物体光が完全に再現
される。即ち、第1のホログラム81再生(回析)光は、
ミラー51と縮小レンズ3とを逆方向に辿って行くと、
図16(a)に示すスリット201の位置に相当する位置
にスリット201の幅1μmの開口像を形成する。した
がって、このスリット201の位置に相当する位置にウ
エハ上の合せマーク21が移動してくると、図16(b)
に示すように、合せマーク21を非常に狭い領域に限定
して照明することが可能となる。 【0012】また、上記ホログラム記録媒体8には、第
2のホログラム82が記録されている。この第2のホロ
グラム82は、次の方法によって形成される。即ち、図
16(a)において、スリット201の照明光53″は
その主光軸がウエハ面SW に対してθの入射角で照明さ
れる。スリット201を透過した透過光503は縮小
レンズ3およびミラー51を通過した後、ホログラム記
録媒体8の位置82′照射し、この位置82′で重畳
し、かつ点OD に集光する参照光511′との間に干渉
縞を形成するので、位置82′に第2のホログラム82
が形成される。この第2のホログラム82は、図(b)
に示すように、ウエハ上の合せマーク21(周期構造)か
らの回折光(回折角θ)を検出するために用いられる。 【0013】次に、上記ホログラムを用いた合せマーク
21からの回折光の検出方法について説明する。前記の
ように、ウエハ上の合せマーク21へのレーザ照明光5
03(図16(b)参照)は、第1のホログラム81に形成
され、この第1のホログラム81により生じるウエハ照
明光502はウエハ2の合せマーク21形成面に対して
垂直方向から照射する。その結果、周期構造(ピッチp)
の合せマーク21からの回折角θは、θ=sin-1(λ
/p)で反射し、縮小レンズ3およびミラー51を通過
した検出光52は、上記第2のホログラム82に入射
するため、この第2のホログラム82からの回折光51
1は、図16(c)に示すように、第2のホログラム82
を形成したときの参照光511′の集光点OD に集光す
る。 【0014】したがって、上記集光点OD に検出器(図
示せず)を設置することにより、合せマーク21の検出
が可能となる。 【0015】さて、本発明を以下、具体的に説明する。
先ず本発明をその一実施例を示す図1(a),(b)およ
び図2(a),(b)により説明すれば、これら図におい
て、1はレチクル(マスク)、10は回路パターンの原
画、2はウエハ、20は1回の露光によって焼付けられ
るフィールドにして、1〜数チップの回路パターンであ
る。21はウエハ2上の合せマークである。縮小レンズ
3により、レチクル1上の回路パターンの原画10は露
光光(図示せず)によりウエハ2上のフィールド20に縮
小結像される。4は照明手段にして、エキシマレーザ光
源(図示せず)から発射されたエキシマレーザ光4aがレ
チクル1上に、所望の指向性と照度均一性とを以て照射
されたとき、レチクル1上の回路パターンの原画10の
うち、1乃至数チップ毎の回路パターンがエキシマレー
ザ光4aによりウエハ2上に露光、転写される。上記合
せマーク21はウエハ2上に、各露光フィールド20毎
に、x方向合せマーク21x とy方向合せマーク21y
が設けられている。本実施例では、各合せマーク21
x ,21y を別の検出光学系で検出しているが、図で
は、x方向検出光学系50のみ図示している。しかし
て、このx方向検出光学系50はウエハ2上の合せマー
ク21にアライメントレーザ光501を照明する一方、
その反射光503(または513)を検出するもので、ミ
ラー51、ホログラム8、開口付きミラー52、集光レ
ンズ53,54および光検出器55から構成されてい
る。 【0016】次に、検出光学系50による検出方法につ
いて説明すれば、アライメント用レーザ光源(図示せず)
より出射したレーザ光501は集光レンズ53により開
口付きミラー52の開口部521に集光され、この開口
部521を通過した発散レーザ光501はホログラム記
録媒体8に記録されている第1のホログラム81を照射
する。この第1のホログラム81からの回折光502
は、既に図16を用い説明したように、ミラー51およ
び縮小レンズ3を通過した後、ウエハ2上に幅1μm程
度のスリット状の光503を照明する。このウエハ2上
には、図1(b)にその拡大図が示されているように、複
数個の凹パターン210をピッチpで配置した周期構造
の合せマーク21が設けられているので、ウエハ2をE
矢印方向に移動することによりスリット状の照明光50
3がこの合せマーク21を照明すると、O次正反射光以
外に、±1次、±2次… …の回折光を発生する。上記
±1次回折光は次の式で示される反射角度θで縮小レン
ズ3に飛び込む。 【0017】 【数1】 【0018】この±1次回折光は、縮小レンズ3を通過
後、ミラー51で反射してホログラム記録媒体8に記録
されている第2のホログラム82に入射する。この第2
のホログラム82は、図16を用い既に説明したよう
に、ウエハ2の面に相当する位置に配置されたスリット
20に入射角θで照明して形成されたホログラムであ
る。このため、合せマーク21から回折角θで回折して
きたレーザ光512が、上記のようにして、第2のホロ
グラム82に入射すると、この第2のホログラム82か
らの回折光(再生光)511は、図16に示すOD の位置
に相当する位置に集光する。他方、ウエハ2からの反射
光503が第2のホログラム82を照射し、回折しない
でそのまま透過するO次光は開口付きミラー52の開口
部521を通過する。上記第のホログラム8の1次
回折光511は開口付きミラー52の開口部521以外
の壁面のOD 位置で反射し、集光レンズ54により光検
出器55に集光される。この光検出器55は回折光51
1が集光されると、図2(b)に示されているように、検
出信号(I)が発生するため、この信号の中心位置とこの
中心位置を検出しているときのウエハ2の位置の情報が
求まれば合せマーク21のx方向の位置が求められる。
同様な方法により図示しないy方向の検出光学系にて合
せマーク21のy方向の位置が求められる。このように
して求められた合せマーク21のx,y方向位置情報を
基にして、ウエハ2とレチクル1との相対位置合せを、
図示しないウエハ粗動機構と、ウエハ又はレチクル微動
機構により行うことにより、ウエハ2上に正確にレチク
ル1の回路パターンの原画10を重ね露光することがで
きる。 【0019】なお、図1,図2においては、第2のホロ
グラム82を用いた場合を示しているが、これに限定さ
れるものでなく、第2のホログラム82を用いないで合
せマーク21からの1次回折光、もしくは±1次回折光
を直接検出することも可能である。 【0020】次に、本発明の他の一実施例を示す図3
(a),(b)について説明する。なお、図3(a),(b)に
おいて、前記図1,図2と同一符号のものは同一部品を
示している。即ち、図3(a),(b)においては、ウエハ
2上の合せマーク21を照射するスリット状のレーザ光
503は、図1,図2と同様、ウエハ2上の合せマーク
21形成面に対し垂直方向に入射するが、この場合は、
ウエハ2が固定されていてスリット状のレーザ光503
が図3(b)に示すE矢印方向に走査する。そして、この
スリット状のレーザ光503の走査は、照明レーザ光5
01′をガルバノミラー57により偏向することによっ
て実現している。即ち、ガルバノミラー57をZ軸を中
心にして僅少だけ偏向すると、集光レンズ53′で反射
板58に集光される位置が僅かにy方向に変位するの
で、その結果、ホログラム照明光501′は入射角度
僅かに変化して第1ホログラム81からの回折光503
はウエハ2上にスリット状ビーム503を形成し、これ
がx方向にガルバノミラー57の偏向と同期して移動す
る。このように、期状パターン210からなる合せマ
ーク21を回折光503が垂直方向に照明しつつ、その
照明位置を移動することによって、合せマーク21から
の反射回折光513は縮小レンズ3を透過後、第2のホ
ログラム82をその入射角度が僅かに変化されながら照
射するので、第2のホログラム82により再生される一
次回折光はビームスプリッタ56により反射され、開口
付き遮光板52′の開口部520に入って通過する。一
方、周期パターン210の正反射光は第1のホログラム
81に入射し、O次光および1次光は遮光板52′の開
口部520のない壁面の位置で遮光される。また、周期
パターン210の1次回折光は第2のホログラム82に
入射後も、O次光と同様、遮光板52′の開口部520
のない壁面の位置で遮光される。この結果、遮光板5
2′の開口部520では、所望の周期パターン210の
回折光のみ通過する。この所望の周期パターン210
の回折光512は開口部520で集光するが、上記で説
明したように、第2のホログラム82の入射角が変化し
ているため、この集光位置はウエハ2へのレーザ光4a
の照射位置の移動に伴って変化する。 【0021】更に、上記開口部520を透過した回折光
512の集光位置は結像レンズ550により一次元セン
サ55′上に結像される。したがって、駆動制御回路9
によりガルバノミラー57を偏向し、その間に一次元セ
ンサ55′への画像情報を取り込み、偏向終了後、一次
元センサ55′の情報を読み取れば、合せマーク21の
像(1次回折光による像)が信号として得られる。 【0022】次に、本発明を、更に異なる他の一実施例
を示す図4(a),(b)により説明する。なお、図と同
一部品は同一符号を以て示す。即ち、図4(a)において
は、合せマーク21が、図4(b)に示すように、棒状に
形成されている。また、レチクル1の回路パターンの原
画10の周辺一部に形成されたクロム膜(又は酸化クロ
ム膜)をミラー51″として用いている。即ち、ガルバ
ノミラー57で偏向された照明光501′はホログラム
81を照明し、その回折光502′はミラー51′、レ
チクルミラー51″で反射されて縮小レンズ3を通り、
棒状の合せマーク21を垂直方向に、かつその位置を変
えながら照明する。次いで、棒状の合せマーク21で反
射された光503′は、再び縮小レンズ3を通ってレチ
クル1上のミラー51″、ミラー51′で反射され、再
び第1ホログラム81に入射する。この第1のホログラ
ム81を通過し回折する光503′はビームスプリッタ
56で反射されて一点に集光する。この集光点は結像レ
ンズ550により一次元センサ55′上に結像される。
そのため、ガルバノミラー57の偏向によりウエハ2上
の合せマーク21への照射位置が変化し、同時に上記第
1のホログラム81を通過した回折光がビームスプリッ
タ56で反射され光位置が変化するので、一次元セン
サ55′には合せマーク21の像が得られる。したがっ
て、本実施例では、第1のホログラム81を照明用およ
び検出用として用い、前記の実施例と同様なタイミング
でガルバノミラー57と一次元センサ55′とを駆動す
ることにより合せマーク21の像(一次回折光による像)
が信号として得られる。 【0023】次に、本発明を、更に異なる他の一実施例
を示す図5(a),(b)により説明する。なお、前記図3
および図4と同一部品には同一符号を以て示す。本実施
例においては、ホログラム記録媒体8に3つのホログラ
ム81,83および83′が記録されている。第1のホ
ログラム81は、前記図4に示す第1のホログラム81
と同一機能を有しており、棒状の合せマーク21を垂直
方向に落射照射するとともに、その反射光を検出するの
に用いられる。第2のホログラム83は棒状の合せマー
ク21に入射する角度が、図5(b)に示すように、ψで
照明するために用いられる(但し、入射光504はy座
標およびz座標の面内にある)。図5(b)に示すよう
に、ウエハ2に入射角ψで入射した照明光504は、棒
状合せマーク21で反射角−ψで反射されると、この反
射光514は第3ホログラム83′を照射し、この第3
ホログラム83′で回折された後、ビームスプリッタ5
6で反射され、遮光板52′の開口部510を通って一
次元センサ55′に結像される。また、ウエハ2上の合
せマーク21を垂直方向に落射する場合には、遮光板5
2′の開口部510を通って、前記図4に示す場合と同
様に、一次元センサ55′に結像される。しかして、こ
れらウエハ2上に垂直方向から落射照明する場合と、傾
斜角ψで落射照明する場合との切換は、駆動制御回路9
からの駆動信号によりガルバノミラー59を偏向するこ
とによって行われる。また、このようにして、垂直方向
および傾斜角でそれぞれウエハ2上の合せマーク21を
照明し、反射された光514が一次元センサ55′で結
像され検出された信号は加算され、これによって傾斜角
側の信号が合せマーク21近傍のレジスト塗布むらによ
り検出波形が非対称性となるのを、垂直方向側の信号に
よって大幅に低減することができる。なお、2傾角照明
によるレジスト塗布むらに対する効果については、本
出願人による特許出願(特願昭61−41743号)に
既に記載されているように、2傾角を採用することによ
り実効的に2波長で検出することに相当し、レジスト内
干渉の強度変化が1傾角(1つの入射角)より小さくな
り、レジストの厚さ変化による影響を受けにくくなる
とが知られている。この点について、更に詳述すると、
図12(a)は波長が0.515nm検出のNA(開口数)
が0.42で、かつ照明角度が0°と23°との場合の
レジスト1の厚みと多重干渉強度を示した図である。同
図から明らかなように、レジスト1の厚みの変化に対
し、干渉強度が大きく変らない領域ででは、レジストの
塗布むらの影響を受けにくく、特にレジスト1の厚みが
1.5μm乃至3.0μmの範囲では、2傾角照明の効果
が大きく現われている。また、検出のNAが露光パター
ンの微細化に伴い大きくなる程、傾角照明の入射角度ψ
を大きくすることが可能となり、塗布むらの影響を除去
する上で有利である。なお、図12(b),(c)は2個の
ガルバノミラー57,59の駆動タイミング図、即ち、
偏向角Δθ57とΔθ59の経時変化であり、図12(c)に
示すように、経時変化t0 乃至t1 では傾角ψが0°の
とき垂直照明であり、経時変化t2 乃至t3 では傾角ψ
が23°のときの傾角照明である。図12(b),(c)に
示すように、経時変化t0 乃至t 3 間で得られる傾角ψ
=0°とψ=23°との照明に対する検出像の和を取る
ことにより、レジスト1の厚さ変化に対し、図12(a)
に示す関係が成立する。 【0024】次に、本発明を、更に異なる他の一実施例
を示す図6(a),(b),(c)により説明する。なお、前
記図4および図5と同一部品には同一符号を以て示す。
図6(a)においては、ウエハ2上の合せマーク21を検
出するのに、互いに波長がλ1 ,λ2 と異なる2個のレ
ーザ光501,5031を用いている。即ち、ホログ
ラム記録媒体8には、図6(c)に示すように、波長λ
1 用ホログラム821,822,82′と、波長λ2
用ホログラム831,831′,832,832′が形
成されている。また、上記波長λ1 用ホログラム82
1,822,822′および波長λ2 用ホログラム83
1,831′,832,832′のうち、波長λ1 用ホ
ログラム821,822と波長λ2 用ホログラム83
1,832は照明用であり、他の波長λ1 用ホログラム
822′と波長λ2 用ホログラム831′,832′
は検出用であり、特に波長λ1 用ホログラム821は検
出用を兼ねている。更に、これら波長の異なる7つのホ
ログラムは、図7(a),(b)に示す方法によって形成さ
れている。即ち、図16にホログラム作製法と照明時並
びに検出時の使用法を示した如く、図7(a),(b)にお
いて、実線の光線521,522,522′の波長λ1
および点線の光線531,531′,532,532′
の波長λ2 に対して、それぞれホログラム821,82
2,822′,831,831′,832,832′が
形成される。なお、一般に縮小レンズ3の露光光4a以
外の波長では、ウエハ2上の合せマーク(図(a)では
スリット201に相当)の像は波長λが異なると、
I1,AI2とで示すように、異なる位置に形成される。
これらの像はミラー51で折返されてAI1′,AI2′と
に結像する。そのため、上記各光線521,522,5
22′,531,531′,532,532′の光路中
にホログラム記録媒体8を設置すれば、波長λ1 の参照
光501と波長2 の参照光511をホログラム記録媒体
8上で重ね露光してホログラム821,822,82
2′,831,831′,832,832′を形成す
る。なお、図7(a)に示す、いわゆる物体光はスリット
201を、図7(b)に示すように、波長λ1 の光線52
1、あるいは波長λ2 の光線531で照明することによ
り、スリット201を通過するスリット透過光として得
たものである。このようにして得られた物体光に対して
形成された波長λ1 のホログラム821、あるいは波長
λ2 ホログラム831の他に、図7(b)に示すように、
スリット201の入射角ψを変化させる。即ち、波長λ
1 と波長λ2 に対しそれぞれ光線522,522′,5
31′,532,532′を形成し、これらの光線52
2,522′531′532,532′をスリット20
1に照射し、その透過光を物体光としてホログラム82
2,822′および831′,832,832′を形成
する。この際、参照光は上記ホログラム821,831
を形成したときと同様に、位置OI に集光する参照光5
01,511を用いる。但し、参照光501,511は
形成しようとするホログラム822,822′および8
31′,832,832′以外の部分を露光すると、か
ぶり現象が発生して他のホログラム821,831の回
折効率を低下させてしまうので、必要な部分以外へのか
ぶり露光をさけるためのマスク(図示せず)をホログラム
記録媒体8近傍のレチクル1側に設置している。 【0025】このようにして形成されたホログラム82
1,822,822′,831,831′,832,8
32′を図(a),(b)に示す縮小露光装置に設置し、
これらホログラム821,822,822′,831,
831′,832,832′に再生レーザ光を照明する
と、この再生レーザ光がガルバノミラー57により偏向
されることによって、既に説明したように、照射ビーム
5031がウエハ2の合せマーク21上を、図(b)に
す矢印方向に走査するので、ウエハ2から反射され
レーザ光5031′は、傾角ψ=0゜のときには、照射
時と同一のホログラム821に、また、傾斜角ψ>0゜
のときには、上記のホログラム821を中心にしてその
対称の位置にあるホログラム、例えば照明時のホログラ
ムが831のときには、ホログラム831′で検出され
る。図6(a)に示す各ホログラムにより照明、あるいは
検出される条件を以下に表1として示す。 【0026】 【表1】 【0027】したがって、表1に示すように、ホログラ
ムを形成すれば、前記特願昭61−41743号に記載
されているように、レジスト塗布むらに対し検出波形の
非対称性が小さくなる。したがって、検出誤差の小さな
ウエハ合せマーク21の検出を行うことができる。 【0028】なお、図6(a)のガルバノミラー59は第
2のガルバノミラーであり、波長λ1 とλ2 の光を同時
にホログラムに照射するとともに、ガルバノミラー59
を偏向することにより、ウエハへの入射角度を変える機
能を有する。即ち、ホログラム821と831はガルバ
ノミラー59の1つの偏向角により、同時に波長λ1
λ2 のレーザにより照明され、ガルバノミラー59の偏
向角を変えることにより、ホログラム822と832が
波長λ1 と波長λ2 のレーザにより同時に照明される。
このようにして、2波長(λ1 ,λ2 )に対し2つの入射
角で検出された信号を合成し、合成された波形の中心位
置を求める。 【0029】次に、本発明による合せマーク検出方法に
ついて更に詳細に説明する。図13(a),(b),(c)は
合せマークを検出する際の2個のガルバノミラーの偏向
角の経時変化と、合せマークへの入射光および合せマー
クからの反射光を示している。なお、2個のガルバノミ
ラーおよび検出器の駆動制御は図示しない駆動制御回路
(前記図3,図5を参照のこと)で行っている。時刻t0
〜t1 の間には、図1(c)に示すように、波長λ1
よびλ2 の光は入射角ψλ1 =0°,ψλ2 =3°で合
せマーク21に入射する。入射角3゜の傾角は合せマー
ク21の長手方向に垂線より3°傾けた方向に付けた角
度である。2つの波長λ1 ,λ2 で照明する間(t0
1 )に図のガルバノミラー57を僅かに偏向し、合
せマーク21をスリット状の照明光5031と5021
が検出方向(図矢印)に動かす。前述した如く、合せマ
ーク21からの反射光5021′,5031′は、両波
長λ1 ,λ2 ともリニアセンサ55′上に集光し、しか
もスリット状照明光5031,5021の走査に応じて
リニアセンサ55′上の集光位置が変化する。したがっ
て、t0 〜t1 の間のガルバノミラー57の走査が終れ
ば、合せマーク21の像がリニアセンサ55′に蓄積さ
れているので、t0 〜t1 の間に蓄積された像を読み取
ればよい。次に、図のガルバノミラー59を時刻t2
〜t3の間、一定量偏向し、ホログラム822と832
を同時に照明することにより、図13(a)に示すよう
に、合せマーク21に対し、波長λ1 のレーザ光502
2は入射角20°,λ2 のレーザ光5032は2°で
照明し、上記の方法同様に、両波長λ1 ,λ2 での検出
波形を得る。このように、2つの波長λ1 ,λ2 に対し
上記2種の入射角度0°,3°および20°,23°
合せマーク21に照射した結果として得られる4つの波
形の合成検出強度は、レジスト1の厚みdの変化に対
し、図14に示す干渉強度として得られる。但し、本実
施例では、λ1=514.5nm,λ2 =543.5nm
である。図14から明らかなように、本実施例では、レ
ジスト1の厚みdが1〜4.5μmの範囲に亘って干渉
強度変化が小さくなり、特に、レジスト1の厚みdが
1.5〜4μmの範囲では、最大干渉強度変化の1/5
以下となっている。この結果、合せマーク21のエッジ
部近傍で生じるレジスト1の塗布むらによって発生する
検出パターンの非対称性は大幅に低減できる。図15は
この非対称性の低減を示した図である。図15(a)は基
板42上のレジスト43の塗布むらを示しており、レジ
スト43の厚さdが2.3μmあり、塗布むらが0.1
μmある場合である。従来の単純な2波長検出(垂直入
射のみ)では、図15(b)に示すような波形となる。こ
れに対し、本実施例での検出波形は図15(c)のように
なり、検出波形の非対称性は大幅に少なくなり、真のマ
ーク中心から検出中心までの距離Δx、即ち、検出誤差
は0.16μmから0.04μmに大幅に低減されてお
り、高精度検出が実現されている。 【0030】次に、本発明を、更に異なる他の一実施例
を示す図8により説明する。図8においては、次の問題
を解決するための実施例である。即ち、波長λの短いエ
キシマレーザ露光光(例えばλe=248.5nm)に対
し製作された縮小レンズ3に対して、可視光の光で検出
すると、特に縮小レンズ3が石英ガラスのみから形成さ
れる場合、ウエハの像はレチクル1側に実像を結ばす、
ウエハ2側に虚像を形成することがある。これは、石英
ガラスの屈折率の分散が248.5nm近傍で大きくな
るためである。このような虚像を作ると、ウエハ2上の
合せマーク21を可視光で照明した光501は、集光レ
ンズ53を透過後、大きく広がってしまう。図8の実施
例では、この問題を解決するため、広がった光を凸レン
ズ84で集光し、ビーム径を小さくしている。即ち、図
9(a)に示すように、ウエハ上合せマーク(図9(a)
のスリット201に相当)から出射した可視のアライメ
ント光513′を凸レンズ84によりAI ″位置に集光
する。この集光位置AI ″と、集光レンズ84の中間位
置に配置したホログラム記録媒体8上では、適度の広が
りとなる。図9(a)は凸レンズ84を含んだ縮小レンズ
光学系3の波面収差補正用ホログラム81の作製方法を
示したものである。上記の如く、凸レンズ84によりス
リット201を透過した検出用レーザ光513′はA
I ″に集光する。上記光路中に配置されたホログラム記
録媒体8を通過する部分に、集光位置OI に集光する参
照光501を重ね露光し、波面収差補正機能を有する照
明、かつ検出用のホログラム81を形成する。図9(b)
はこのようにして形成されたホログラム81を用い、上
記凸レンズ84を組込んでウエハ2上の合せマーク21
を、スリット201のスリット幅とほぼ同程度の広がり
で照明する照明系の原理図を示している。このように、
ホログラム81の波面収差補正機能を用いれば、OI
に集光し、ホログラム81の形成時の参照光路を逆に辿
る光52をホログラム81に照明すれば、上述のスリ
ット幅にほぼ等しい狭い範囲のウエハ照明が実現され
る。このようにして、ウエハ2上の合せマーク21に照
明して反射した光51は、図9(c)に示すように、縮
小レンズ3、凸レンズ84を通ってホログラム81に入
射し、一次回折光511が集光点OD に集光する。した
がって、図8に示すように、ウエハ合せマーク検出系5
0を構成し、棒状マーク21をホログラム81を用いて
照明、検出することにより、ウエハの矢印方向の走査に
応じ、合せマーク21の波形信号が光検出器55により
得られる。 【0031】次に、本発明を、更に異なる他の一実施例
を示す図10(a),(b),(c)により説明する。図10
(a),(b),(c)においては、ウエハ20上の合せマー
ク21への照明光が前記の実施例とは異なっている。即
ち、図10(a)では、合せマーク照明光は、合せマーク
21の部分を照明するのではなく、合せマーク21全体
とその周辺も若干含めて広く照明している。この照明光
はウエハ2の面上ではほぼ平行光束に近い波面を有して
いる。この照明光を発生するホログラムが85である。
このホログラム85は図11に示す方法により製作され
る。即ち、ウエハ2の面に相当する位置にピンホール板
220が配置される。このピンホール板220には、そ
の直径がウエハ合せマーク21より若干大きいピンホー
ル221が穿たれている。このピンホール221に下方
よりコリメータレンズ系231,232を用い、細い平
行レーザービーム513″′を照射する。ここを透過し
たレーザ光513″′は縮小レンズ3、ミラー51、凸
レンズ84を経て、ホログラム記録媒体8を比較的狭い
範囲で照明する(ピンホール221の径が前出のスリッ
ト幅に比べて大きいので、回折による広がりが小さいた
め)。他方、同一レーザ光源より得られた参照光50
1′はレンズ80により集光点OI に集光し、かつホロ
グラム85上でピンホール透過光と重畳する。このよう
にして形成されたホログラム85を、図11(b)に示す
ように、集光点OI より出射するごとき再生光で再生す
ると、図11(c)に拡大図を示す如く、ウエハ上の合せ
マーク21全体を平面波(平行光)で照明する光505
得られる。図11(a)に示す如く、ホログラム記録媒体
8には、図11で説明した照明用ホログラム85以外
に、図1の実施例で説明した、合せマーク21からの回
折光505′を検出するためのホログラム82(8
2′、但し、82′は−1次回折光検出用)も記録され
ている。但し、図10(a)の実施例では、図1とは異な
り、ホログラム82は凸レンズ84を用いて作られてい
る。ホログラム82は、図16にその原理を示すよう
に、スリット透過光の波面をOD 点に集光する参照光5
11′により記録されたものである。しかも図3の実施
例で説明したように、スリット状照明光503(図3)の
走査により、検出回折像OD はその場所が変化する。こ
のことより、図10に示す実施例のように、合せマーク
21全体を照明し、ホログラム82で検出すれば、合せ
マーク21の回折光505′による合せマーク21の像
がOD 位置に形成されることになる。この像を結像レン
ズ550により一次元センサ55′上に結像すれば、合
せマーク21の検出信号が図10(b)の如く得られ、精
度の高い検出信号が可動部を設けることなく検出される
ことになる。なお、52′は開口部付きのミラーであ
る。 【0032】次に、本発明の一実施例であり、ホログラ
ムとして、縮小レンズ3の設計データからホログラム8
2を形成し、このホログラム82を用いてアライメント
を行う方法について説明する。縮小レンズ3に対するウ
エハ2の面に相当する位置におかれた上記の実施例にお
けるホログラム作成用のマスク200上の開口を通過す
るアライメント波長の光が、レンズを通過した後のホロ
グラム位置での波面収差は計算によりも求まる。同様
に、ホログラム作成時の参照光のホログラム位置での波
面も求めることができる。したがって、両光のホログラ
ム位置における干渉パターンは理論的に求めることが可
能となる。この干渉縞強度I(x.y)を示す式は、例え
ば以下のようである。 【0033】 【数2】 【0034】上式中、φRL(x,y)は縮小レンズ透過後
の波面(位相)であり、φR (x,y)は参照光の波面(位
相)である。したがって、上記I(x,y)の平均強度(=
)より大の部分は透明、小の部分は不透明にする。こ
のような2値化干渉像をEB描画装置で5倍に拡大して
描画する。EB描画装置の特性上、最小描画単位は決ま
っているから、この最小描画単位でI(x,y)をサンプ
リングし、各サンプリング点における強度が以上か、
以下かに分け、そのサンプル点の描画データ値(抜き
パターンか否か)を決定し、EB描画データを作成す
る。このデータを基に、EB描画装置を用いレチクルを
描画する。このレチクルは前述の如く、最終的なホログ
ラムの干渉パターンの5倍になっているので、これを縮
小露光装置のレチクルステージに搭載し、ウエハステー
ジにはレジストを塗布したガラスウエハを搭載し、レチ
クルの干渉パターンを1/5に縮小露光する。露光され
たウエハを現像し、ガラスを所望の段差パターンが生じ
るようにエッチングし、ホログラムが完成する。このよ
うにして作成されたホログラムはガラスウエハ上に多数
作られているので、これを切断し、前述のホログラムの
位置に実装すればよい。 【0035】なお、上記実施例では、ホログラムは何れ
も透過型であるが、反射型のものを用いても本発明は実
現可能である。また、合せマークの照明光は縮小レンズ
とウエハの間隙より導入して合せマークを照明し、その
合せマークからの反射散乱光の検出は縮小レンズを通し
上述の検出用ホログラムを用いることによっても、高い
精度の合せマーク検出が可能である。 【0036】 【発明の効果】本発明によれば、露光光である短波長の
エキシマレーザ光に対し十分波長の長い可視光をアライ
メント光として用いることにより、レジストに影響を与
える(かぶり)ことなく、また、レジストを良く透過する
ため、レジストの影響を受けることなく(ウエハ合せマ
ークが検出可能)、ウエハ合せマークを縮小レンズを介
して検出することが可能となった。これにより、以下に
示す大きな効果(1)〜(3)が得られる。 【0037】(1)縮小レンズを介し検出するため、アラ
イメント精度のより一層の向上(0.15μm→0.08
μm)が図れる。即ち、縮小レンズを介さずに別の検出
系を設けると、縮小レンズ光軸と検出系光軸の、温度や
振動による間隔の微小な変化がそのまま検出誤差となる
が、縮小レンズを介し検出すれば、縮小レンズ透過後の
検出系の上記温度や振動による誤差は、縮小レンズ透過
後は大略1/5(拡大倍率が1/5の縮小レンズの場合)
となる。 【0038】(2)露光光に近い短波長光をアライメント
検出光に用いると、照明光によりレジストが露光される
のみならず、レジスト内を照明光が透過しにくく、検出
信号レベルが大幅に低下し、良好な検出波形が得られ
ず、検出精度が低下する。本発明はこの問題を完全に解
決している。即ち、この問題を解決するための一方法と
して、ウエハ上の合せマーク部分を予め部分露光し、レ
ジストを現像除去することも可能である。しかし、この
ように余分な工程を増やすと、コスト増大になるばかり
でなく、余分な工程を増やすことになり、歩留りの低下
をもたらすことになる。この点からも本発明の方法はコ
スト、歩留り上、大幅に有利である。 【0039】(3)更に、本発明の大きな効果はウエハ上
の合せマークを無収差で結像し、検出できる点である。
縮小レンズ自体は露光光に対してのみ無収差に近い結像
性能を有しているが、その反面、その露光光とは異なる
波長に対しては各種収差を含み、特に波長が大きく異な
る程、この問題は厳しくなる。このように収差をレンズ
系で補正することも不可能ではないが、検出光軸は露光
光軸と一致せず、露光光軸に対し傾いたものとなる。こ
のため、レンズ系による補正は極めて困難となる。しか
るに、本発明によれば、ホログラムの本来の性質とし
、縮小レンズにおけるアライメント検出光に対する収
差がホログラムに予め記録されていれば、この収差を含
んだ波面を再現性良好として再生することが可能なた
め、無収差(回折限界)でのウエハ照明と、検出が可能と
なり、従来のg線やi線の縮小レンズを用いる縮小露光
装置のアライメント法でも達成し得なかった高解像検出
を、露光光以外の波長で実現することが初めて可能とな
った。この結果、上述の従来の縮小露光装置では達成で
きないアライメント精度が実現できるようになった。 【0040】また、本発明の2波長を用いるアライメン
ト検出方法においては、2波長によって生じる縮小レン
ズの色収差の問題に対し、従来、色収差に伴う結像位置
の不一致を補正する光路補正光学系を必要としたが、こ
のような余分な光学系を用いずに同一検出器に同一光学
系を用いて結像することが可能となり、装置構成の簡略
化とコスト低減が図れる。更に、単波長、あるいは多波
長のレーザ光を各種入射角で照明し、像を合成すること
により塗布むらの影響を低減することも容易に可能とな
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】図1は本発明の一実施例である半導体露光装
置を示す説明図にして、(a)は全体の説明図、(b)はウ
エハを照明する照明光の拡大斜視図 【図2】図2は図1に関連した説明図にして、(a)は
検出光学系の説明図、(b)は検出器に発生する検出信号
曲線図 【図3】図3は本発明の他の一実施例である半導体露
光装置を示す説明図にして、(a)は全体の説明図、(b)
はウエハを照明する照明光の拡大斜視図 【図4】図4は本発明の他の一実施例である半導体露
光装置を示す説明図にして、(a)は全体斜視図、(b)は
ウエハを照明する照明光の拡大斜視図 【図5】図5は本発明の他の一実施例である半導体露
光装置を示す説明図にして、(a)は全体の説明図、(b)
はウエハを照明する照明光の拡大斜視図 【図6】図6は本発明の他の一実施例である半導体露
光装置を示す説明図にして、(a)は全体説明図、(b)は
ウエハを照明する照明光の拡大斜視図、(c)はホログラ
ム記録媒体を示す図 【図7】図7(a)は図5に示すホログラムの形成方法
用説明図、図7(b)はスリットを照明する照明光の説
明図 【図8】図8は本発明による検出光学系の他の一実施
例を示す説明図 【図9】図9は本発明による検出光学系の他の一実施
例を示す説明図にして、(a)は全体説明図、(b)はホロ
グラムの形成方法用説明図、(c)はウエハ照明系の原理
図 【図10】図10は本発明による検出光学系の他の一
実施例を示す説明図にして、(a)は全体説明図、(b)は
検出器に発生する発生信号曲線図、(c)はウエハを照明
する照明光の拡大斜視図 【図11】図11は本発明によるホログラム形成方法
の他の一実施例を説明するための図にして、(a)はその
全体を示す説明図、(b)は再生光の説明図、(c)はウエ
ハ上の合せマークを照明する照明光を示す拡大図、(d)
はピンホール板を示す拡大図 【図12】図12は本発明による2波長2傾照明の一
実施例を示す説明図にして、(a)はレジストの厚さと干
渉強度との関係を示す図、(b)はガルバノミラー駆動タ
イミング図、(c)は偏向角と時系列との関係を示す図 【図13】図13は本発明による2波長2傾照明の他
の一実施例を示す説明図にして、(a)は2波長、2傾照
明光のウエハの合せマークを照射し、反射する状態を示
す説明図、(b)はガルバノミラー駆動タイミング図、
(c)は2波長、2傾照明のタイミング図 【図14】図14は図12におけるレジストの厚さと
干渉強度との関係を示す図 【図15】図15は合せマークのエッジ部近傍でレジ
スト塗布によって発生する検出パターンの非対称性の低
減を示す図にして、(a)はレジスト塗布むらを示す図、
(b)は従来の単純な2波長検出パターンの波形を示す
図、(c)は本発明による2波長検出パターンの波形を示
す図 【図16】図16(a)〜(c)は本発明による収差
補正ホログラムの形成方法および使用方法を示す図 【符号の説明】 1…レチクル、2…ウエハ、21…合せマーク、3…縮
小レンズ、4…露光照明系、55…光検出器、55′…
一次元センサ、8…ホログラム記録媒体、81,82,
82′,83,83′,821,822,822′,8
31,831′,832,832′…ホログラム、5
7,59…ガルバノミラー、84…凸レンズ、80…参
照光発生用レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉武 康裕 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所 生産技術研究所 内 (56)参考文献 特開 昭56−110234(JP,A) Applied Optics,Vo l.18,No.14,15 July 1979 pp2385−2393 光学ニュース 第103号 1969年6月 p・3−9 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 9/00 H01L 21/68

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.露光光としてエキシマレーザを用い、該エキシマレ
    ーザをマスクに照射して該マスクに形成されたパターン
    を該マスクと相対的に位置合せされた基板上に露光用縮
    小レンズを介して投影露光する半導体露光方法であっ
    て、前記エキシマレーザより波長の長いアライメント光
    を前記露光用縮小レンズの前記アライメント光の波長に
    おける波面収差を補正するホログラムと前記露光用縮小
    レンズとを介して前記基板上に形成された合せマークに
    照射し、該照射による前記合せマークからの反射光を前
    記露光用縮小レンズを介して検出し、該検出した反射光
    に基づいて前記マスクと前記基板との相対的な位置合せ
    をした状態で前記エキシマレーザを前記マスクに照射し
    て該マスクに形成されたパターンを前記基板上に0.1
    5μmよりも小さい値のアライメント精度で投影露光す
    ることを特徴とする半導体露光方法。 2. 前記基板に照射されるアライメント光が、スリッ
    ト状の断面形状を有することを特徴とする請求項1記載
    の半導体露光方法。 3.前記アライメント光を、前記基板上の合せマークに
    対して相対的に走査することを特徴とする請求項記載
    の半導体露光方法。 4.前記アライメント光が複数の波長を有していること
    を特徴とする請求項記載の半導体露光方法。 5.前記複数の波長のアライメント光を、それぞれ互い
    に異なる角度から前記基板上に照射することを特徴とす
    る請求項記載の半導体露光方法。 6.露光光としてエキシマレーザを用い、該エキシマレ
    ーザをマスクに照射して該マスクに形成されたパターン
    を該マスクと相対的に位置合せされた基板上に露光用縮
    小レンズを介して投影露光する半導体露光方法であっ
    て、前記エキシマレーザより波長の長いアライメント光
    を前記基板上に形成された合せマークに照射し、該照射
    により前記合せマークで反射して前記露光用縮小レンズ
    を透過した反射光を前記露光用縮小レンズの前記アライ
    メント光の波長におけ る波面収差を補正するホログラム
    を介して検出し、該検出した反射光に基づいて前記マス
    クと前記基板との相対的な位置合せをした状態で前記エ
    キシマレーザを前記マスクに照射して該マスクに形成さ
    れたパターンを前記基板上に0.15μmよりも小さい
    値のアライメント精度で投影露光することを特徴とする
    半導体露光方法。 7.前記基板に照射されるアライメント光が、スリット
    状の断面形状を有することを特徴とする請求項6記載の
    半導体露光方法。 8.前記アライメント光を、前記基板上の合せマークに
    対して相対的に走査することを特徴とする請求項6記載
    半導体露光方法。 9.前記アライメント光が複数の波長を有していること
    を特徴とする請求項6記載の半導体露光方法。 10.前記複数の波長のアライメント光を、それぞれ互
    いに異なる角度から前記基板上に照射することを特徴と
    する請求項9記載の半導体露光方法。 11.エキシマレーザの露光光源を有し、該エキシマレ
    ーザをマスクに照射して該マスクに形成されたパターン
    を該マスクと相対的に位置合せされた基板上に露光用縮
    小レンズを介して投影露光する半導体露光装置であっ
    て、該半導体露光装置が、前記エキシマレーザより波長
    の長いアライメント光を発射するアライメント光源と、
    前記アライメント光源から発射されたアライメント光を
    通過、または反射させる前記露光用縮小レンズの前記ア
    ライメント光の波長における波面収差を補正するホログ
    ラム手段と、該ホログラム手段を通過、または反射した
    アライメント光を前記露光用縮小レンズを介して前記基
    板上に形成された合せマークに照射する照射手段と、該
    照射手段により照射されて前記合せマークで反射した反
    射光を前記露光用縮小レンズを介して検出する検出手段
    と、該検出手段で検出した反射光に基づいて前記マスク
    と前記基板との相対的な位置合せをする位置合せ手段と
    を更に備え、該位置合せ手段で前記マスクと前記基板と
    の相対的な位置合せをした状態で前記エキシマレーザを
    前記マスクに照射することにより該マスクに形成された
    パターンを前記基板上に0.15μmよりも小さい値の
    アライメント精度で投影露光することを特徴とする半導
    体露光装置。 12.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を発生することを特徴とする請求項11記載の
    導体露光装置。 13.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を、それぞれ互いに異なる角度から前記基板上に
    照射することを特徴とする請求項12記載の半導体露光
    装置。 14.エキシマレーザの露光光源を有し、該エキシマレ
    ーザをマスクに照射して該マスクに形成されたパターン
    を該マスクと相対的に位置合せされた基板上に露光用縮
    小レンズを介して投影露光する半導体露光装置であっ
    て、該半導体露光装置が、前記エキシマレーザより波長
    の長いアライメント光を発射するアライメント光源と、
    前記アライメント光源から発射されたアライメント光を
    前記基板上に形成された合せマークに照射する照射手段
    と、該照射手段の照射により前記合せマークで反射して
    前記露光用縮小レンズを透過した反射光を通過、または
    反射させる前記露光用縮小レンズの前記アライメント光
    の波長における波面収差を補正するホログラム手段と、
    該ホログラム手段を透過、または反射した前記反射光を
    介して検出する検出手段と、該検出手段で検出した反射
    光に基づいて前記マスクと前記基板との相対的な位置合
    せをする位置合せ手段とを更に備え、該位置合せ手段で
    前記マスクと前記基板との相対的な位置合せをした状態
    で前記エキシマレーザを前記マスクに照射することによ
    り該マスクに形成されたパターンを前記基板上に0.1
    5μmよりも小さい値のアライメント精度で投影露光す
    ることを特徴とする半導体露光装置。 15.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を発生することを特徴とする請求項14記載の
    導体露光装置。 16.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を、それぞれ互いに異なる角度から前記基板上に
    照射することを特徴とする請求項15記載の半導体露光
    装置。 17.エキシマレーザの露光光源を有し、該エキシマレ
    ーザをマスクに照射して該マスクに形成されたパターン
    を該マスクと相対的に位置合せされた基板上に露光用縮
    小レンズを介して投影露光する半導体露光装置であっ
    て、該半導体露光装置が、前記エキシマレーザより波長
    の長いアライメント光を発射 するアライメント光源と、
    前記アライメント光源から発射されたアライメント光の
    波長における前記露光用縮小レンズの波面収差を補正す
    るホログラム手段と、該ホログラム手段で波面収差が補
    正されたアライメント光を前記露光用縮小レンズを介し
    て前記基板上に形成された合せマークに照射する照射手
    段と、該照射手段により照射されて前記合せマークで反
    射した反射光を前記露光用縮小レンズを介して検出する
    検出手段と、該検出手段で検出した反射光に基づいて前
    記マスクと前記基板との相対的な位置合せをする位置合
    せ手段とを更に備えたことを特徴とする半導体露光装
    置。 18.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を発生することを特徴とする請求項17記載の
    導体露光装置。 19.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を、それぞれ互いに異なる角度から前記基板上に
    照射することを特徴とする請求項18記載の半導体露光
    装置。 20.エキシマレーザの露光光源を有し、該エキシマレ
    ーザをマスクに照射して該マスクに形成されたパターン
    を該マスクと相対的に位置合せされた基板上に露光用縮
    小レンズを介して投影露光する半導体露光装置であっ
    て、該半導体露光装置が、前記エキシマレーザより波長
    の長いアライメント光を発射するアライメント光源と、
    前記アライメント光源から発射されたアライメント光を
    前記基板上に形成された合せマークに照射する照射手段
    と、該照射手段の照射により前記合せマークで反射して
    前記露光用縮小レンズを透過した反射光に対して前記露
    光用縮小レンズの前記アライメント光の波長における波
    面収差を補正するホログラム手段と、該ホログラム手段
    で波面収差が補正された前記反射光を検出する検出手段
    と、該検出手段で検出した反射光をに基づいて前記マス
    クと前記基板との相対的な位置合せをする位置合せ手段
    とを更に備えたことを特徴とする半導体露光装置。 21.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を発生することを特徴とする請求項20記載の半
    導体露光装置。 22.前記アライメント光源が、複数の波長のアライメ
    ント光を、それぞれ互いに異なる角度から前記基板上に
    照射することを特徴とする請求項 21記載の半導体露光
    装置
JP29289995A 1995-11-10 1995-11-10 半導体露光方法とその装置 Expired - Lifetime JP2863725B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29289995A JP2863725B2 (ja) 1995-11-10 1995-11-10 半導体露光方法とその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29289995A JP2863725B2 (ja) 1995-11-10 1995-11-10 半導体露光方法とその装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62161296A Division JPH065663B2 (ja) 1987-06-30 1987-06-30 半導体露光方法及びその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08335550A JPH08335550A (ja) 1996-12-17
JP2863725B2 true JP2863725B2 (ja) 1999-03-03

Family

ID=17787842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29289995A Expired - Lifetime JP2863725B2 (ja) 1995-11-10 1995-11-10 半導体露光方法とその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2863725B2 (ja)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56100234A (en) * 1980-01-10 1981-08-12 Hitachi Heating Appliance Co Ltd Cooking utensil
JPS56110234A (en) * 1980-02-06 1981-09-01 Canon Inc Projection printing device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Applied Optics,Vol.18,No.14,15 July 1979 pp2385−2393
光学ニュース 第103号 1969年6月 p・3−9

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08335550A (ja) 1996-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6242754B1 (en) Method of detecting position of mark on substrate, position detection apparatus using this method, and exposure apparatus using this position detection apparatus
US5004348A (en) Alignment device
US4668089A (en) Exposure apparatus and method of aligning exposure mask with workpiece
KR100209463B1 (ko) 근접 리소 그래픽 시스템의 횡축 위치 측정 장치 및 방법
JP3081289B2 (ja) 基板上にマスクパターンを投影する装置
EP0520625B1 (en) Alignment device
EP1463096B1 (en) Exposure device, exposure method, and method of producing semiconductor device
JPH065663B2 (ja) 半導体露光方法及びその装置
US8416423B2 (en) Interferometric apparatus for detecting 3D position of a diffracting object
US5504596A (en) Exposure method and apparatus using holographic techniques
WO1998057362A1 (fr) Capteur et procede servant a detecter la position de la surface d'un objet, dispositif d'alignement comportant ce capteur et procede servant a fabriquer ce dispositif d'alignement et procede servant a fabriquer des dispositifs au moyen de ce dispositif d'alignement
JP3564210B2 (ja) 共焦点光学装置
JP2863725B2 (ja) 半導体露光方法とその装置
US4701050A (en) Semiconductor exposure apparatus and alignment method therefor
JPH06267824A (ja) 露光方法
CA1193030A (en) Alignment device for integrated circuit manufacturing machines
JPH02272305A (ja) 位置合わせ装置及び位置合わせ方法
JP2730089B2 (ja) 投影露光装置及び方法
EP0464081A1 (en) Method of manufacturing an optical disc
JPH08124830A (ja) 投影露光装置
JPH06310404A (ja) 投影露光装置
JPH01212436A (ja) 位置検出装置及び該装置を用いた投影露光装置
JP2787698B2 (ja) アライメント装置および位置検出装置
JPH06244084A (ja) ホログラフィを用いた露光方法及び装置
JPH065662B2 (ja) 露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071211

Year of fee payment: 9