JP2915051B2 - パターン形成方法及びその装置 - Google Patents
パターン形成方法及びその装置Info
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- JP2915051B2 JP2915051B2 JP2042453A JP4245390A JP2915051B2 JP 2915051 B2 JP2915051 B2 JP 2915051B2 JP 2042453 A JP2042453 A JP 2042453A JP 4245390 A JP4245390 A JP 4245390A JP 2915051 B2 JP2915051 B2 JP 2915051B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造方法及び装置に係り、縮小投影露
光装置、Ｘ線露光装置あるいは、電子線描画装置の位置
合わせ精度を向上させるのに好適なパターン形成方法及
び、その装置に関する。
光装置、Ｘ線露光装置あるいは、電子線描画装置の位置
合わせ精度を向上させるのに好適なパターン形成方法及
び、その装置に関する。
ウエーハプロセスの影響を受けにくい位置検出光学系
として、ウエーハ裏面に設けたパターン位置を検出する
方法がある。この従来の裏面検出は、特公昭55−46053
号公報に記載のように、試料の裏側のマーク位置のみを
検出していた。
として、ウエーハ裏面に設けたパターン位置を検出する
方法がある。この従来の裏面検出は、特公昭55−46053
号公報に記載のように、試料の裏側のマーク位置のみを
検出していた。
0.35μｍルール以降のデバイスの製造には、0.1μｍ
より高いアライメント精度が要求される。この精度は、
従来のように試料の表面のマークを検出する方法では、
レジストの塗布むらやマークのダメージ等に起因する検
出誤差によつて達成が困難となる。このような背景か
ら、特公昭55−46053号公報に記載のような試料の裏面
マークを検出する方法が有効となつてきている。ところ
が、試料の裏面マークを検出する場合0.2μｍルール以
降のデバイスのアライメント精度0.03μｍを達成するに
は、次のような新たな問題が生じる。それは、今までは
無視できた誤差要因であるが、試料の傾きにより試料面
が設定基準面からずれると試料の厚みのために、マーク
のある裏側とパターンを形成する表側の位置ずれから生
じる位置検出誤差である。
より高いアライメント精度が要求される。この精度は、
従来のように試料の表面のマークを検出する方法では、
レジストの塗布むらやマークのダメージ等に起因する検
出誤差によつて達成が困難となる。このような背景か
ら、特公昭55−46053号公報に記載のような試料の裏面
マークを検出する方法が有効となつてきている。ところ
が、試料の裏面マークを検出する場合0.2μｍルール以
降のデバイスのアライメント精度0.03μｍを達成するに
は、次のような新たな問題が生じる。それは、今までは
無視できた誤差要因であるが、試料の傾きにより試料面
が設定基準面からずれると試料の厚みのために、マーク
のある裏側とパターンを形成する表側の位置ずれから生
じる位置検出誤差である。
本発明は、上記の試料裏面の全面または、マーク近傍
の傾きを考慮し、これに起因する誤差が実質的に無くな
る新しい裏面マーク位置検出光学系を提供するものであ
る。
の傾きを考慮し、これに起因する誤差が実質的に無くな
る新しい裏面マーク位置検出光学系を提供するものであ
る。
上記課題は、位置検出光学系により位置を検出し、試
料裏面の傾き検出光学系により傾きを計つて、位置検出
誤差を補正しながら試料微動手段によつてアライメント
し、露光あるいは描画手段によりパターンを転写する方
法で達成される。
料裏面の傾き検出光学系により傾きを計つて、位置検出
誤差を補正しながら試料微動手段によつてアライメント
し、露光あるいは描画手段によりパターンを転写する方
法で達成される。
装置としては、位置検出手段と、傾き検出手段と、試
料の微動手段及びその位置測定手段と、露光あるいは描
画手段と、所望のパターンの形成されたマスクあるいは
描画データを備えることで達成される。また、検出精度
維持のためにその光学系の対物レンズを共有することで
さらに安定した検出が期待できる。
料の微動手段及びその位置測定手段と、露光あるいは描
画手段と、所望のパターンの形成されたマスクあるいは
描画データを備えることで達成される。また、検出精度
維持のためにその光学系の対物レンズを共有することで
さらに安定した検出が期待できる。
第５図に示すように、試料１が角度θだけ基準位置か
ら傾いた状態で裏面マーク６を検出した場合、マーク位
置検出誤差εは、 ε＝ｄ・sinθ …（１） となる。ここで、ｄは試料１の厚みである。例えば、試
料１の厚みｄを600μｍ、傾きθを５秒とするとεは、
0.015μｍとなり、0.03μｍのアライメント精度に対し
て無視できなくなる。
ら傾いた状態で裏面マーク６を検出した場合、マーク位
置検出誤差εは、 ε＝ｄ・sinθ …（１） となる。ここで、ｄは試料１の厚みである。例えば、試
料１の厚みｄを600μｍ、傾きθを５秒とするとεは、
0.015μｍとなり、0.03μｍのアライメント精度に対し
て無視できなくなる。
この課題を解決するためには、裏面の傾き量を知つて
補正すれば良いが、実際の半導体基板はその傾きが局部
的に変化する。このため、傾き検出は位置検出マークの
ごく近傍で行なう必要がある。
補正すれば良いが、実際の半導体基板はその傾きが局部
的に変化する。このため、傾き検出は位置検出マークの
ごく近傍で行なう必要がある。
［実施例１］ 本発明の１実施例を詳細に述べる。第１図に裏面検出
光学系の構成図を示す。この光学系は、試料裏面の傾き
をマーク検出位置で行なうことが可能である。
光学系の構成図を示す。この光学系は、試料裏面の傾き
をマーク検出位置で行なうことが可能である。
まず、傾き検出について説明する。第15図に傾き検出
光学系の概略を示す。これは、APPLIED OPTICS/Vol.20,
No.4/p610記載のあらさ測定光学系を傾き検出に応用し
たものである。波長のわずかに異なる２周波を直線偏光
で出射する光源17を用いる。出射ビームは、ビームスプ
リツタ13により二つに分けられる。一方のビームは、検
光子11bによりヘテロダイン干渉を生じさせて基準とな
る参照信号を検出する。他方のビームは、ウオラストン
プリズム８に入射する。ここで、Ｐ偏光（ν1Hz）とＳ
偏光（ν2Hz）の光が分離し、対物レンズ７により試料
面上の２点に絞られる。試料面から反射した光は再び対
物レンズ７を透過した後、ウオラストンプリズム８に入
射する。ここで、分割された２周波は、再び重なり合い
一本のビームとなつて、検光子11aに導かれる。ここ
で、検光子11aは、傾き検出光39の偏光面に対し互いに4
5゜になるように調節されている。これによつて、ヘテ
ロダイン干渉を生じさせ、検出信号を得る。上記の参照
信号とこの検出信号の周期は同一である。よつて、試料
１が傾いた場合検出光36,37の光路差が相対的に変わ
り、参照番号に対して検出信号の位相が変化することに
なる。例えば、試料上で1mm離してスポツトを形成し波
長633nmのHe−Neレーザを用いた場合、１度の分解能で
位相を検出できれば0.4秒の検出精度が得られることに
なる。この傾き検出器で予め設定した基準面を有する平
面を検出し、傾き検出器の校正を行なう。この検出光学
系を直交する２方向に設ければ良い。
光学系の概略を示す。これは、APPLIED OPTICS/Vol.20,
No.4/p610記載のあらさ測定光学系を傾き検出に応用し
たものである。波長のわずかに異なる２周波を直線偏光
で出射する光源17を用いる。出射ビームは、ビームスプ
リツタ13により二つに分けられる。一方のビームは、検
光子11bによりヘテロダイン干渉を生じさせて基準とな
る参照信号を検出する。他方のビームは、ウオラストン
プリズム８に入射する。ここで、Ｐ偏光（ν1Hz）とＳ
偏光（ν2Hz）の光が分離し、対物レンズ７により試料
面上の２点に絞られる。試料面から反射した光は再び対
物レンズ７を透過した後、ウオラストンプリズム８に入
射する。ここで、分割された２周波は、再び重なり合い
一本のビームとなつて、検光子11aに導かれる。ここ
で、検光子11aは、傾き検出光39の偏光面に対し互いに4
5゜になるように調節されている。これによつて、ヘテ
ロダイン干渉を生じさせ、検出信号を得る。上記の参照
信号とこの検出信号の周期は同一である。よつて、試料
１が傾いた場合検出光36,37の光路差が相対的に変わ
り、参照番号に対して検出信号の位相が変化することに
なる。例えば、試料上で1mm離してスポツトを形成し波
長633nmのHe−Neレーザを用いた場合、１度の分解能で
位相を検出できれば0.4秒の検出精度が得られることに
なる。この傾き検出器で予め設定した基準面を有する平
面を検出し、傾き検出器の校正を行なう。この検出光学
系を直交する２方向に設ければ良い。
一方、第１図に示すように位置検出光学系にも同一の
対物レンズ７を用いる。こうすることによつて、傾きと
位置検出を同一のフイールドで行なえる。また、上記傾
き検出の二つのスポツト位置は、第3B図に示すように位
置検出マークをはさんで対称な位置であることが望まし
い。位置検出原理は、レーザ顕微鏡に用いられている共
焦点光学系によつて、高解像度化したものである。
対物レンズ７を用いる。こうすることによつて、傾きと
位置検出を同一のフイールドで行なえる。また、上記傾
き検出の二つのスポツト位置は、第3B図に示すように位
置検出マークをはさんで対称な位置であることが望まし
い。位置検出原理は、レーザ顕微鏡に用いられている共
焦点光学系によつて、高解像度化したものである。
レーザ光を音響偏向器16に入射し、ビームの走査を行
なう。ビームスプリツタ10,9、ウオラストンプリズム８
を透過した後、対物レンズ７によつて試料１裏面のマー
ク６近傍をスポツト照明する。第3A図に試料裏面のマー
ク６近傍の概略図を示す。マーク６は、回路パターン領
域19の端２ケ所に設けられる。２ケ所に設けたのは、露
光チツプ全体の回転を検出するためである。このため、
検出光学系はこの２ケ所分の２組必要である。ただし、
予め露光チツプ全体の回転を検出するグローバルアライ
メントに限る場合は、第４図に示すようにマーク６は１
ケ所設ければ良い。また、検出光学系も１組あれば良
い。
なう。ビームスプリツタ10,9、ウオラストンプリズム８
を透過した後、対物レンズ７によつて試料１裏面のマー
ク６近傍をスポツト照明する。第3A図に試料裏面のマー
ク６近傍の概略図を示す。マーク６は、回路パターン領
域19の端２ケ所に設けられる。２ケ所に設けたのは、露
光チツプ全体の回転を検出するためである。このため、
検出光学系はこの２ケ所分の２組必要である。ただし、
予め露光チツプ全体の回転を検出するグローバルアライ
メントに限る場合は、第４図に示すようにマーク６は１
ケ所設ければ良い。また、検出光学系も１組あれば良
い。
マーク６の部分を拡大したのが第3B図である。互いに
直交したマーク6aと6bを上述の音響偏向器16で斜めにビ
ーム21が走査される。また、スポツト22a,b,cは前記の
傾き検出用である。このように傾き検出は位置検出マー
クのごく近傍で行なう。例えば、第3B図のようにマーク
をはさんで傾き検出用スポツトを設定すると、実質的に
マーク上の傾きが検出され好ましい。
直交したマーク6aと6bを上述の音響偏向器16で斜めにビ
ーム21が走査される。また、スポツト22a,b,cは前記の
傾き検出用である。このように傾き検出は位置検出マー
クのごく近傍で行なう。例えば、第3B図のようにマーク
をはさんで傾き検出用スポツトを設定すると、実質的に
マーク上の傾きが検出され好ましい。
反射された光38は、基準開口部18で結像する。その
後、レンズ16によつてピンホール17上にスポツトに絞つ
て光電検出する。このときの検出信号の状態を第13図に
示す。位置検出用スポツト21が基準開口部18上を走査す
る。このときの信号は、第13図の上図のようになる。基
準開口部18により最初は信号は得られない。開口部18の
内側にスポツト21が移動してくると試料１裏面の状況に
応じた光強度分布が得られる。この基準開口部18のエツ
ジとマーク中心位置の関係は、第14図のようになる。基
準開口部18の中心位置からマーク設定位置までの距離を
XS,YSとすると、その位置からのずれ量は、図示のよう
にεＸ、εＹとなる。このεＸ、εＹをゼロになるよう
にXYステージを駆動して位置決めを行なえば良い。
後、レンズ16によつてピンホール17上にスポツトに絞つ
て光電検出する。このときの検出信号の状態を第13図に
示す。位置検出用スポツト21が基準開口部18上を走査す
る。このときの信号は、第13図の上図のようになる。基
準開口部18により最初は信号は得られない。開口部18の
内側にスポツト21が移動してくると試料１裏面の状況に
応じた光強度分布が得られる。この基準開口部18のエツ
ジとマーク中心位置の関係は、第14図のようになる。基
準開口部18の中心位置からマーク設定位置までの距離を
XS,YSとすると、その位置からのずれ量は、図示のよう
にεＸ、εＹとなる。このεＸ、εＹをゼロになるよう
にXYステージを駆動して位置決めを行なえば良い。
裏面検出用の試料保持具２には、第6,7,8,9,10図のよ
うなタイプが考えられる。既に述べたように検出光学系
７は、２組設けられる。第６図は、格子目状に開口部を
設けたものである。このタイプは、試料の平坦度を高く
保つことが可能である。また、第７図は、第６図のタイ
プに比べて平坦度は低下するものの、マーク検出が可能
な領域を広くとれる。第８図は、試料の周辺を除く全面
が開口したタイプである。検出可能な領域を広くとれる
が、試料の剛性を高くする必要がある。第10図は、第８
図のタイプのチヤツク部分がアクテイブに動き試料の傾
きが補正可能なものである。最後の第９図は、上述のタ
イプと多少異なる。検出光学系７を取り囲むように固定
のチヤツク26を設け、その四方にそれぞれ微動可能なチ
ヤツク25を図に示すように設ける。このチヤツク25を交
互に動かして試料を掴みかえることにより、試料の保持
のほかに位置決めまでを行なうタイプである。つまり、
試料の保持と移動の二つの機能を合わせ持つたチヤツク
である。
うなタイプが考えられる。既に述べたように検出光学系
７は、２組設けられる。第６図は、格子目状に開口部を
設けたものである。このタイプは、試料の平坦度を高く
保つことが可能である。また、第７図は、第６図のタイ
プに比べて平坦度は低下するものの、マーク検出が可能
な領域を広くとれる。第８図は、試料の周辺を除く全面
が開口したタイプである。検出可能な領域を広くとれる
が、試料の剛性を高くする必要がある。第10図は、第８
図のタイプのチヤツク部分がアクテイブに動き試料の傾
きが補正可能なものである。最後の第９図は、上述のタ
イプと多少異なる。検出光学系７を取り囲むように固定
のチヤツク26を設け、その四方にそれぞれ微動可能なチ
ヤツク25を図に示すように設ける。このチヤツク25を交
互に動かして試料を掴みかえることにより、試料の保持
のほかに位置決めまでを行なうタイプである。つまり、
試料の保持と移動の二つの機能を合わせ持つたチヤツク
である。
位置検出マーク６周辺の構造を第11図に示すように凹
状のくぼみの内側にすると、搬送時や、他のプロセスを
介する間の傷から守ることができて好ましい。
状のくぼみの内側にすると、搬送時や、他のプロセスを
介する間の傷から守ることができて好ましい。
次に、実際に回路パターンを形成する方法を説明す
る。第２図にフローチヤートを示す。まず、マスク４を
マスクホルダ３にロードする。マスクを裏面検出位置に
移動し、マスクマーク５の検出を行なう。これを行なう
ことによつて、マスクマーク５とウエーハマーク６との
相対位置合わせを裏面検出系を基準に行なうことが可能
となる。マスクマーク５の検出が終了したら、レーザ測
長計24によつてマスク４の位置を常に監視する。この状
態で、マスク４を所定の露光位置に移動する。次に、ウ
エーハ１をロードして、裏面検出系の検出位置に位置決
めする。そして、ウエーハマーク６近傍の傾きを検出
し、メモリに蓄える。次に、ウエーハマーク６の位置を
検出し、先にメモリに蓄えた傾きのデータから位置ずれ
の補正を行ない、所定の露光位置に位置決めする。この
時位置検出は、常に行なうと誤差の低減が期待できる。
この状態で、露光シヤツタを開いて露光する。露光終了
後、次のチツプがある場合は、所定の位置にウエーハ１
をステツプ移動させ、ウエーハマーク６の検出を繰り返
す。すべてのチツプの露光を終了した場合は、ウエーハ
１をアンロードして終了する。
る。第２図にフローチヤートを示す。まず、マスク４を
マスクホルダ３にロードする。マスクを裏面検出位置に
移動し、マスクマーク５の検出を行なう。これを行なう
ことによつて、マスクマーク５とウエーハマーク６との
相対位置合わせを裏面検出系を基準に行なうことが可能
となる。マスクマーク５の検出が終了したら、レーザ測
長計24によつてマスク４の位置を常に監視する。この状
態で、マスク４を所定の露光位置に移動する。次に、ウ
エーハ１をロードして、裏面検出系の検出位置に位置決
めする。そして、ウエーハマーク６近傍の傾きを検出
し、メモリに蓄える。次に、ウエーハマーク６の位置を
検出し、先にメモリに蓄えた傾きのデータから位置ずれ
の補正を行ない、所定の露光位置に位置決めする。この
時位置検出は、常に行なうと誤差の低減が期待できる。
この状態で、露光シヤツタを開いて露光する。露光終了
後、次のチツプがある場合は、所定の位置にウエーハ１
をステツプ移動させ、ウエーハマーク６の検出を繰り返
す。すべてのチツプの露光を終了した場合は、ウエーハ
１をアンロードして終了する。
［実施例２］ 実施例１で述べた位置検出光学系のかわりに第16図に
示すような回折光のヘテロダイン干渉を用いた位置検出
光学系を組み込んでも良い。第16図は、位置検出光学系
のみを示し、傾き検出光学系は省略している。この位置
検出光学系は、特開平１−32624号公報に詳しく記述し
てある。この位置検出光学系も実施例１と同様に傾き検
出光学系の対物レンズ７を共有する。こうすることによ
つて位置検出マーク６の近傍の面の傾きが検出できるの
で、高精度な位置合わせが可能となる。
示すような回折光のヘテロダイン干渉を用いた位置検出
光学系を組み込んでも良い。第16図は、位置検出光学系
のみを示し、傾き検出光学系は省略している。この位置
検出光学系は、特開平１−32624号公報に詳しく記述し
てある。この位置検出光学系も実施例１と同様に傾き検
出光学系の対物レンズ７を共有する。こうすることによ
つて位置検出マーク６の近傍の面の傾きが検出できるの
で、高精度な位置合わせが可能となる。
次に、位置検出方法を第16図を用いて説明する。位置
検出マーク6cまたは6dを直交偏光された２周波レーザで
あるレーザ光源17で照明する。そのときに生じる回折光
のうち、所望の次数の回折光一組、例えば、±１次回折
光の位相は、位置検出マーク６の検出方向の位置によつ
て変化する。この位相をヘテロダイン干渉を用いて検出
する。検出光学系47に導かれた位置検出マーク６からの
回折光束は、空間フイルタ42によつて１次回折光は、Ｓ
偏光（周波数ν1Hz）のみ選び、−１次回折光はＰ偏光
（周波数ν2Hz）のみを選びとる。その後、レンズ44を
介し、偏光板11cを通過してスリツト46上に結像させ
る。このようにしてヘテロダイン干渉を起こし、その一
部をスリツト46によつて選びとつて光電変換器12eによ
つて、ヘテロダインビート信号を検出する。この検出信
号48とレーザの基準信号49を位相比較して、基準信号48
に対して位置合わせをする。つまり、基準信号48を基準
に位置検出マーク６を位置合わせする。
検出マーク6cまたは6dを直交偏光された２周波レーザで
あるレーザ光源17で照明する。そのときに生じる回折光
のうち、所望の次数の回折光一組、例えば、±１次回折
光の位相は、位置検出マーク６の検出方向の位置によつ
て変化する。この位相をヘテロダイン干渉を用いて検出
する。検出光学系47に導かれた位置検出マーク６からの
回折光束は、空間フイルタ42によつて１次回折光は、Ｓ
偏光（周波数ν1Hz）のみ選び、−１次回折光はＰ偏光
（周波数ν2Hz）のみを選びとる。その後、レンズ44を
介し、偏光板11cを通過してスリツト46上に結像させ
る。このようにしてヘテロダイン干渉を起こし、その一
部をスリツト46によつて選びとつて光電変換器12eによ
つて、ヘテロダインビート信号を検出する。この検出信
号48とレーザの基準信号49を位相比較して、基準信号48
に対して位置合わせをする。つまり、基準信号48を基準
に位置検出マーク６を位置合わせする。
この位置検出を実施例１に記述したようにマスクマー
ク５とウエーハマーク６の両方に対して行ない、マスク
マーク５とウエーハマーク６の相対位置合わせを行な
う。この検出光学系を第16図に示すように、２組直交方
向に設ける。この直交した像を一つのスリツト46で検出
する。このために光学系の一部に台形プリズム43を挿入
し、互いに直交した像を45゜ずつ回転し、スリツト46の
開口方向と一致させる。こうすることによつて、ごく近
傍の２軸のマーク位置検出が可能となり好ましい。
ク５とウエーハマーク６の両方に対して行ない、マスク
マーク５とウエーハマーク６の相対位置合わせを行な
う。この検出光学系を第16図に示すように、２組直交方
向に設ける。この直交した像を一つのスリツト46で検出
する。このために光学系の一部に台形プリズム43を挿入
し、互いに直交した像を45゜ずつ回転し、スリツト46の
開口方向と一致させる。こうすることによつて、ごく近
傍の２軸のマーク位置検出が可能となり好ましい。
［実施例３］ 実施例１及び、実施例２では、1:1の近接露光装置の
例を上げて説明を行なつた。この裏面検出光学系は、現
在主流となつている縮小投影露光装置の位置検出用にも
適用可能である。第12図にその概略を示す。これは、レ
テイクル27上に描画された回路パターンを単色光源39で
照明し、縮小投影レンズ28にてウエーハ１上に縮小投影
するものである。このレテイクル27とウエーハ１の間に
縮小投影レンズ28が存在するような装置においても裏面
検出光学系30は適量可能である。裏面検出光学系30によ
つて裏面マークにの位置と傾きを検出した後、XYステー
ジ51を微動してウエーハ１の位置合わせを行なう。ここ
で、レテイクル27の位置検出はレテイクルマーク検出光
学系32、33によつて検出する。この検出結果にもとずい
てレテイクル27の位置合わせを行なう。パターン形成方
法で近接露光と異なるのは、レテイクル27の位置合わせ
と縮小投影レンズ28のウエーハ上のパターン形成面への
焦点合わせである。レテイクル27の検出は、レテイクル
検出光学系32,33により絶対基準に対して位置決めを
し、縮小投影レンズ28のウエーハ上のパターン形成面へ
の焦点合わせには、エアマイクロ31もしくは光学的手法
によりウエーハ１と縮小投影レンズ28の相対距離を一定
に保つようにすれば良い。このような構成にすることに
より、縮小投影露光装置にも適用可能である。
例を上げて説明を行なつた。この裏面検出光学系は、現
在主流となつている縮小投影露光装置の位置検出用にも
適用可能である。第12図にその概略を示す。これは、レ
テイクル27上に描画された回路パターンを単色光源39で
照明し、縮小投影レンズ28にてウエーハ１上に縮小投影
するものである。このレテイクル27とウエーハ１の間に
縮小投影レンズ28が存在するような装置においても裏面
検出光学系30は適量可能である。裏面検出光学系30によ
つて裏面マークにの位置と傾きを検出した後、XYステー
ジ51を微動してウエーハ１の位置合わせを行なう。ここ
で、レテイクル27の位置検出はレテイクルマーク検出光
学系32、33によつて検出する。この検出結果にもとずい
てレテイクル27の位置合わせを行なう。パターン形成方
法で近接露光と異なるのは、レテイクル27の位置合わせ
と縮小投影レンズ28のウエーハ上のパターン形成面への
焦点合わせである。レテイクル27の検出は、レテイクル
検出光学系32,33により絶対基準に対して位置決めを
し、縮小投影レンズ28のウエーハ上のパターン形成面へ
の焦点合わせには、エアマイクロ31もしくは光学的手法
によりウエーハ１と縮小投影レンズ28の相対距離を一定
に保つようにすれば良い。このような構成にすることに
より、縮小投影露光装置にも適用可能である。
［実施例４］ 電子線描画装置の位置合わせにも適用可能なことは明
らかである。
らかである。
第17図に示すように、描画データ記憶部55に格納され
た図形を電子銃53と電子レンズ54によつて試料１に所望
のパターンを形成する電子線描画装置の試料１の裏面に
検出光学系30を設置する。位置検出方法は、実施例1,
2、及び、３と同様であるので、ここでは詳しい説明を
省略する。
た図形を電子銃53と電子レンズ54によつて試料１に所望
のパターンを形成する電子線描画装置の試料１の裏面に
検出光学系30を設置する。位置検出方法は、実施例1,
2、及び、３と同様であるので、ここでは詳しい説明を
省略する。
このように本発明によれば、電子線描画装置の位置合
わせも今までにない高精度で行なうことができる。
わせも今までにない高精度で行なうことができる。
裏面マーク６の近傍の傾きを0.4秒の分解能で検出す
るので、試料１の厚みに起因する検出誤差をほとんど問
題にならない程度に低減することができる。
るので、試料１の厚みに起因する検出誤差をほとんど問
題にならない程度に低減することができる。
第１図は、本発明の構成を示す図、第２図は、本発明の
装置を用いてパターン形成する方法の説明図、第3A図
は、裏面マークの配置及び検出光の照明位置を示す図、
第3B図は、第3A図のマーク部分を拡大した図、第４図
は、検出マークの配置位置を示す図、第５図は、試料が
傾くことによつて生じる誤差を説明する図、第６図は、
試料保持具を説明する図、第７図は、試料保持具を説明
する図、第８図は、試料保持具を説明する図、第９図
は、試料保持具を説明する図、第10図は、試料保持具を
説明する図、第11図は、裏面マークの構造を説明する
図、第12図は、本発明を縮小投影露光装置に用いた場合
の説明図、第13図および、第14図のいずれも、本発明の
位置検出信号の説明図、第15図は、傾き検出光学系の原
理を示す図、第16図は、ヘテロダイン干渉を用いた位置
検出器を用いた場合の裏面検出系の説明図、第17図は、
電子線描画装置に本発明を適用した場合の説明図であ
る。 １……ウエーハ、２……試料保持具、３……マスク保持
具、４……マスク、５……マスクマーク、６……ウエー
ハマーク、７……対物レンズ、８……ウオラストンプリ
ズム、９……ビームスプリツタ、10……レンズ、11……
検光子、12……光電変換器、17……ピンホール、18……
基準開口、19……パターン形成領域、21……位置検出光
のスポツト、22……傾き検出光のスポツト、30……裏面
検出光学系、41……傾き検出光学系、42……偏光ビーム
スプリツタ、43……台形プリズム、44……レンズ、45…
…シヤツタ、46……スリツト47……ヘテロダイン干渉位
置検出光学系、48……検出信号、49……参照信号、50…
…偏光面保存ビーム分割素子、51……XYステージ、52…
…信号処理手段、53……電子銃、54……電子レンズ、55
……描画データ記憶部。
装置を用いてパターン形成する方法の説明図、第3A図
は、裏面マークの配置及び検出光の照明位置を示す図、
第3B図は、第3A図のマーク部分を拡大した図、第４図
は、検出マークの配置位置を示す図、第５図は、試料が
傾くことによつて生じる誤差を説明する図、第６図は、
試料保持具を説明する図、第７図は、試料保持具を説明
する図、第８図は、試料保持具を説明する図、第９図
は、試料保持具を説明する図、第10図は、試料保持具を
説明する図、第11図は、裏面マークの構造を説明する
図、第12図は、本発明を縮小投影露光装置に用いた場合
の説明図、第13図および、第14図のいずれも、本発明の
位置検出信号の説明図、第15図は、傾き検出光学系の原
理を示す図、第16図は、ヘテロダイン干渉を用いた位置
検出器を用いた場合の裏面検出系の説明図、第17図は、
電子線描画装置に本発明を適用した場合の説明図であ
る。 １……ウエーハ、２……試料保持具、３……マスク保持
具、４……マスク、５……マスクマーク、６……ウエー
ハマーク、７……対物レンズ、８……ウオラストンプリ
ズム、９……ビームスプリツタ、10……レンズ、11……
検光子、12……光電変換器、17……ピンホール、18……
基準開口、19……パターン形成領域、21……位置検出光
のスポツト、22……傾き検出光のスポツト、30……裏面
検出光学系、41……傾き検出光学系、42……偏光ビーム
スプリツタ、43……台形プリズム、44……レンズ、45…
…シヤツタ、46……スリツト47……ヘテロダイン干渉位
置検出光学系、48……検出信号、49……参照信号、50…
…偏光面保存ビーム分割素子、51……XYステージ、52…
…信号処理手段、53……電子銃、54……電子レンズ、55
……描画データ記憶部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−160723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−136577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−46606（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−46053（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (5)
- 【請求項１】所望のパターンを転写または描画して基板
に形成するパターン形成方法であって、前記基板の裏面
に設けられた位置合わせ用マークの位置を検出する工程
と、予め定められた基準面からの前記基板の傾きを検出
する工程と、検出された前記位置合わせマークの位置と
前記基板の傾きに基づいて前記基板を位置合わせする工
程と、前記基板表面に前記所望のパターンを転写または
描画する工程を有することを特徴とするパターン形成方
法。 - 【請求項２】請求項１記載のパターン形成方法におい
て、上記基板を位置合わせする工程は、前記基板の傾き
を補正する工程を含むことを特徴とするパターン形成方
法。 - 【請求項３】基板の裏面に設けられたマークの位置を検
出し、前記裏面マークを基準として前記基板の表面の所
望の位置にパターンを形成するパターン形成方法であっ
て、前記基板の傾きを検出する工程と、検出された前記
基板の傾きに基づいて前記基板の傾きを補正する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項４】所望のパターンを転写または描画によって
基板に形成するパターン形成装置であって、転写または
描画手段と、基板を支持する手段と、支持された前記基
板の裏面に設けられた位置合わせ用マークの位置を検出
する位置検出手段と、前記基板の傾きを検出する傾き検
出手段とを有することを特徴とするパターン形成装置。 - 【請求項５】請求項４記載のパターン形成装置におい
て、上記傾き検出手段は、波長の異なる２周波を出射す
る光源と、直交する偏光面を有する光を互いに異なる方
向に透過する光学素子と、対物レンズと、任意の偏光面
を選択できる偏光素子と光学変換器を備えたことを特徴
とするパターン形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2042453A JP2915051B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | パターン形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2042453A JP2915051B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | パターン形成方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03246923A JPH03246923A (ja) | 1991-11-05 |
| JP2915051B2 true JP2915051B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=12636489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2042453A Expired - Fee Related JP2915051B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | パターン形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915051B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3201233B2 (ja) * | 1995-10-20 | 2001-08-20 | ウシオ電機株式会社 | 裏面にアライメント・マークが設けられたワークの投影露光方法 |
| US7113258B2 (en) | 2001-01-15 | 2006-09-26 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
| KR100579603B1 (ko) | 2001-01-15 | 2006-05-12 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치 |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP2042453A patent/JP2915051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03246923A (ja) | 1991-11-05 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |