JP3111556B2 - 微細パターンの形成装置 - Google Patents
微細パターンの形成装置Info
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- JP3111556B2 JP3111556B2 JP03301623A JP30162391A JP3111556B2 JP 3111556 B2 JP3111556 B2 JP 3111556B2 JP 03301623 A JP03301623 A JP 03301623A JP 30162391 A JP30162391 A JP 30162391A JP 3111556 B2 JP3111556 B2 JP 3111556B2
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- JP
- Japan
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- fine pattern
- wafer
- pattern forming
- optical system
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に係
り、特に、Ｘ線露光装置、縮小投影露光装置、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装置に関する。
り、特に、Ｘ線露光装置、縮小投影露光装置、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装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウェ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、ウェーハ裏面に設けたマークの位
置を検出する裏面検出がある。この従来の裏面検出は、
特開昭６３−２２４３２７号公報に記載のように、試料
の裏側のマークに対する焦点合わせを位置検出光学系の
一部の光学素子を移動させて焦点合わせを行っていた。
置検出光学系として、ウェーハ裏面に設けたマークの位
置を検出する裏面検出がある。この従来の裏面検出は、
特開昭６３−２２４３２７号公報に記載のように、試料
の裏側のマークに対する焦点合わせを位置検出光学系の
一部の光学素子を移動させて焦点合わせを行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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って達
成が困難となる。このような背景から、特公昭５５−４
６０５３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る。
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って達
成が困難となる。このような背景から、特公昭５５−４
６０５３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る。
【０００４】このような試料の裏面マークを検出する場
合、特開昭６３−２２４３２７号公報に記載のように表
面の回路パターンの形成される表面に露光光学系の焦点
を合わせるので、試料の厚さが変わると裏面検出光学系
の試料裏面に対する焦点がずれてしまう。このために裏
面検出光学系の光学素子の一部を動かして焦点合わせを
行う必要があった。この動作に伴い位置検出の基準位置
がずれて位置検出値が不安定になる問題があった。
合、特開昭６３−２２４３２７号公報に記載のように表
面の回路パターンの形成される表面に露光光学系の焦点
を合わせるので、試料の厚さが変わると裏面検出光学系
の試料裏面に対する焦点がずれてしまう。このために裏
面検出光学系の光学素子の一部を動かして焦点合わせを
行う必要があった。この動作に伴い位置検出の基準位置
がずれて位置検出値が不安定になる問題があった。
【０００５】本発明の目的は、裏面検出光学系の光学素
子を移動させること無く焦点合わせが可能な高精度で非
常に簡単な超小型の裏面マーク位置検出装置を提供し、
さらに本位置検出装置を用いた半導体製造用パターン形
成装置を提供することにある。
子を移動させること無く焦点合わせが可能な高精度で非
常に簡単な超小型の裏面マーク位置検出装置を提供し、
さらに本位置検出装置を用いた半導体製造用パターン形
成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】上記目的は、基板の裏面
側に設けられ、前記基板の裏面に形成された格子状マー
クを検出して前記基板の位置を検出する位置検出手段
と、前記基板の表面側に設けられ、前記基板の表面に微
細パターンを形成する微細パターン形成手段と具備した
微細パターン形成装置において、前記位置検出手段は、
前記格子状マークを照射する光源と、メリジオナル方向
の半径位置により焦点位置が異なる球面収差のあるレン
ズを有し、前記レンズは、Δｆ＝（tan｛sin -1 （λ／
Ｐ）｝／（r−ftan｛sin -1 （λ／Ｐ）｝）（なお、式
中、Δｆは球面収差、λは前記光源から生じる光の波
長、Ｐは前記格子状マークのピッチ、rは前記レンズの
中心からメリジオナル方向への距離、fは前記レンズの
焦点距離を示す）を満たすような球面収差を有すること
を特徴とする微細パターン形成装置により達成される。
側に設けられ、前記基板の裏面に形成された格子状マー
クを検出して前記基板の位置を検出する位置検出手段
と、前記基板の表面側に設けられ、前記基板の表面に微
細パターンを形成する微細パターン形成手段と具備した
微細パターン形成装置において、前記位置検出手段は、
前記格子状マークを照射する光源と、メリジオナル方向
の半径位置により焦点位置が異なる球面収差のあるレン
ズを有し、前記レンズは、Δｆ＝（tan｛sin -1 （λ／
Ｐ）｝／（r−ftan｛sin -1 （λ／Ｐ）｝）（なお、式
中、Δｆは球面収差、λは前記光源から生じる光の波
長、Ｐは前記格子状マークのピッチ、rは前記レンズの
中心からメリジオナル方向への距離、fは前記レンズの
焦点距離を示す）を満たすような球面収差を有すること
を特徴とする微細パターン形成装置により達成される。
【０００７】
【作用】ウェハ３上の格子状マークを単色光源で照明し
たときに生じる回折光のうち、±１次回折光の位相差か
らマーク２の位置を検出する位置検出方式を例にとって
説明する。例えば、図３に示すような光学系の構成をと
った場合を想定する。裏面検出を行う場合、図４に示す
ようなウェハ３の厚さに起因する検出誤差εを低減する
ことが重要である。この光学系は、ウェハ３裏面の傾き
による位置検出誤差εをキャンセルすることが可能であ
る。
たときに生じる回折光のうち、±１次回折光の位相差か
らマーク２の位置を検出する位置検出方式を例にとって
説明する。例えば、図３に示すような光学系の構成をと
った場合を想定する。裏面検出を行う場合、図４に示す
ようなウェハ３の厚さに起因する検出誤差εを低減する
ことが重要である。この光学系は、ウェハ３裏面の傾き
による位置検出誤差εをキャンセルすることが可能であ
る。
【０００８】まず、位置検出について説明する。図５に
公知のあらさ測定器の光学系の概略を示す。これは、ア
プライド オプティクス（APPLIED OPTICS）Vol.20,No.
4/p610に記載されている。これは基本的にノマルスキー
型干渉計を用いている。波長のわずかに異なる二周波を
直線偏光で出射する光源１０を用いる。出射ビームは、
ビームスプリッタ１５により二つに分けられる。一方の
ビームは、検光子１６ａ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、ウォラストンプリズム５に入射する。ここで、Ｐ偏
光(ν1)とＳ偏光(ν2)の光が分離し、対物レンズ３によ
りウェハ面上の二点に絞られる。試料面から反射した光
は、再び、対物レンズ３を透過した後、ウォラストンプ
リズム５に入射する。ここで、分割された二周波は、再
び、重なり合い一本のビームとなって、検光子１６ｂに
導かれる。ここで、検光子１６ｂは、傾き検出光１１の
偏光面に対し互いに４５°になるように調節されてい
る。これによって、ヘテロダイン干渉を生じさせ、検出
信号を得る。この参照信号とこの検出信号の周期は同一
である。よって、試料１が傾いた場合、検出光１１ａ、
１１ｂの光路差が相対的に変わり、参照信号に対して検
出信号の位相が変化することになる。
公知のあらさ測定器の光学系の概略を示す。これは、ア
プライド オプティクス（APPLIED OPTICS）Vol.20,No.
4/p610に記載されている。これは基本的にノマルスキー
型干渉計を用いている。波長のわずかに異なる二周波を
直線偏光で出射する光源１０を用いる。出射ビームは、
ビームスプリッタ１５により二つに分けられる。一方の
ビームは、検光子１６ａ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、ウォラストンプリズム５に入射する。ここで、Ｐ偏
光(ν1)とＳ偏光(ν2)の光が分離し、対物レンズ３によ
りウェハ面上の二点に絞られる。試料面から反射した光
は、再び、対物レンズ３を透過した後、ウォラストンプ
リズム５に入射する。ここで、分割された二周波は、再
び、重なり合い一本のビームとなって、検光子１６ｂに
導かれる。ここで、検光子１６ｂは、傾き検出光１１の
偏光面に対し互いに４５°になるように調節されてい
る。これによって、ヘテロダイン干渉を生じさせ、検出
信号を得る。この参照信号とこの検出信号の周期は同一
である。よって、試料１が傾いた場合、検出光１１ａ、
１１ｂの光路差が相対的に変わり、参照信号に対して検
出信号の位相が変化することになる。
【０００９】この検出原理を基本的に用いて裏面マーク
２の位置検出を行なえるようにしたものを図３に示す。
この検出方式と同様に二周波レーザ１０で被検面を照明
する。この二つのビーム１１は、裏面に設けられた格子
状マーク２を照明する。このビーム１１は、それぞれＰ
偏光１１ａとＳ偏光１１ｂにわかれている。このとき生
じる回折光のうち、各々の±一次光１２ａｂ、１３ａｂ
のみを考える。これらの回折光１２ａｂ、１３ａｂの位
相は、裏面マーク２の傾きと位置によって変化する。こ
の位相変化を図３に示すように参照信号を基準として検
出する。検出光１２、１３は、対物レンズ１により平行
ビームとされ、フーリェ変換面にてそれぞれ二組の光の
うち片方ずつを偏光ビームスプリッタ４で選び取る。こ
のビーム１３ａと１２ｂを集光レンズ６で集光し、これ
ら二つのビームの交差点にウォラストンプリズム５ｂを
おいてヘテロダイン干渉を生じさせ、光電変換器７ａで
検出する。検出される位相差φ1は、図４に示すよう
に、マークの位置をδ、マークのピッチをＰ、検出光の
波長をλ、ウェハ３の基準面からのずれ量をｔとする
と、
２の位置検出を行なえるようにしたものを図３に示す。
この検出方式と同様に二周波レーザ１０で被検面を照明
する。この二つのビーム１１は、裏面に設けられた格子
状マーク２を照明する。このビーム１１は、それぞれＰ
偏光１１ａとＳ偏光１１ｂにわかれている。このとき生
じる回折光のうち、各々の±一次光１２ａｂ、１３ａｂ
のみを考える。これらの回折光１２ａｂ、１３ａｂの位
相は、裏面マーク２の傾きと位置によって変化する。こ
の位相変化を図３に示すように参照信号を基準として検
出する。検出光１２、１３は、対物レンズ１により平行
ビームとされ、フーリェ変換面にてそれぞれ二組の光の
うち片方ずつを偏光ビームスプリッタ４で選び取る。こ
のビーム１３ａと１２ｂを集光レンズ６で集光し、これ
ら二つのビームの交差点にウォラストンプリズム５ｂを
おいてヘテロダイン干渉を生じさせ、光電変換器７ａで
検出する。検出される位相差φ1は、図４に示すよう
に、マークの位置をδ、マークのピッチをＰ、検出光の
波長をλ、ウェハ３の基準面からのずれ量をｔとする
と、
【００１０】
【数２】
【００１１】となる。このとき傾きとウェハの厚さを
ｄ、ウェハの傾きをθ、二つのビーム１１の間隔をｌと
すると、これに起因する表面位置での誤差εは、
ｄ、ウェハの傾きをθ、二つのビーム１１の間隔をｌと
すると、これに起因する表面位置での誤差εは、
【００１２】
【数３】
【００１３】となる。ここで、
【００１４】
【数４】
【００１５】である。このときに、このεとｔに起因す
る位相を等しく取るようにＰとｌを選べば良い。つま
り、
る位相を等しく取るようにＰとｌを選べば良い。つま
り、
【００１６】
【数５】
【００１７】が成り立てば良い。(２)(３)(４)(５)式よ
り次の式が満たされれば良いことがわかる。
り次の式が満たされれば良いことがわかる。
【００１８】
【数６】
【００１９】上式より、例えば、検出光源１０としてＨ
ｅ−Ｎｅの波長λ＝６３３ｎｍ、試料３の厚さｄ＝６０
０μｍ、裏面マーク２のピッチＰ＝６μｍとすると、ｌ
を６３．３μｍとすれば良いことになる。このｌは、ウ
ォラストンプリズム５ａのビーム分離角度ξと対物レン
ズ１の焦点距離ｆによって決められる。つまり、所望の
ビーム間距離ｌが既知の場合、以下の式によって決定さ
れる。
ｅ−Ｎｅの波長λ＝６３３ｎｍ、試料３の厚さｄ＝６０
０μｍ、裏面マーク２のピッチＰ＝６μｍとすると、ｌ
を６３．３μｍとすれば良いことになる。このｌは、ウ
ォラストンプリズム５ａのビーム分離角度ξと対物レン
ズ１の焦点距離ｆによって決められる。つまり、所望の
ビーム間距離ｌが既知の場合、以下の式によって決定さ
れる。
【００２０】
【数７】
【００２１】このような分離角度をもつウォラストンプ
リズムを用いれば良い。
リズムを用いれば良い。
【００２２】また、本装置を用いて厚さの異なるウェハ
を加工する場合、(数６)を変形して求めた次式に基づい
てマーク２のピッチＰを定めれば良い。
を加工する場合、(数６)を変形して求めた次式に基づい
てマーク２のピッチＰを定めれば良い。
【００２３】
【数８】
【００２４】（数８）を見るとわかるようにウェハ３の
厚さｄとマークのピッチＰには、比例関係がある。つま
り、厚さｄの異なるウェハ３を用いた場合、マーク２の
ピッチＰはそれに伴って変える必要がある。ここで普
通、集積回路パターンを形成する表面側に露光光学系の
焦点を合わせるために、裏面検出光学系に対しては図２
に示すようにデフォーカスΔｆを生じることになる。こ
のウェハの厚さｄの変化量がデフォーカス量Δｆとなる
ので、このデフォーカス量Δｆをキャンセルする球面収
差を対物レンズ１に与えれば良い。例えば、対物レンズ
１の焦点距離ｆが３０ｍｍ、ウェハの厚さｄが６００μ
ｍを設計上の値とした場合を用いて説明する。一般に、
±一次回折光の回折角度は、次式で表される。
厚さｄとマークのピッチＰには、比例関係がある。つま
り、厚さｄの異なるウェハ３を用いた場合、マーク２の
ピッチＰはそれに伴って変える必要がある。ここで普
通、集積回路パターンを形成する表面側に露光光学系の
焦点を合わせるために、裏面検出光学系に対しては図２
に示すようにデフォーカスΔｆを生じることになる。こ
のウェハの厚さｄの変化量がデフォーカス量Δｆとなる
ので、このデフォーカス量Δｆをキャンセルする球面収
差を対物レンズ１に与えれば良い。例えば、対物レンズ
１の焦点距離ｆが３０ｍｍ、ウェハの厚さｄが６００μ
ｍを設計上の値とした場合を用いて説明する。一般に、
±一次回折光の回折角度は、次式で表される。
【００２５】
【数９】
【００２６】ウェハの厚さｄが５００μｍの場合、デフ
ォーカス量Δｆは、１００μｍとなる。この時のマーク
２のピッチＰは、（数８）より５μｍである。この場合
の回折角度は、（数９）より算出できる。これを次に示
す（数１０）に代入すると回折光の対物レンズ１へのメ
リジオナル方向ｒの入射位置がわかる。（図１参照）
ォーカス量Δｆは、１００μｍとなる。この時のマーク
２のピッチＰは、（数８）より５μｍである。この場合
の回折角度は、（数９）より算出できる。これを次に示
す（数１０）に代入すると回折光の対物レンズ１へのメ
リジオナル方向ｒの入射位置がわかる。（図１参照）
【００２７】
【数１０】
【００２８】以下同様にして（数８）、（数９）、（数
１０）より、対物レンズ１には、図６に示す球面収差が
必要になることがわかる。また、一般的に次式の（数
１）の表す球面収差を対物レンズ１に与えれば良いとも
いえる。
１０）より、対物レンズ１には、図６に示す球面収差が
必要になることがわかる。また、一般的に次式の（数
１）の表す球面収差を対物レンズ１に与えれば良いとも
いえる。
【００２９】
【数１１】
【００３０】このような球面収差を持つ対物レンズ１を
用いればウェハの厚さの異なる場合でも良好な焦点合わ
せが可能である。同様の効果は、同等の球面収差を持つ
プリズム等の光学素子を用いても得られる。
用いればウェハの厚さの異なる場合でも良好な焦点合わ
せが可能である。同様の効果は、同等の球面収差を持つ
プリズム等の光学素子を用いても得られる。
【００３１】
【実施例】〈実施例１〉本発明の一実施例を詳細に述べ
る。作用の項で説明した裏面検出光学系を用いる。
る。作用の項で説明した裏面検出光学系を用いる。
【００３２】図７に裏面検出アライメント法を縮小投影
露光装置に適用した例を示す。一般に縮小レンズ２２
は、コラム（図示せず）に機械的に固定であり、裏面検
出光学系２７は、ベース３２に固定されるため、縮小レ
ンズ２２の焦点位置は常に固定である。そのために、裏
面位置検出光学系２７の焦点は、ウェハ３の厚さが異な
るたびにずれることになる。本発明は上記の裏面検出光
学系２７を用いた場合に、この問題を解決する方法にあ
る。
露光装置に適用した例を示す。一般に縮小レンズ２２
は、コラム（図示せず）に機械的に固定であり、裏面検
出光学系２７は、ベース３２に固定されるため、縮小レ
ンズ２２の焦点位置は常に固定である。そのために、裏
面位置検出光学系２７の焦点は、ウェハ３の厚さが異な
るたびにずれることになる。本発明は上記の裏面検出光
学系２７を用いた場合に、この問題を解決する方法にあ
る。
【００３３】縮小投影露光装置は、集積回路のパターン
の描かれたレティクル１９を照明光学系１７で照明し、
縮小投影レンズ２２を通してウェハ３上に縮小転写する
装置である。露光の手順は、次のように行われる。縮小
レンズ２２とウェハ３の焦点合わせはギャップセンサ３
６、２３で行う。ギャップセンサ３６、２３は、空気差
圧を利用するものが簡単な構成で精度良く位置を検出で
きる。また、ウェハ３は、ＸＹＺθテーブル２８、３
０、３１上に載置され所望の位置に移動ができる。この
ＸＹＺθテーブル２８、３０、３１の位置は、レーザ測
長計２５で測定され、システム制御ユニット３７で処理
される。また、ＸＹＺθテーブル２８、３０、３１は、
駆動ユニット３３で駆動される。レティクル１９とウェ
ハ３の位置は精度良く相対的に位置合わせする必要があ
る。レティクル１９の位置は、位置検出光学系２１で測
定されシステム制御ユニット３７に信号が送られる。ウ
ェハ３の位置は、裏面検出光学系２７で測定されてシス
テム制御ユニット３７に信号が送られる。そして、シス
テム制御ユニット３７で相対位置ずれ量を算出し、ＸＹ
Ｚθテーブル駆動ユニット３３に指令してウェハ３を所
望の位置に移動する。その後に、レティクル１９を照明
して、ウェハ３上の感光膜上にパターンを形成する。こ
の時、裏面検出光学系２７の対物レンズ１として、作用
の項で述べた球面収差をもつものを用いると、ウェハ３
の厚さが異なる場合にも良好なアライメント精度を実現
できる。
の描かれたレティクル１９を照明光学系１７で照明し、
縮小投影レンズ２２を通してウェハ３上に縮小転写する
装置である。露光の手順は、次のように行われる。縮小
レンズ２２とウェハ３の焦点合わせはギャップセンサ３
６、２３で行う。ギャップセンサ３６、２３は、空気差
圧を利用するものが簡単な構成で精度良く位置を検出で
きる。また、ウェハ３は、ＸＹＺθテーブル２８、３
０、３１上に載置され所望の位置に移動ができる。この
ＸＹＺθテーブル２８、３０、３１の位置は、レーザ測
長計２５で測定され、システム制御ユニット３７で処理
される。また、ＸＹＺθテーブル２８、３０、３１は、
駆動ユニット３３で駆動される。レティクル１９とウェ
ハ３の位置は精度良く相対的に位置合わせする必要があ
る。レティクル１９の位置は、位置検出光学系２１で測
定されシステム制御ユニット３７に信号が送られる。ウ
ェハ３の位置は、裏面検出光学系２７で測定されてシス
テム制御ユニット３７に信号が送られる。そして、シス
テム制御ユニット３７で相対位置ずれ量を算出し、ＸＹ
Ｚθテーブル駆動ユニット３３に指令してウェハ３を所
望の位置に移動する。その後に、レティクル１９を照明
して、ウェハ３上の感光膜上にパターンを形成する。こ
の時、裏面検出光学系２７の対物レンズ１として、作用
の項で述べた球面収差をもつものを用いると、ウェハ３
の厚さが異なる場合にも良好なアライメント精度を実現
できる。
【００３４】〈実施例２〉次に、図８により本発明を反
射型投影露光装置に応用した場合について説明する。露
光光源４０より発生する光を照明光学ミラー４１で集光
し、パターン形成されているマスク４２を照明する。反
射した光は、投影光学ミラー群４４、４５、４６、４７
で反射され、ウェハ３上の感光膜を照明してパターンを
形成する。反射型光学システムの場合は、マスク４２全
面を一度に照明できないので、一般には、図８に示すよ
うにマスク４２とウェハ３を同期走査して露光する。ま
た、マスク４２ウェハ３間の相対位置合わせは、実施例
１と同様に本発明の裏面検出光学系２７を用いる。位置
合わせ方法については実施例１と同じである。
射型投影露光装置に応用した場合について説明する。露
光光源４０より発生する光を照明光学ミラー４１で集光
し、パターン形成されているマスク４２を照明する。反
射した光は、投影光学ミラー群４４、４５、４６、４７
で反射され、ウェハ３上の感光膜を照明してパターンを
形成する。反射型光学システムの場合は、マスク４２全
面を一度に照明できないので、一般には、図８に示すよ
うにマスク４２とウェハ３を同期走査して露光する。ま
た、マスク４２ウェハ３間の相対位置合わせは、実施例
１と同様に本発明の裏面検出光学系２７を用いる。位置
合わせ方法については実施例１と同じである。
【００３５】〈実施例３〉本発明の裏面位置検出光学系
２７は、電子線露光装置にも適用可能である。図９を用
いて説明する。
２７は、電子線露光装置にも適用可能である。図９を用
いて説明する。
【００３６】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。
なことは明らかである。
【００３７】図９に示すように、描画データ記憶部５７
に格納された図形を電子銃５８と電子レンズ５９によっ
てウェハ３に所望のパターンを形成する電子線描画装置
のウェハ３の裏面に検出器２７を設置する。
に格納された図形を電子銃５８と電子レンズ５９によっ
てウェハ３に所望のパターンを形成する電子線描画装置
のウェハ３の裏面に検出器２７を設置する。
【００３８】本実施例によれば、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。
合わせも今までにない高精度で行なうことができる。
【００３９】
【発明の効果】ウェハの厚さの変化（数百μｍ）による
裏面検出光学系の焦点ずれに起因する誤差が光学的に補
正される。従って、従来必要であった補正のための機械
的な走査は必要が無いので、これに伴う誤差の低減がで
きる。
裏面検出光学系の焦点ずれに起因する誤差が光学的に補
正される。従って、従来必要であった補正のための機械
的な走査は必要が無いので、これに伴う誤差の低減がで
きる。
【図１】本発明のレンズの説明図。
【図２】本発明のレンズを位置検出光学系に応用した説
明図。
明図。
【図３】裏面位置検出光学系の説明図。
【図４】裏面位置検出光学系の機能の説明図。
【図５】公知のあらさ測定機の説明図。
【図６】球面収差量の位置例を示す説明図。
【図７】本発明を縮小投影露光装置に適用した説明図。
【図８】本発明を反射型縮小投影露光装置に適用した説
明図。
明図。
【図９】本発明を電子線描画装置に適用した説明図。
１…対物レンズ、２…マーク、３…ウェハ、１９…レテ
ィクル位置検出光学系、２７…裏面位置検出光学系。
ィクル位置検出光学系、２７…裏面位置検出光学系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−310462（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−246923（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−224327（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/00
Claims (3)
- 【請求項１】 基板の裏面側に設けられ、前記基板の裏面
に形成された格子状マークを検出して前記基板の位置を
検出する位置検出手段と、前記基板の表面側に設けら
れ、前記基板の表面に微細パターンを形成する微細パタ
ーン形成手段と具備した微細パターン形成装置におい
て、 前記位置検出手段は、前記格子状マークを照射する光源
と、メリジオナル方向の半径位置により焦点位置が異な
る球面収差のあるレンズを有し、 前記レンズは、 Δｆ＝（tan｛sin-1（λ／Ｐ）｝／（r−f tan｛sin-1
（λ／Ｐ）｝） （なお、式中、Δｆは球面収差、λは前記光源から生じ
る光の波長、Ｐは前記格子状マークのピッチ、rは前記
レンズの中心からメリジオナル方向への距離、fは前記
レンズの焦点距離を示す）を満たすような球面収差を有
することを特徴とする微細パターン形成装置。 - 【請求項２】 前記レンズは単レンズであることを特徴と
する請求項１記載の微細パターン形成装置。 - 【請求項３】 前記レンズは２枚以上の張り合わせ、ある
いは組合せレンズであることを特徴とする請求項１記載
の微細パターン形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03301623A JP3111556B2 (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 微細パターンの形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03301623A JP3111556B2 (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 微細パターンの形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144702A JPH05144702A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3111556B2 true JP3111556B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=17899176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03301623A Expired - Fee Related JP3111556B2 (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 微細パターンの形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3111556B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| 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 |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP03301623A patent/JP3111556B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05144702A (ja) | 1993-06-11 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |