JPH02126628A - 位置合わせ装置及びその方法 - Google Patents
位置合わせ装置及びその方法Info
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- JPH02126628A JPH02126628A JP63280690A JP28069088A JPH02126628A JP H02126628 A JPH02126628 A JP H02126628A JP 63280690 A JP63280690 A JP 63280690A JP 28069088 A JP28069088 A JP 28069088A JP H02126628 A JPH02126628 A JP H02126628A
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- imaging
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Classifications
-
- 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
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
-
- 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
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は位置合わせ装置及びその方法に関し、特にＩＣ
，ＬＳＩ等の集積回路の製作において、マスク若しくは
レチクル面上の電子回路パターンを投影光学系によりウ
ェハ面上に高精度に焦点合わせをして投影露光する際に
好適な位置合わせ装置及びその方法に関するものである
。
，ＬＳＩ等の集積回路の製作において、マスク若しくは
レチクル面上の電子回路パターンを投影光学系によりウ
ェハ面上に高精度に焦点合わせをして投影露光する際に
好適な位置合わせ装置及びその方法に関するものである
。
（従来の技術）
近年、微細な回路パターンを露光転写する装置として縮
少型の投影露光装置（所謂ステッパー）がＩＣやＬＳＩ
等の半導体装この生産現場に多数使用されてきた。この
縮少型の投影露光装置はレチクル（マスク）に描かれた
回路パターンの像を投影光学系により縮少して半導体ウ
ェハ上のフォトレジスト（感光剤）の層を露光するもの
である。
少型の投影露光装置（所謂ステッパー）がＩＣやＬＳＩ
等の半導体装この生産現場に多数使用されてきた。この
縮少型の投影露光装置はレチクル（マスク）に描かれた
回路パターンの像を投影光学系により縮少して半導体ウ
ェハ上のフォトレジスト（感光剤）の層を露光するもの
である。
この場合レチクルとウェハとの相対的な位置合わせは性
箋向七を図る為の屯要な一要素となっている。
箋向七を図る為の屯要な一要素となっている。
従来よりウェハ面上の位置合わせ用のウェハマークとレ
チクル面上の位置合わせ用のレチクルマーク又はそれに
代わる基準マークを撮像手段面上に拡大投影し、該撮像
手段から得られる映像信号を利用してウェハとレチクル
（又は基準マーク）との相対的な位ごずれを検出してウ
ェハとレチクルとの位置合わせを行っている。
チクル面上の位置合わせ用のレチクルマーク又はそれに
代わる基準マークを撮像手段面上に拡大投影し、該撮像
手段から得られる映像信号を利用してウェハとレチクル
（又は基準マーク）との相対的な位ごずれを検出してウ
ェハとレチクルとの位置合わせを行っている。
一般にこのような方法における相対的位置ずれの検出精
度はウェハ面上に換算した撮像手段の空間的サンプリン
グ間隔を狭める程、即ち光学的倍率を含めた撮像手段の
分解渣を高める程向上する。
度はウェハ面上に換算した撮像手段の空間的サンプリン
グ間隔を狭める程、即ち光学的倍率を含めた撮像手段の
分解渣を高める程向上する。
しかしながら単に分解能を高めていくと映像信号のＳ／
Ｎ比が低下してくる為に検出精度はそれに比例して向上
せず、一定の限界があった。
Ｎ比が低下してくる為に検出精度はそれに比例して向上
せず、一定の限界があった。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明はレチクルとウェハ面上に各々設けた位ご合わせ
用のマークを撮像手段面上に結像させ、該撮像手段から
の映像信号を利用してレチクルとウェハとの相対的な位
置合わせを行う際、レチクル面上とウェハ面上の位置合
わせ用のマークを所定の格子ピッチの格子状パターンよ
り形成し、該格子状パターンを撮像手段面上に結像させ
、このとき生ずるモアレ縞を利用して該撮像手段の実効
的な分解能を上げることにより相対的な位置合わせ精度
を向上させた位置合わせ装置及びその方法を提供するも
のである。
用のマークを撮像手段面上に結像させ、該撮像手段から
の映像信号を利用してレチクルとウェハとの相対的な位
置合わせを行う際、レチクル面上とウェハ面上の位置合
わせ用のマークを所定の格子ピッチの格子状パターンよ
り形成し、該格子状パターンを撮像手段面上に結像させ
、このとき生ずるモアレ縞を利用して該撮像手段の実効
的な分解能を上げることにより相対的な位置合わせ精度
を向上させた位置合わせ装置及びその方法を提供するも
のである。
（問題点を解決するための手段）
ウェハ面上に格子ピッチＬＷのウェハマークＧｗを設け
、レチクル面上に格子ピッチＬＲＩとＬＲ２の２つのレ
チクルマークＧＲＩ、ＧＲ２を設け、該ウェハマークＧ
ｗと２つのレチクルマークＧＲＩ、ＧＩ２２を結像手段
により所定倍率で同一面上に結像させ１このとき該同一
面上におけるウェハマークＧｗとレチクルマークＧＲ＋
の像から形成されるモアレ縞の基本ピッチβｗＬｏとウ
ェハマークＧｗとレチクルマークＧＲ２の像から形成さ
れるモアレ縞の基本ピッチβｗＬｏとの位相差を検出手
段により検出することにより該ウェハと該レチクルとの
位置合わせを行う際、該レチクルから該同一面までの光
学倍率をβＰ、該ウェハから該同一面までの光学倍率を
βｗとしたときβｗ＊Ｌｗ＝βｔｔ （１−ε）
ＬＲ＝βＲ（１＋ε）・ＬＲ２＝εΦβｗ＊Ｌ。
、レチクル面上に格子ピッチＬＲＩとＬＲ２の２つのレ
チクルマークＧＲＩ、ＧＲ２を設け、該ウェハマークＧ
ｗと２つのレチクルマークＧＲＩ、ＧＩ２２を結像手段
により所定倍率で同一面上に結像させ１このとき該同一
面上におけるウェハマークＧｗとレチクルマークＧＲ＋
の像から形成されるモアレ縞の基本ピッチβｗＬｏとウ
ェハマークＧｗとレチクルマークＧＲ２の像から形成さ
れるモアレ縞の基本ピッチβｗＬｏとの位相差を検出手
段により検出することにより該ウェハと該レチクルとの
位置合わせを行う際、該レチクルから該同一面までの光
学倍率をβＰ、該ウェハから該同一面までの光学倍率を
βｗとしたときβｗ＊Ｌｗ＝βｔｔ （１−ε）
ＬＲ＝βＲ（１＋ε）・ＬＲ２＝εΦβｗ＊Ｌ。
・・・（１）
（但しくは０＜ε＜０．５の実数）
なる条件を満足することである。
（実施例）
第１図は本発明の第１実施例の要部概略図である。同図
においてＲはレチクルであり、その面上には電子回路パ
ターンや後述するレチクルマークが形成されている。Ｇ
ＲＩ、ＧＲ２は各々レチクル８面上に形成された位置合
わせ用のレチクルマークであり、例えば第２図（Ａ）に
示すようにレチクル８面上の電子回路パターンが形成さ
れている領域２１の外側に設けられている。
においてＲはレチクルであり、その面上には電子回路パ
ターンや後述するレチクルマークが形成されている。Ｇ
ＲＩ、ＧＲ２は各々レチクル８面上に形成された位置合
わせ用のレチクルマークであり、例えば第２図（Ａ）に
示すようにレチクル８面上の電子回路パターンが形成さ
れている領域２１の外側に設けられている。
Ｗはウェハ、ＧｗはウェハＷ面上に形成された位置合わ
せ用のウェハマークであり、例えば第２図（Ｂ）に示す
ように電子回路パターンの転写領域２２間にレチクルマ
ークＧＲＩ、ＧＲ２に対応して設けられている。
せ用のウェハマークであり、例えば第２図（Ｂ）に示す
ように電子回路パターンの転写領域２２間にレチクルマ
ークＧＲＩ、ＧＲ２に対応して設けられている。
１は投影光学系でありレチクル８面上の電子回路パター
ンやレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２をウェハＷ面上に所
定の倍率で投影している。２は可動ステージであり、ウ
ェハＷを載置くシており、アライメント制御手段６の信
号に基づいてＸ、Ｙ方向及びＺ方向（投影光学系１の光
軸方向）に駆動制御されている。
ンやレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２をウェハＷ面上に所
定の倍率で投影している。２は可動ステージであり、ウ
ェハＷを載置くシており、アライメント制御手段６の信
号に基づいてＸ、Ｙ方向及びＺ方向（投影光学系１の光
軸方向）に駆動制御されている。
３は照明系でありレチクル８面上のレチクルマークＧＲ
Ｉ、ＧＲ２を照明している。４はハーフミラ−１５は検
出手段としての撮像部でありその撮像面上にはレチクル
マークＧＲＩ、ＧＲ２とウェハマークＧｗが所定倍率で
結像されている。
Ｉ、ＧＲ２を照明している。４はハーフミラ−１５は検
出手段としての撮像部でありその撮像面上にはレチクル
マークＧＲＩ、ＧＲ２とウェハマークＧｗが所定倍率で
結像されている。
本実施例では照明系３からの光束はハーフミラ−４を通
過し、レチクル８面上のレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２
を照射している。そしてレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２
で反射した光束をハーフミラ−４で反射させて撮像部５
の撮像面上に導光し、該レチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２
の像を所定倍率で結像している。
過し、レチクル８面上のレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２
を照射している。そしてレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２
で反射した光束をハーフミラ−４で反射させて撮像部５
の撮像面上に導光し、該レチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２
の像を所定倍率で結像している。
磁力しチクルＲとウェハＷは予め適当な手段によりプリ
アライメントされているのでレチクルＲを通過した照明
系３からの光束は投影光学系１を介してウェハＷ面上の
ウェハマークＧｗを照射する。このときウェハマークＧ
ｗの投影光学系ｌによる像はレチクル８面上の、レチク
ルマークＧＲＩ とＧＲ２の近傍に形成される。そして
該ウェハマークＧｗの像に基づく光束はハーフミラ−４
で反射して撮像部５に導光され、撮像面上に所定倍率で
ウェハマークＧｗの像を結像する。
アライメントされているのでレチクルＲを通過した照明
系３からの光束は投影光学系１を介してウェハＷ面上の
ウェハマークＧｗを照射する。このときウェハマークＧ
ｗの投影光学系ｌによる像はレチクル８面上の、レチク
ルマークＧＲＩ とＧＲ２の近傍に形成される。そして
該ウェハマークＧｗの像に基づく光束はハーフミラ−４
で反射して撮像部５に導光され、撮像面上に所定倍率で
ウェハマークＧｗの像を結像する。
（尚本実施例において照明系からの光束の波長がレチク
ル面上の電子回路パターンをウニ／Ｘ面上に投影露光す
る際の露光光束の波長と異っているときは不図示の補正
手段により結像性部を補正をするようにしている。） レチクル８面上のレチクルマークＧＲＩＧＲ２は第３図
（Ａ）に示すように格子状パターンより成っており、レ
チクルマークＧＲＩの格子ピッチはＬＲｌ、レチクルマ
ークＧＲ２の格子ピッチはＬＲ２である。又レチクルマ
ークＧＲＩとＧＲ２のマークの中心ＣＲは一致するよう
に構成されている。
ル面上の電子回路パターンをウニ／Ｘ面上に投影露光す
る際の露光光束の波長と異っているときは不図示の補正
手段により結像性部を補正をするようにしている。） レチクル８面上のレチクルマークＧＲＩＧＲ２は第３図
（Ａ）に示すように格子状パターンより成っており、レ
チクルマークＧＲＩの格子ピッチはＬＲｌ、レチクルマ
ークＧＲ２の格子ピッチはＬＲ２である。又レチクルマ
ークＧＲＩとＧＲ２のマークの中心ＣＲは一致するよう
に構成されている。
又ウェハＷ面上のウェハマークＧｗはレチクルマークＧ
Ｒ＋ 、 Ｇｔｚ ２と同様に第３図（Ｂ）に示すよ
うに格子状パターンより成り、その格子ピッチはＬｗと
なっている。
Ｒ＋ 、 Ｇｔｚ ２と同様に第３図（Ｂ）に示すよ
うに格子状パターンより成り、その格子ピッチはＬｗと
なっている。
本実施例では撮像部５の撮像面上に形成されるウェハマ
ークＧＷとレチクルマークＧＲＩの像から形成されるモ
アレ縞の基本ピッチＬＯとウェハマークＧｗとレチクル
マークＧＲ２の像から形成されるモアレ縞の基本ピッチ
Ｌｏとの位相差を検出することにより、ウェハＷとレチ
クルＲとの位置合わせを行っている。
ークＧＷとレチクルマークＧＲＩの像から形成されるモ
アレ縞の基本ピッチＬＯとウェハマークＧｗとレチクル
マークＧＲ２の像から形成されるモアレ縞の基本ピッチ
Ｌｏとの位相差を検出することにより、ウェハＷとレチ
クルＲとの位置合わせを行っている。
このときレチクルＲから撮像面までの光学倍率をβＲ、
ウェハＷから撮像面までの光学倍率をβｗとしたときレ
チクルマークＧＲＩ、ＧＲ２とウェハマークＧｗの格子
ピッチＬＲ１、ＬｔｚＬｗが前述（１）式を満足するよ
うにレチクルマークとウェハマークの格子状パターンを
設定している。これにより後述するように検出手段の実
効的な分解能を上げ位置合わせ精度を高めている。
ウェハＷから撮像面までの光学倍率をβｗとしたときレ
チクルマークＧＲＩ、ＧＲ２とウェハマークＧｗの格子
ピッチＬＲ１、ＬｔｚＬｗが前述（１）式を満足するよ
うにレチクルマークとウェハマークの格子状パターンを
設定している。これにより後述するように検出手段の実
効的な分解能を上げ位置合わせ精度を高めている。
又検出手段がウェハマークＧｗの像とレチクルマークＧ
ＲＩ、ＧＲ２の像を２次元的に検出する撮像部を有して
いるときは、該撮像部の少なくとも一方向の画素ピッチ
をＬｍ、任意の整数をＭとしたとき 式を満足するように各要素を設定している。
ＲＩ、ＧＲ２の像を２次元的に検出する撮像部を有して
いるときは、該撮像部の少なくとも一方向の画素ピッチ
をＬｍ、任意の整数をＭとしたとき 式を満足するように各要素を設定している。
次に本実施例における位置合わせ方法の原理について説
明する。
明する。
検出手段５のｍ像部で得られた映像信号はアライメント
制御手段６に転送される。アライメント制御手段６では
撮像部の各画素に対応するように所定の局間でサンプリ
ングして映像信号をアナログデータからデジタルデータ
に変換する。そしてこのデジタルデータは撮像部の各画
素のＸＹアドレスに対応して画像メモリに記憶される。
制御手段６に転送される。アライメント制御手段６では
撮像部の各画素に対応するように所定の局間でサンプリ
ングして映像信号をアナログデータからデジタルデータ
に変換する。そしてこのデジタルデータは撮像部の各画
素のＸＹアドレスに対応して画像メモリに記憶される。
第４図はアライメント制御手段６内の画像メモリ上に記
憶されるレチクルマークＧＲ１，ＧＲ２とウェハマーク
Ｇｗに関する画像データの説明図である。同図において
は簡単の為に各寸法はウェハＷ面上に換算したときの尺
度で表わしている。
憶されるレチクルマークＧＲ１，ＧＲ２とウェハマーク
Ｇｗに関する画像データの説明図である。同図において
は簡単の為に各寸法はウェハＷ面上に換算したときの尺
度で表わしている。
図中Ｌ１はレチクルマークＧＲ＋の格子ピッチ、Ｌ２は
レチクルマークＧｔｔｚの格子ピッチ、Ｐは画素ピッチ
、ＣｅはレチクルマークＣｕｔとＧＲ２との中心位置、
ΔＳは中心位ｆｌ ＣｒｔとウェハマークＧｗの中心位
置との相対的なずれ量である。これらを前述の各係数を
用いて表わすととなる。
レチクルマークＧｔｔｚの格子ピッチ、Ｐは画素ピッチ
、ＣｅはレチクルマークＣｕｔとＧＲ２との中心位置、
ΔＳは中心位ｆｌ ＣｒｔとウェハマークＧｗの中心位
置との相対的なずれ量である。これらを前述の各係数を
用いて表わすととなる。
又同図においてＣｍは画像メモリ上の適当にとったＸ軸
の中心位置であり、レチクルと撮像部はあらかじめプリ
ライメントされているので中心位置Ｃｍは中心位置ＣＲ
の近傍に存在するようになる。そのときのずれ量は量Δ
Ｒである。またｍは画素ピッチ単位の尺度をもつＸ座標
である。各マーク画像は、レチクルマークＧＲ２にみら
れるようにＸ軸方向に２Ｍ、Ｙ軸方向にＮのウィンドウ
を設け、Ｙ方向に投影ａＸする。そのときの−次元デー
タの一例を第５図に示す。
の中心位置であり、レチクルと撮像部はあらかじめプリ
ライメントされているので中心位置Ｃｍは中心位置ＣＲ
の近傍に存在するようになる。そのときのずれ量は量Δ
Ｒである。またｍは画素ピッチ単位の尺度をもつＸ座標
である。各マーク画像は、レチクルマークＧＲ２にみら
れるようにＸ軸方向に２Ｍ、Ｙ軸方向にＮのウィンドウ
を設け、Ｙ方向に投影ａＸする。そのときの−次元デー
タの一例を第５図に示す。
第５図においてｖｌはレチクルマークＧＲの、Ｖｗはウ
ェハマークの、モしてｖ２はレチクルマークＧＲ２の一
次元データである。
ェハマークの、モしてｖ２はレチクルマークＧＲ２の一
次元データである。
このときの−次元データは近似的に次のように表わされ
る。
る。
（但しａ＋ 、ｊ＋ 、ａｗ、ｂｗ、 ａ２ 、
ｂｚは定数でｍ、＝２π／ Ｌ ｏである。） 次に（４）式ニオケる Ｖ ＋ （ｍ） トＶ ｗ （
ｍ ）Ｖ ２ （ｍ） と Ｖ ｗ （ｍ ）の乗算を
行う、このときの結果を第６図に示す。
ｂｚは定数でｍ、＝２π／ Ｌ ｏである。） 次に（４）式ニオケる Ｖ ＋ （ｍ） トＶ ｗ （
ｍ ）Ｖ ２ （ｍ） と Ｖ ｗ （ｍ ）の乗算を
行う、このときの結果を第６図に示す。
Ｖｌ！Ｖｗが Ｖ＋（ｍ）とＶｗ（ｍ）の、Ｖｚｆｆｉ
Ｖｗが Ｖ ２ （＋＊） トＶ ｗ （１１） （７
）、乗算後の一次元データである（モアレ縞に相当する
）、各１次元データは（２）（３）（４）式より次のよ
うに表わされる。
Ｖｗが Ｖ ２ （＋＊） トＶ ｗ （１１） （７
）、乗算後の一次元データである（モアレ縞に相当する
）、各１次元データは（２）（３）（４）式より次のよ
うに表わされる。
次ニｖ Ｉ ｔ Ｖ ｗ （ｍ） 、 Ｖ ２ ｔ Ｖ
ｗ （ｍ） ノー ＩＩ、 以上の周波数をフィルタ
リング処理によりカートすると、ｖ ＋ 零Ｖｖ （ｓ
） 、 ｖ ｚｔＶｗ（ｇ＋） ノー＆元チー９は第７
図（Ａ）、（Ｂ）に示す実線のようになる（モアレ縞の
基本周波数像に相当する）、破線はΔＲ：ΔＳ＝０の時
の一次元データである。ｖ１カＶ ｌｔ Ｖ ｖ
（ｍ） （１）、 ｖ ２ がＶ ２ ｔ
Ｖ ｗ （ｍ） ＋７）フィルタリング後のデ
ータである。
ｗ （ｍ） ノー ＩＩ、 以上の周波数をフィルタ
リング処理によりカートすると、ｖ ＋ 零Ｖｖ （ｓ
） 、 ｖ ｚｔＶｗ（ｇ＋） ノー＆元チー９は第７
図（Ａ）、（Ｂ）に示す実線のようになる（モアレ縞の
基本周波数像に相当する）、破線はΔＲ：ΔＳ＝０の時
の一次元データである。ｖ１カＶ ｌｔ Ｖ ｖ
（ｍ） （１）、 ｖ ２ がＶ ２ ｔ
Ｖ ｗ （ｍ） ＋７）フィルタリング後のデ
ータである。
各−次元データは次のように表わされる。
（ただしＡＩ、Ｂ１．Ａ２．Ｂ２は定数）ここで Ｖ
（ｍ） ＝ Ａ ＋ Ｂ ｃａｓ （ｍ ｐ ｗ、＋
Δ）２π Ｗ、 ３ □ ）において −Ｍ＜ 信く Ｎで Ｖ （層） が 与えられ、 かつ画素Ｐとモアレ縞の基本ピッチＬ。
（ｍ） ＝ Ａ ＋ Ｂ ｃａｓ （ｍ ｐ ｗ、＋
Δ）２π Ｗ、 ３ □ ）において −Ｍ＜ 信く Ｎで Ｖ （層） が 与えられ、 かつ画素Ｐとモアレ縞の基本ピッチＬ。
の関係が
り。
Ｐであるので（
倍率β賛
が
画素ピッチＬ
によって調整されている為である。
位相Δは次に
よ
うに書ける。
＋ＢΣｃｏｓ （ｍ ｐ ｗ 、＋Δ） ５ｉｎ（ｍ
ｐ Ｗ ＠ ）１１トｎ 窩０ ＋ Ｂ （０＋ Ｍ ５ｉｎ（Δ））＝Ｉ Ｂ
Ｍ ５ｉｎ（Δ） 同様に 位相Δ１．Δ２は各々 である。
ｐ Ｗ ＠ ）１１トｎ 窩０ ＋ Ｂ （０＋ Ｍ ５ｉｎ（Δ））＝Ｉ Ｂ
Ｍ ５ｉｎ（Δ） 同様に 位相Δ１．Δ２は各々 である。
したがって求めた位相Δｌ、Δ２の差を計算すると、２
ΔＳ ｗ となる。
ΔＳ ｗ となる。
そして相対的ずれ量ΔＳは
Ｌｍ（Δｌ−Δ２）
ΔＳ−
・・・（８）
となり、
レチクルマーク中心ＣＰ
とウェハマーク中
心の相対内位とΔＳ
ずれが、
検出される。
次に相対的位置ずれ漬ΔＳだけｎ）動ステージ２を動か
す信号をアライメント制御手段６から可動ステージ２に
送信し、レチクルＲとウェハＷをアライメントする。
す信号をアライメント制御手段６から可動ステージ２に
送信し、レチクルＲとウェハＷをアライメントする。
このような位１合わせ方法を採ることによりマスフ開面
上の格子ピッチＬｗ（周波数−Ｗ ｏ ）の情報（（４
）式）であった相対的位置ずれΔＳが基本ピッチＬｏ（
遅波数Ｗ ｏ ）の情報に変換出来（（６）式）、これ
により多くの画素情報を使ってずれ量ΔＳが求められる
ので、ずれ・−１−ΔＳが実質的にＬ ｏ ＞ Ｌ ｍ
のように拡大されたことになる。
上の格子ピッチＬｗ（周波数−Ｗ ｏ ）の情報（（４
）式）であった相対的位置ずれΔＳが基本ピッチＬｏ（
遅波数Ｗ ｏ ）の情報に変換出来（（６）式）、これ
により多くの画素情報を使ってずれ量ΔＳが求められる
ので、ずれ・−１−ΔＳが実質的にＬ ｏ ＞ Ｌ ｍ
のように拡大されたことになる。
逆に言えば実効的に画素ピッチＬｍが小さくなったこと
になり、撮像手段５の分解能を上げ、検出精度を向上さ
せることができる。更に１本実施例においてレチクルマ
ークの中心ＣＲと画像メモリーの中心Ｃｍとの位ｔずれ
ΔＲに関係なくマスクとウェハとのずれ賃ΔＳが検出さ
れる為、よす検出精度が向上する。
になり、撮像手段５の分解能を上げ、検出精度を向上さ
せることができる。更に１本実施例においてレチクルマ
ークの中心ＣＲと画像メモリーの中心Ｃｍとの位ｔずれ
ΔＲに関係なくマスクとウェハとのずれ賃ΔＳが検出さ
れる為、よす検出精度が向上する。
第１実施例では相対内位こずれΔＳを計算するとき位相
Δ１ 、Δ２を個別に算出する為、演算ｔａｎＩを２回
使用した。しかしながら、一般に演算ｊａｎ’には精度
誤差がのってくるので、この演となり好ましい。
Δ１ 、Δ２を個別に算出する為、演算ｔａｎＩを２回
使用した。しかしながら、一般に演算ｊａｎ’には精度
誤差がのってくるので、この演となり好ましい。
第８図は本発明の第２実施例の要部概略図である。
第１実施例では所謂ＴＴＬ方式によりレチクルマークと
ウェハマークの相対内位ごずれを直接検出したが、第２
実施例では、基準マスク８１を新たに設けている。そし
てウェハマークＧｗと基準マスク８１との相対的位置ず
れ及びレチクルマークと基準マスク８１の相対的位置ず
れを検出することにより、レチクルマークとウェハマー
クの相対内位ｌずれを間接的に検出している。この時は
ウェハに１つの格子状マークＧｗ、レチクルに１つの格
子状マークＧＲ，基帛マスク８１に２つの格子状マーク
ＧＭＩ、Ｇ門２を設けている。
ウェハマークの相対内位ごずれを直接検出したが、第２
実施例では、基準マスク８１を新たに設けている。そし
てウェハマークＧｗと基準マスク８１との相対的位置ず
れ及びレチクルマークと基準マスク８１の相対的位置ず
れを検出することにより、レチクルマークとウェハマー
クの相対内位ｌずれを間接的に検出している。この時は
ウェハに１つの格子状マークＧｗ、レチクルに１つの格
子状マークＧＲ，基帛マスク８１に２つの格子状マーク
ＧＭＩ、Ｇ門２を設けている。
即ち本実施例においてはウニ八面上に格子ピッチＬｗの
ウェハマークＧｗを設け１．Ｉ！準ママスフ面上格子ピ
ッチＬｒ１ＩとＬ門２の２つの基準マークＧｎ＋、Ｇｒ
ｔ２を設け、該ウェハマークＧｗを該基準マスク面上に
結像させ次いで基準マスク面を結像手段により所定倍率
で撮像面上に結像させ、このとき該撮像面上におけるウ
エハマークＧｗと基準マークＧｎ＋の像から形成される
モアレ縞の基本ピッチβｗＬｏとウェハマークＧｗと基
準マークＧ門２の像から形成されるモアレ縞の基本ピッ
チβｗＬｏとの位相差を検出手段により検出することに
より該ウェハと該基準マスクとの位δ合わせを行い、次
いでレチクル面上に設けた格子ピッチＬｗのレチクルマ
ークＧＲを該基準マスク面上に結像させ、次いで基準マ
スク面を結像手段により所定倍率で撮像面上に結像させ
、このと！！該撮像面上におけるレチクルマークＧＲと
基準マークＧｎｌの像から形成されるモアレ縞の基本ピ
ッチＬｏとレチクルマークＧＲ，！−基準マークＧｎ２
の像から形成されるモアレ縞の基・本ピッチＬＯとの位
相差を検出手段により検出することにより該レチクルと
該基準マスクとの位置合わせを行なうことにより該ウェ
ハと該レチクルとの位置合わせを行う際、該レチクルか
ら該撮像面までの光学倍率をβＰ、該ウェハから該撮像
面までの光学倍率をβｗ、該基準マスクから該撮像面ま
での光学倍率をβｉとしたとき前述の（１）式と同様β
ｗＬ ｗ＝βＲＬＲ＝ βｎ 拳（１−ε） Ｌ
ｎ＋２βｎ １１ （１＋Ｇ） Ｌｒ＋ｚ ＝εβｗＬ
ｏ（但しεは０＜ε＜０．５の実数） なる条件を満足するように各要素を設定している。
ウェハマークＧｗを設け１．Ｉ！準ママスフ面上格子ピ
ッチＬｒ１ＩとＬ門２の２つの基準マークＧｎ＋、Ｇｒ
ｔ２を設け、該ウェハマークＧｗを該基準マスク面上に
結像させ次いで基準マスク面を結像手段により所定倍率
で撮像面上に結像させ、このとき該撮像面上におけるウ
エハマークＧｗと基準マークＧｎ＋の像から形成される
モアレ縞の基本ピッチβｗＬｏとウェハマークＧｗと基
準マークＧ門２の像から形成されるモアレ縞の基本ピッ
チβｗＬｏとの位相差を検出手段により検出することに
より該ウェハと該基準マスクとの位δ合わせを行い、次
いでレチクル面上に設けた格子ピッチＬｗのレチクルマ
ークＧＲを該基準マスク面上に結像させ、次いで基準マ
スク面を結像手段により所定倍率で撮像面上に結像させ
、このと！！該撮像面上におけるレチクルマークＧＲと
基準マークＧｎｌの像から形成されるモアレ縞の基本ピ
ッチＬｏとレチクルマークＧＲ，！−基準マークＧｎ２
の像から形成されるモアレ縞の基・本ピッチＬＯとの位
相差を検出手段により検出することにより該レチクルと
該基準マスクとの位置合わせを行なうことにより該ウェ
ハと該レチクルとの位置合わせを行う際、該レチクルか
ら該撮像面までの光学倍率をβＰ、該ウェハから該撮像
面までの光学倍率をβｗ、該基準マスクから該撮像面ま
での光学倍率をβｉとしたとき前述の（１）式と同様β
ｗＬ ｗ＝βＲＬＲ＝ βｎ 拳（１−ε） Ｌ
ｎ＋２βｎ １１ （１＋Ｇ） Ｌｒ＋ｚ ＝εβｗＬ
ｏ（但しεは０＜ε＜０．５の実数） なる条件を満足するように各要素を設定している。
尚以上の各実施例においてウェハＷをコヒーレント光ま
たはそれに近い光で照明し、ウェハＷ上のウェハマーク
の格子ピッチを２ＸＬｗとして、光学的瞳位置で０次光
をカー／ トし、実質的に撮像部でウェハマークの格子
ピッチＬｗの像を得ても良い、このようにすることによ
りプロセスの影響を受けないピッチで所望の格子ピッチ
Ｌｗの像が得られるという効果がある。
たはそれに近い光で照明し、ウェハＷ上のウェハマーク
の格子ピッチを２ＸＬｗとして、光学的瞳位置で０次光
をカー／ トし、実質的に撮像部でウェハマークの格子
ピッチＬｗの像を得ても良い、このようにすることによ
りプロセスの影響を受けないピッチで所望の格子ピッチ
Ｌｗの像が得られるという効果がある。
この細氷実施例においては第９図に示すようにウェハＷ
面上のウェハマークＧｗの結像面上における像がレチク
ルＲ面上のレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２の結像面上に
おける像に重ね合わさるように各要素を設定しても良い
。
面上のウェハマークＧｗの結像面上における像がレチク
ルＲ面上のレチクルマークＧＲＩ、ＧＲ２の結像面上に
おける像に重ね合わさるように各要素を設定しても良い
。
これによれば前述の演算式ＶＩＸＶｗ、Ｖ２ ＸＶＷが
不要となり、位置ずれ検出時間を短縮すことができる。
不要となり、位置ずれ検出時間を短縮すことができる。
（発明の効果）
以上のように本発明によればレチルク面（又は基準面）
とウェハ面上に各々所定の格子ピッチより成る格子パタ
ーンから成るレチクルマークとウェハマークを設け、こ
れら格子パターンに基づいて結像面上に生ずるモアレ縞
を利用し、ウェハマークの中心とレチクルマークの中心
の相対的位置ずれ量を拡大して検出することによりレチ
クルとウェハとの相対的な位置合わせを高精度に行うこ
とのできる位置合わせ装置及びその方法を達成すること
できる。
とウェハ面上に各々所定の格子ピッチより成る格子パタ
ーンから成るレチクルマークとウェハマークを設け、こ
れら格子パターンに基づいて結像面上に生ずるモアレ縞
を利用し、ウェハマークの中心とレチクルマークの中心
の相対的位置ずれ量を拡大して検出することによりレチ
クルとウェハとの相対的な位置合わせを高精度に行うこ
とのできる位置合わせ装置及びその方法を達成すること
できる。
第１図は本発明の第１実施例の要部概略図、第２図（Ａ
）、ＣＢ）は各々第１図のレチクルＲとウェハＷ面上の
説明図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は第１図のレチクルマー
クとウェハマークの説明図、第４図は本発明に係る画像
メモリ上におけるマーク像の説明図、第５図は第４図に
おけるマーク像の１次元の積算データの説明図、第６図
（Ａ）、（Ｂ）は本発明におけるレチクルマークとウェ
ハマークの１次元データの乗算データ、第７［ｆｆｌ
（Ａ） 、 （Ｂ）は第６図のデータのフィルタリ
ング像の説明図、第８図は本発明の第２実施例の要部概
略図、第９図は本発明に係る他の一実施例の一部分の説
明図である。 図中Ｒはレチクル、Ｇ１２１．ＧＲ２はレチクルマーク
、ｗはウェハ、ＧＷはウェハマーク、ｌは投影光学系、
２はウェハステージ、３は照明系、４はハーフミラ−１
５は検出手段、６はアライメント制御手段である。 特許出願人 キャノン株式会社 代 理 人 高 梨 幸 雄 。 第 図 第 図 （Ｓ） 第 図 （Ａ） （Ｂ） 第 図 （Ａ”） （Ｂ） 図 第 図 第 図 １゜ 事件の表示 昭和 ６３年 特 許 願 第 ２８０６９０号 ２゜ 発明の名称 位置合わせ装置及びその方法 補正をする者 事件との関係
）、ＣＢ）は各々第１図のレチクルＲとウェハＷ面上の
説明図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は第１図のレチクルマー
クとウェハマークの説明図、第４図は本発明に係る画像
メモリ上におけるマーク像の説明図、第５図は第４図に
おけるマーク像の１次元の積算データの説明図、第６図
（Ａ）、（Ｂ）は本発明におけるレチクルマークとウェ
ハマークの１次元データの乗算データ、第７［ｆｆｌ
（Ａ） 、 （Ｂ）は第６図のデータのフィルタリ
ング像の説明図、第８図は本発明の第２実施例の要部概
略図、第９図は本発明に係る他の一実施例の一部分の説
明図である。 図中Ｒはレチクル、Ｇ１２１．ＧＲ２はレチクルマーク
、ｗはウェハ、ＧＷはウェハマーク、ｌは投影光学系、
２はウェハステージ、３は照明系、４はハーフミラ−１
５は検出手段、６はアライメント制御手段である。 特許出願人 キャノン株式会社 代 理 人 高 梨 幸 雄 。 第 図 第 図 （Ｓ） 第 図 （Ａ） （Ｂ） 第 図 （Ａ”） （Ｂ） 図 第 図 第 図 １゜ 事件の表示 昭和 ６３年 特 許 願 第 ２８０６９０号 ２゜ 発明の名称 位置合わせ装置及びその方法 補正をする者 事件との関係
Claims (3)
- （１）ウェハ面上に格子ピッチＬｗのウェハマークＧｗ
を設け、レチクル面上に格子ピッチＬ＿Ｒ、とＬ＿Ｒ＿
２の２つのレチクルマークＧ＿Ｒ＿１、Ｇ＿Ｒ＿２を設
け、該ウェハマークＧｗと２つのレチクルマークＧ＿Ｒ
＿１、Ｇ＿Ｒ＿２を結像手段により所定倍率で同一面上
に結像させ、このとき該同一面上におけるウェハマーク
ＧｗとレチクルマークＧ＿Ｒ＿１の像から形成されるモ
アレ縞の基本ピッチβｗＬ＿ｏとウェハマークＧｗとレ
チクルマークＧ＿Ｒ＿２の像から形成されるモアレ縞の
基本ピッチβｗＬ＿ｏとの位相差を検出手段により検出
することにより該ウェハと該レチクルとの位置合わせを
行う際、該レチクルから該同一面までの光学倍率をβ＿
Ｒ、該ウェハから該同一面までの光学倍率をβｗとした
とき βｗ・Ｌｗ＝β＿Ｒ・（１−ε）Ｌ＿Ｒ＿１＝β＿Ｒ（
１＋ε）・Ｌ＿Ｒ＿２＝ε・βｗ・Ｌ＿ｏ（但しεは０
＜ε＜０．５の実数） なる条件を満足することを特徴とする位置合わせ装置。 - （２）前記検出手段は前記同一面上のウェハマークＧｗ
の像と２つのレチクルマークＧ＿Ｒ＿１、Ｇ＿Ｒ＿２の
像を２次元的に検出する撮像部を有しており、該撮像部
の少なくとも一方向の画素ピッチをＬｍ、任意の整数を
Ｍとしたとき βｗ＝ε・Ｌｍ・２Ｍ／Ｌｗ なる関係を満足することを特徴とする請求項１記載の位
置合わせ装置。 - （３）ウェハ面上に格子ピッチＬｗのウェハマークＧｗ
を設け、基準マスク面上に格子ピッチＬ＿Ｍ＿１とＬ＿
Ｍ＿２の２つの基準マークＧ＿Ｍ＿１、Ｇ＿Ｍ＿２を設
け、該ウェハマークＧｗを該基準マスク面上に結像させ
、次いで基準マスク面を結像手段により所定倍率で撮像
面上に結像させ、このとき該撮像面上におけるウェハマ
ークＧｗと基準マークＧ＿Ｍ＿１の像から形成されるモ
アレ縞の基本ピッチＬ＿ｏとウェハマークＧｗと基準マ
ークＧ＿Ｍ＿２の像から形成されるモアレ縞の基本ピッ
チＬ＿ｏとの位相差を検出手段により検出すことにより
該ウェハと該基準マスクとの位置合わせを行い、 次いでレチクル面上に設けた格子ピッチＬ＿Ｒのレチク
ルマークＧ＿Ｒを該基準マスク面上に結像させ、次いで
基準マスク面を結像手段により所定倍率で撮像面上に結
像させ、このとき該撮像面上におけるレチクルマークＧ
＿Ｒと基準マークＧ＿Ｍ＿１の像から形成されるモアレ
縞の基本ピッチβｗＬ＿ｏとレチクルマークＧ＿Ｒと基
準マークＧ＿Ｍ＿２の像から形成されるモアレ縞の基本
ピッチβｗＬ＿ｏとの位相差を検出手段により検出する
ことにより該レチクルと該基準マスクとの位置合わせを
行うことにより該ウェハと該レチクルとの位置合わせを
行う際、該レチクルから該撮像面までの光学倍率をβ＿
Ｒ、該ウェハから該撮像面までの光学倍率をβｗ、該基
準マスクから該撮像面までの光学倍率をβ＿Ｍとしたと
き βｗＬｗ＝β＿ＲＬ＿Ｒ＝β＿Ｍ・（１−ε）Ｌ＿Ｍ＿
１＝βｘ（１＋ε）Ｌ＿Ｍ＿２＝εβｗＬ＿ｏ（但しε
は０＜ε＜０．５の実数） なる条件を満足するように各要素を設定しつつ位置合わ
せを行ったことを特徴とする位置合わせ方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280690A JPH02126628A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 位置合わせ装置及びその方法 |
| US07/817,969 US5189494A (en) | 1988-11-07 | 1992-01-08 | Position detecting method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280690A JPH02126628A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 位置合わせ装置及びその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126628A true JPH02126628A (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=17628584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280690A Pending JPH02126628A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 位置合わせ装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02126628A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232026A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置 |
| JP2007180548A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
| US20230137705A1 (en) * | 2020-02-22 | 2023-05-04 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Mask pattern for semiconductor photolithography processes and photolithography processes |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135582A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-27 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
| JPS6074579A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS61190985A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP63280690A patent/JPH02126628A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135582A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-27 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
| JPS6074579A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS61190985A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232026A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置 |
| JP2007180548A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
| JP4543026B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2010-09-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
| US20230137705A1 (en) * | 2020-02-22 | 2023-05-04 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Mask pattern for semiconductor photolithography processes and photolithography processes |
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