JPH02130910A - 位置合わせ方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 末完ＩｊＩは位置合わせ方法に関し１例えば半導体素子
製造の露光装置において、レチクル面上に形成されてい
る微細な電子回路パターンをウェハ面上に投影光学系を
介して縮少投影して露光転写する際にレチクルとウェハ
と相対的な位ａＵめでアライメント）を行う場合に好適
な位置合わせ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
小型の投影露光装！！！（所謂ステッパー）がＩＣ−￥
ＩＬｓ　Ｉ等の半導体装置の生産現場に多数使用されて
きた。この縮小型の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小して半
導体ウェハ上のフｔ１〜レジスト（感光剤）の層に露光
するものである。

このような半導体製造用の投影露光装置においては、マ
スクとウェハの相対的な位１合わせけ性能向上を図る為
の重要な一要素となっている。特に最近の露光装置にお
ける位置合せにおいては、半導体素子の高集積化の為に
、例えばサブミクロン以下の位置合わせ精度を有するも
のが要求されている。

一般に投影光学系を通してレチクル面上のアライメント
マーク（レチクルマーク）とウェハ面上のアライメント
マーク（ウェハマーク）とを合致させてアライメントす
る方法は比較的誤差が少なく高精度のアライメントが可
能である。

しかしながら投影光学系の設計上の制約から。

アライメントに露光光と波長が異なる光束が使用出来な
い場合がある。一方、露光光に近い光束を用いて投影光
学系を介してアライメントすると、例えばウニ凸面を露
光してしまう等種々の問題点が生じてくる。

これに対してレチクルマークとウェハマークをそれぞれ
独立して位置決めするようにしたアライメント部を設け
、投影光学系に関与せずにレチクルとウェハをアライメ
ントする方法がある。

しかしながら、この方法はレチクルマーク検出部とウェ
ハマーク検出部が正確に設計上対応する位置にあるかを
調べる必要があった。

この他、レチクルマークを投影光学系を介してウェハ上
に焼付けそのときの像（潜像の場合もある。）をウェハ
マーク検出部まで移動し、位置決めを行ない、その移動
量を以って、ウェハマーク検出部とのオフセット量とし
、ウェハマーク検出部で位置決めされたウェハをそのオ
フセット量だけ投影光学系の方向に移動するか、または
ウェハ上に焼付けられたレチクル像と前もって施されて
いるウェハ上のアライメントマークとの偏差を検出して
ウェハマーク検出部からのオフセット量を修正する等の
方法が用いられている。

しかしながら、従来の方法ではレチクルマークとウェハ
マークの相対的な検出位置の較正を行う際、−度つエへ
上にレチクルマークを焼き付けて行っていた為に、露光
によりウニへの一部が使用不能になることと、又ウェハ
上の焼付像がそのままの状態ではコントラストが低く、
検出が難しい等の問題点があった。

（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とを投影光学系を介して位置
合わせを行う際ウェハを支持するウェハチャック上の一
部に位置較正マークを設け、該位置較正マークを利用す
ることによりウェハ面上での無駄焼の損失を防ぎ、位置
較正マークがウニ凸面の露光領域から離れて設定されて
いることから露光光を使用したアライメントを可能とし
、又高コントラストのアライメントマークの形成を可能
とした高いアライメント精度が容易に得られる位置合わ
せ方法の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） レチクルとウェハとを投影光学系を介して位置合わせを
行う際、誤レチクル面上に設けたレチクルマークを該レ
チクル近傍に設けたレチクルマーク検出部で検出するこ
とにより該レチクルの位置を検出し、次いで該ウェハを
支持するウェハチャック面上に設けられた位置較正マー
クを該ウェハ近傍に設けた照明系により照明し、該位置
較正マークをウェハマーク検出部で検出し、次に該ウェ
ハを一定ＩＩＬ、移動させて該位置較正マークと該レチ
クル面上のレチクルマークとが該投影光学系を介して一
定の関係となるように位置較正検出部で検出し、次いで
該ウェハを一定量移動させて該ウェハ面上に設けたウェ
ハマークが一定の位置にくるように該ウェハマーク検出
部により検出し、その後先に得られたｉｌＬを利用して
該レチクルとウェハとのｆｆｆ　［合わせを行ったこと
である。

（実施例） 第１図は本発明を実施する為の半導体素子５１造用の投
影露光装置の要部該略図である。

図中１はウェハチャックであり不図示の移動ステージに
設置されている。２はウェハでありウェハチャックｌ上
に支持されておりその面上には十字状のウェハマークが
設、けられている、３は位置較正マークであり、ウェハ
チャック１面上に、例えば七字状のパターンより成り第
２図に示すような位置に設置されている。４はレチクル
であり、その面上には電子回路パターンや第３図に示す
ようなパターンのレチクルマーク４ａ、４ｂが形成され
ている。５は投影光学系でありレチクル４面上のパター
ンをウェハ２面上に所定の倍率（縮少倍率）で投影して
いる。６はレチクルマーク検出部でありレチクル４面上
のレチクルマーク４ｂの位置を検出し、レチクル４が所
定位置にくるように位置決めを行っている。７は投影光
学系５の光軸と平行な光軸をもつオフアクシス顕微鏡を
含むウェハマーク検出部であり所定の光軸間距離で投影
光学系から離れて設置しである。ウェハ２面上のウェハ
マーク２ａ及びウェハチャック１面上の位置較正マーク
３の位置検出を行っている。８は照明系であり移動ステ
ージに固定されており光源８ａからの光束を集光レンズ
８ｂで集光し、ミラー８Ｃを介して位置較正マーク３を
照明している。９は位置較正検出部であり、ウェハチャ
ック１面上の位置較正マーク３とレチクル４面上のレチ
クルマーク４ａとの位置合わせを行っている。

次に本実施例におけるレチクル４とウェハ２との位置合
わせ方法について説明する。

まずレチクル４面上のレチクルマーク４ｂの位置ををレ
チクルマーク検出部６で検出し、レチクル４が投影光学
系５に対して機械的に定められた位置にくるように位置
決めする０次にウェハチャックｌ上の位置較正マーク３
をウェハマーク検出部７で検出し位置決めする。そして
ウェハチャック１をレチクルマーク４ａが投影光学系５
によりウェハ２面上に投影結像される位置Ａ近傍まで移
動させる。このとき位置較正マーク３は照明系８により
照明されている。

ウェハチャック１面上の位置較正マーク３は投影光学系
５によりレチクルマーク４ａの近傍に投影結像され、こ
のとき位置較正検出部９によりレチクルマーク４ａと位
置較正マーク３とが例えば笥４図が示すように完全に一
致するように移動ステージを移動させてアライメントを
行なう、このときのアライメントされた位置から先のウ
ェハマーク検出部７で位置決めされた位置までの移動ス
テージの移動１１−をウェハマーク検出部７のオフセッ
ト量としている。

次にウェハ２を移動させウェハ２面上のウェハマーク２
ａがウェハマーク検出部７で位置決めさせるところに位
置させる。そして位置決めされた位置から先に求めたオ
フセット量りだけウェハ２を投影光学系５方向に移動さ
せて、これによりレチクル４とウェハ２との位置決めを
行っている。

本実施例においてレチクルマーク４ａ、４ｂや位置較正
マークは十字状のパターンに限らずどのようなパターン
であっても良い。

位置較正マーク３を透過式の代りに反射式としても良い
、この場合は照明系８を投影光学系５側に配置して照明
すれば良い。

又位置較ｆマーク３の検出精度を向上さゼる為に位置較
ｆマークを振動させて構成しても良い。

位置較正マーク３配置位置は　ウェハチャックｌの周辺
部に限らず、例えばウェハ設置前に行うのであればウェ
ハチャック部内どこに配置しても良い。

（発明の効果） 本発明によればレチクルとウェハを縮少型の投影光学系
を介して位置決めする際、ウェハチャック面上の一部に
設けた位置較正マークを利用して、レチクルマークの像
位置とウェハマークの検出位置間のオフセット噛を求め
、これより位置決めを行う方法をとることにより、露光
光での位置合わせが出来５又アライメントマーク像のコ
ントラストをヒげることが出来、しかも検出部での倍率
を高めることができ、高いアライメント精度が容易に得
られる位置合わせ方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する為の投影露光装置の要部誠略
図、第２図は第１図のウェハチャックの説明図、第３、
第４図は本発明に係るｌノチクルマークと位置較正マー
クの一実施例の説明である５図中１はウェハチャック、
２はウェハ、３は位（け較正マーク、４はレチクル、４
ａ、４ｂはレチクルマーク、５は投影光７系、６はレチ
クルマーク検出部、７はウェハマーク検出部、８は照明
系、９は位置較正検出部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レチクルとウェハとを投影光学系を介して位置合
   わせを行う際、該レチクル面上に設けたレチクルマーク
   を該レチクル近傍に設けたレチクルマーク検出部で検出
   することにより該レチクルの位置を検出し、次いで該ウ
   ェハを支持するウェハチャック面上に設けられた位置較
   正マークを該ウェハ近傍に設けた照明系により照明し、
   該位置較正マークをウェハマーク検出部で検出し、次に
   該ウェハを一定量Ｌ、移動させて該位置較正マークと該
   レチクル面上のレチクルマークとが該投影光学系を介し
   て一定の関係となるように位置較正検出部で検出し、次
   いで該ウェハを一定量移動させて該ウェハ面上に設けた
   ウェハマークが一定の位置にくるように該ウェハマーク
   検出部により検出し、その後先に得られた値Ｌを利用し
   て該レチクルとウェハとの位置合わせを行ったことを特
   徴とする位置合わせ方法。