JPH02230713A - 位置合わせ光学系の焦点調整制御方式 - Google Patents
位置合わせ光学系の焦点調整制御方式Info
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- JPH02230713A JPH02230713A JP1051469A JP5146989A JPH02230713A JP H02230713 A JPH02230713 A JP H02230713A JP 1051469 A JP1051469 A JP 1051469A JP 5146989 A JP5146989 A JP 5146989A JP H02230713 A JPH02230713 A JP H02230713A
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- Japan
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- optical measuring
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- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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】
［産業上の利用分野コ
この発明は、半導体ＩＣ製造用の露光装置において、マ
スク原板と被露光基板の位置合わせ光学系の焦点調整制
御方式に関するものである。
スク原板と被露光基板の位置合わせ光学系の焦点調整制
御方式に関するものである。
［従来の技術コ
゛ヒ導体ＩＣの製作においては、回路パターンを描いた
マスクを原板として、光学式によりウェハなどの被露光
基板に投影して複写される。露光に際しては両者が互い
に一定のギャソプで平行とされ（平行調整）た後、両者
に設けられた位置合わせマークにより位置合わせがなさ
れる。
マスクを原板として、光学式によりウェハなどの被露光
基板に投影して複写される。露光に際しては両者が互い
に一定のギャソプで平行とされ（平行調整）た後、両者
に設けられた位置合わせマークにより位置合わせがなさ
れる。
第３図（ａ），（ｂ）は位置合わせマークと位置合わせ
方法を示すもので、図（ａ）において、マスク原板１と
被露光基板２には、それぞれの両端近くの中央部に、＃
形マークｌａ，ｌｂと十形マーク２ａ，２ｂの位置合わ
せマークが記入されている。露光においては、マスク原
板１と被露光基板２とが平行調整された後、図（ｂ）に
示す２個の光学測定器３ａで両側の位置合わせマークを
それぞれ受像し、図（ｃ）のように＃形と十形の中心が
一致する位置に基板２を移動して位置合わせが行われる
。
方法を示すもので、図（ａ）において、マスク原板１と
被露光基板２には、それぞれの両端近くの中央部に、＃
形マークｌａ，ｌｂと十形マーク２ａ，２ｂの位置合わ
せマークが記入されている。露光においては、マスク原
板１と被露光基板２とが平行調整された後、図（ｂ）に
示す２個の光学測定器３ａで両側の位置合わせマークを
それぞれ受像し、図（ｃ）のように＃形と十形の中心が
一致する位置に基板２を移動して位置合わせが行われる
。
第４図（ａ），（ｂ）は半導体の露光装置の要部と光学
系の配置を示すもので、マスク原板１は適当な支持機構
４により光学ユニット３に固定され、光学ユニット３に
は３箇所に光学／Ｉｌｌｌ定器Ａ３ａ−１． Ｂ３ａ−
２ ， Ｃ ３ａ−３が配設され、測定器ＡとＢは移動
機構３ｂ−１，３ｂ−２によりＸ方向の左右に移動ｒｌ
Ｊ能とされている。一方、マスク原板１のド側に基板チ
ャック機横２′を設けて被露光基板２かチャックされる
。５はチルトユニットで、その３箇所にチルト機横５３
が配設され、さらにチルトユニット５はＸＹ移動ステー
ジ６によりＸ．Ｙ方向に移動する。露光においては、ま
ず光学測定７ＳｉＡ， Ｂ， Ｃにより図（ｂ）に示す
（｛），（口），（ハ）の位置で基板４の高さを測定し
、チルト機横５ａにより被露光基板１をマスク原板１に
対して一定のギャップをなす投影位置に接近させ、かつ
平行調整される。ついで、両側の光学測定器ＡとＢを位
置合わせマークの（二），（ネ）の位置にＸａｌＸｂづ
つそれぞれ移動し、予め判明しているマスク原板１と被
露光基板２の中間位置に焦点を合わせてマークを受像し
、両マークが一致するようにＸＹ移動ステージ６により
基板２を移動するものである。なお、移動機構３ｂの制
御と光学測定器３ａの焦点調整はマイクロプロセッサに
より自動化されている。
系の配置を示すもので、マスク原板１は適当な支持機構
４により光学ユニット３に固定され、光学ユニット３に
は３箇所に光学／Ｉｌｌｌ定器Ａ３ａ−１． Ｂ３ａ−
２ ， Ｃ ３ａ−３が配設され、測定器ＡとＢは移動
機構３ｂ−１，３ｂ−２によりＸ方向の左右に移動ｒｌ
Ｊ能とされている。一方、マスク原板１のド側に基板チ
ャック機横２′を設けて被露光基板２かチャックされる
。５はチルトユニットで、その３箇所にチルト機横５３
が配設され、さらにチルトユニット５はＸＹ移動ステー
ジ６によりＸ．Ｙ方向に移動する。露光においては、ま
ず光学測定７ＳｉＡ， Ｂ， Ｃにより図（ｂ）に示す
（｛），（口），（ハ）の位置で基板４の高さを測定し
、チルト機横５ａにより被露光基板１をマスク原板１に
対して一定のギャップをなす投影位置に接近させ、かつ
平行調整される。ついで、両側の光学測定器ＡとＢを位
置合わせマークの（二），（ネ）の位置にＸａｌＸｂづ
つそれぞれ移動し、予め判明しているマスク原板１と被
露光基板２の中間位置に焦点を合わせてマークを受像し
、両マークが一致するようにＸＹ移動ステージ６により
基板２を移動するものである。なお、移動機構３ｂの制
御と光学測定器３ａの焦点調整はマイクロプロセッサに
より自動化されている。
［解決しようとする課題］
Ｌ記において、光学測定器Ａ．Ｂはマスク原板１と基板
４間の平行調整と、位置合わせの両方に兼用されており
、各光学測定器Ａ，Ｂ，Ｃの焦点は、平行調整において
は被露光基板２に合わせて行い、位置合わせにおいては
＃マークと＋マークの両者にＡ，Ｂのピントを均等に合
わせるために、両者のほぼ中間を焦点位置とする。光学
測定器の焦点深度は極めて浅いので、平行調整から位置
合わせに移行するときに焦点合わせをやり直すことが必
要であり、これは予め正しい焦点位置を計測しておいて
、自動制御により光学測定器の対物レンズを調整して行
われる。しかしながら、光学ユニット３に設けられてい
る移動機構３ｂは、機構の精度Ｌマスク原板１との平行
性がかならずしも完全でなく、若干傾斜しているために
、平行調整の段階で正しく焦点が調整された状態に対し
て−［一記の中間の焦点位置に修正しても、位置合わせ
の位置では焦点ボケを生じて正確な位置合わせが阻害さ
れている。これに対して、移動の都度いちいち焦点調整
することは、作業能率が極めて低下する。一方、最近に
おけるＩＣの需要増加に伴ってマスク原板と被露光基板
の形状はともに各種のサイズで大型となって平行調整と
位置合わせの位置の間隔が太き《、従って移動距離が長
くて焦点ボケが大きい。また回路パターンはますます微
細化する趨勢にあり、上記の位置合わせはさらに高精度
が要求されている。これに対して、種々のサイズのマス
ク原板に適用して迅速に焦点調整を行う制御方式が必要
である。
４間の平行調整と、位置合わせの両方に兼用されており
、各光学測定器Ａ，Ｂ，Ｃの焦点は、平行調整において
は被露光基板２に合わせて行い、位置合わせにおいては
＃マークと＋マークの両者にＡ，Ｂのピントを均等に合
わせるために、両者のほぼ中間を焦点位置とする。光学
測定器の焦点深度は極めて浅いので、平行調整から位置
合わせに移行するときに焦点合わせをやり直すことが必
要であり、これは予め正しい焦点位置を計測しておいて
、自動制御により光学測定器の対物レンズを調整して行
われる。しかしながら、光学ユニット３に設けられてい
る移動機構３ｂは、機構の精度Ｌマスク原板１との平行
性がかならずしも完全でなく、若干傾斜しているために
、平行調整の段階で正しく焦点が調整された状態に対し
て−［一記の中間の焦点位置に修正しても、位置合わせ
の位置では焦点ボケを生じて正確な位置合わせが阻害さ
れている。これに対して、移動の都度いちいち焦点調整
することは、作業能率が極めて低下する。一方、最近に
おけるＩＣの需要増加に伴ってマスク原板と被露光基板
の形状はともに各種のサイズで大型となって平行調整と
位置合わせの位置の間隔が太き《、従って移動距離が長
くて焦点ボケが大きい。また回路パターンはますます微
細化する趨勢にあり、上記の位置合わせはさらに高精度
が要求されている。これに対して、種々のサイズのマス
ク原板に適用して迅速に焦点調整を行う制御方式が必要
である。
この発明は以上に鑑みてなされたもので、各種のサイズ
のマスク原板に適用して、上記の焦点ボケを修正する焦
点調整制御方式を提供することを目的とするものである
。
のマスク原板に適用して、上記の焦点ボケを修正する焦
点調整制御方式を提供することを目的とするものである
。
［課題を解決するための手段］
この発明は、マスク原板と被露光基板にそれぞれ設けら
れた位置合わせマークの位置に、光学ユニノトに設けら
れた２個の光学測定器を、移動機構によりそれぞれ右ま
たは左方向に移動し、該位置合わせマークを受像して位
置合わせを行う光学系における焦点調整制御方式であっ
て、マスク原板に対する移動機構の傾斜角を予め測定し
、この傾斜角と光学測定器の右または左方向の移動量と
をマイクロプロセッサに与え、光学測定器の焦点調整機
構を制御して移動により生ずる焦点ボケを修正するもの
である。
れた位置合わせマークの位置に、光学ユニノトに設けら
れた２個の光学測定器を、移動機構によりそれぞれ右ま
たは左方向に移動し、該位置合わせマークを受像して位
置合わせを行う光学系における焦点調整制御方式であっ
て、マスク原板に対する移動機構の傾斜角を予め測定し
、この傾斜角と光学測定器の右または左方向の移動量と
をマイクロプロセッサに与え、光学測定器の焦点調整機
構を制御して移動により生ずる焦点ボケを修正するもの
である。
［作用］
第１図により、この発明の焦点調整制御方式を説明する
。図示点線の位置における平行調整の段階においては、
光学測定ｍＡ，Ｈの焦点は被露光基板２に正しく調整さ
れている。これに対して位置合わせにおける焦点位置は
前記によりマスク原板１と被露光基板２の中間の位置合
わせ焦点而ｌ２にあり、これらの垂直距離ΔＺＣは予め
判明してマイクロプロセッサに記憶されている。
。図示点線の位置における平行調整の段階においては、
光学測定ｍＡ，Ｈの焦点は被露光基板２に正しく調整さ
れている。これに対して位置合わせにおける焦点位置は
前記によりマスク原板１と被露光基板２の中間の位置合
わせ焦点而ｌ２にあり、これらの垂直距離ΔＺＣは予め
判明してマイクロプロセッサに記憶されている。
いま、移動機構に対する移動直線をＬとし、光学測定器
Ａ，Ｂは直線Ｌに沿って移動するものとする。マスク原
板１に対する移動直線Ｌの傾斜角αを予め測定する。傾
斜角αの値と光学測定器Ａ，Ｂの位置合わせに必要な移
勤ｆｔｌｘａとｘｂとをマイクロプロセッサに与えてこ
れらの積を計算して、移動量に対応する焦点ズレの距離
ΔＺａおよびΔＺｂをうる。マイクロプロセッサにより
焦点調整機構を制御してこの距離ΔＺａとΔｚｂを修正
する。この場合、上記の位置合わせ焦点而ｌ２に対する
距離ΔＺＣについても同時に修正することは勿論である
。
Ａ，Ｂは直線Ｌに沿って移動するものとする。マスク原
板１に対する移動直線Ｌの傾斜角αを予め測定する。傾
斜角αの値と光学測定器Ａ，Ｂの位置合わせに必要な移
勤ｆｔｌｘａとｘｂとをマイクロプロセッサに与えてこ
れらの積を計算して、移動量に対応する焦点ズレの距離
ΔＺａおよびΔＺｂをうる。マイクロプロセッサにより
焦点調整機構を制御してこの距離ΔＺａとΔｚｂを修正
する。この場合、上記の位置合わせ焦点而ｌ２に対する
距離ΔＺＣについても同時に修正することは勿論である
。
［実施例］
第２図は、この発明による位・置合わせ光学系の焦点調
整制御方式の実施例の構成図を示す。図において、露光
装置の構成と平行調整の動作は第４図（ａ）のものと同
一とし、同一部分には同−符号を付し説明は省略する。
整制御方式の実施例の構成図を示す。図において、露光
装置の構成と平行調整の動作は第４図（ａ）のものと同
一とし、同一部分には同−符号を付し説明は省略する。
マスク原板１と被露光基板２との平行調整が終了した後
、マイクロプロセッサ７の指令により、移動制御回路６
ａより制御電流が移動機横３ｂ− １と３ｂ−２に与え
られて、光学測定器Ａ， Ｂが図示の位置に移動して位
置合わせマ一ク（＃）ｌａ，１ｂおよび（＋）２ａ．２
ｂをそれぞれ受像する。ここで、予め測定され、入力装
置７ａよりマイクロプロセッサ７に人力されている、第
１図で説明した傾斜角αのデータと、上記の移動距離Ｘ
ａ ＋ Ｘ ｂの積が計算されて焦点ズレの距離ΔＺ
ａ＋Δｚｂとが求められる。これに前記した中間焦点而
に対する修正距離ΔＺＣを加えられて焦点調整制御回路
６ｂに転送され、光学測定器Ａ，Ｂの焦点調整機構が動
作して正しい焦点調整が行われる。焦点調整機構は図示
しないが、対物レンズの位置を移動する方法によるもの
である。
、マイクロプロセッサ７の指令により、移動制御回路６
ａより制御電流が移動機横３ｂ− １と３ｂ−２に与え
られて、光学測定器Ａ， Ｂが図示の位置に移動して位
置合わせマ一ク（＃）ｌａ，１ｂおよび（＋）２ａ．２
ｂをそれぞれ受像する。ここで、予め測定され、入力装
置７ａよりマイクロプロセッサ７に人力されている、第
１図で説明した傾斜角αのデータと、上記の移動距離Ｘ
ａ ＋ Ｘ ｂの積が計算されて焦点ズレの距離ΔＺ
ａ＋Δｚｂとが求められる。これに前記した中間焦点而
に対する修正距離ΔＺＣを加えられて焦点調整制御回路
６ｂに転送され、光学測定器Ａ，Ｂの焦点調整機構が動
作して正しい焦点調整が行われる。焦点調整機構は図示
しないが、対物レンズの位置を移動する方法によるもの
である。
［発明の効果］
以上の説明により明らかなように、この発明による位置
合わせ光学系の焦点調整方式においては、ｐめ測定され
たマスク原板に対する移動機構の傾斜角に基づいて、マ
イクロプロセッサにより光学測定器の移動距離に対する
焦点ズレの距離を算出して迅速に修正するもので、各種
のサイズのマスク原板に対して任意の移動距離に適用で
き、光学測定器を平行調整と位置合わせに兼用する露光
装置に寄与する効果には大きいものがある。
合わせ光学系の焦点調整方式においては、ｐめ測定され
たマスク原板に対する移動機構の傾斜角に基づいて、マ
イクロプロセッサにより光学測定器の移動距離に対する
焦点ズレの距離を算出して迅速に修正するもので、各種
のサイズのマスク原板に対して任意の移動距離に適用で
き、光学測定器を平行調整と位置合わせに兼用する露光
装置に寄与する効果には大きいものがある。
第１図は、この発明による位置合わせ光学系の焦点調整
制御方式の作用に対する説明図、第２図は、この発明に
よる位置合わせ光学系の焦点調整制御方式の実施例の構
成図、第３図（ａ） ．（ｂ）および（Ｃ）、は、マス
ク原板と被露光基板の位置合わせの説明図、第４図（ａ
）および（ｂ）は、露光装置の要部断面図と光学系の配
置図である。 １・・・マスク原板、 ｌａ，ｌｂ・・・＃形マ
ーク、２・・・被露光基板、 ２ａ，２ｂ・・・十
形マーク、２′・・・基板チャック機構、３・・・光学
ユニット、：ｌａ− １・・・光学測定器Ａ％ ３ａ
−２・・・光学測定″ａＢ１３ ａ − ３ ・−・光
学測定Ｚ Ｃ ， ３ｂ−１ ，３ｂ−２ ・・・移
動機構、４・・・支持機構、 ５・・・チルト
ユニット、５ａ・・・チルト機構、 ６ａ・・・移動
制御回路、６ｂ・・・焦点調整制御回路、 ７・・・マイクロプロセッサ、７ａ・・・入力装置、１
２・・・中間焦点面。
制御方式の作用に対する説明図、第２図は、この発明に
よる位置合わせ光学系の焦点調整制御方式の実施例の構
成図、第３図（ａ） ．（ｂ）および（Ｃ）、は、マス
ク原板と被露光基板の位置合わせの説明図、第４図（ａ
）および（ｂ）は、露光装置の要部断面図と光学系の配
置図である。 １・・・マスク原板、 ｌａ，ｌｂ・・・＃形マ
ーク、２・・・被露光基板、 ２ａ，２ｂ・・・十
形マーク、２′・・・基板チャック機構、３・・・光学
ユニット、：ｌａ− １・・・光学測定器Ａ％ ３ａ
−２・・・光学測定″ａＢ１３ ａ − ３ ・−・光
学測定Ｚ Ｃ ， ３ｂ−１ ，３ｂ−２ ・・・移
動機構、４・・・支持機構、 ５・・・チルト
ユニット、５ａ・・・チルト機構、 ６ａ・・・移動
制御回路、６ｂ・・・焦点調整制御回路、 ７・・・マイクロプロセッサ、７ａ・・・入力装置、１
２・・・中間焦点面。
Claims (1)
- マスク原板と被露光基板にそれぞれ設けられた位置合わ
せマークの位置に、光学ユニットに設けられた２個の光
学測定器をマイクロプロセッサに制御された移動機構に
よりそれぞれ右または左方向に移動し、該位置合わせマ
ークを受像して位置合わせを行う光学系において、上記
マスク原板に対する上記移動機構の傾斜角を予め測定し
、該傾斜角と上記光学測定器の右または左方向の移動量
とを上記マイクロプロセッサに与え、該マイクロプロセ
ッサにより上記光学測定器に対する焦点調整機構を制御
して、上記移動に伴って生ずる上記光学測定器の焦点ボ
ケを修正することを特徴とする、位置合わせ光学系の焦
点調整制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1051469A JPH02230713A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 位置合わせ光学系の焦点調整制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1051469A JPH02230713A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 位置合わせ光学系の焦点調整制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230713A true JPH02230713A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12887802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1051469A Pending JPH02230713A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 位置合わせ光学系の焦点調整制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02230713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007512694A (ja) * | 2003-11-28 | 2007-05-17 | ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | マスク位置調節装置における直接的アライメント |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1051469A patent/JPH02230713A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007512694A (ja) * | 2003-11-28 | 2007-05-17 | ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | マスク位置調節装置における直接的アライメント |
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