JPH0230172B2 - - Google Patents

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JPH0230172B2
JPH0230172B2 JP61032379A JP3237986A JPH0230172B2 JP H0230172 B2 JPH0230172 B2 JP H0230172B2 JP 61032379 A JP61032379 A JP 61032379A JP 3237986 A JP3237986 A JP 3237986A JP H0230172 B2 JPH0230172 B2 JP H0230172B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
repeating pattern
wafer
mask
pitch
detector
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61032379A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62190726A (ja
Inventor
Hiroshi Uehara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP61032379A priority Critical patent/JPS62190726A/ja
Publication of JPS62190726A publication Critical patent/JPS62190726A/ja
Publication of JPH0230172B2 publication Critical patent/JPH0230172B2/ja
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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) 本発明は半導体の焼き付け装置におけるウエハ
ー上の繰返しパターンとマスク上の繰返しパター
ンの位置合わせ装置に関する。
(従来の技術) 従来から半導体等の焼き付け装置において、ウ
エハとマスクの位置合せを行う装置として、ウエ
ハ上の繰返しパターンとマスク上の繰返しパター
ン間の位置合わせを行う装置が知られている。
このような従来公知の位置合わせ装置として
は、特開昭56−122128号公報に記載された装置が
知られいる。
特開昭56−122128号公報に記載された位置合わ
せ装置は、ウエハ上とマスク上に形成された位置
合わせ用の繰返しパターンのうち一方の繰返しパ
ターンをあらかじめ定められたピツチとし、他方
の繰返しパターンを同一のピツチで繰り返される
約半数の第1の繰返しパターン群と、この第1の
繰返しパターンのピツチと1/2だけ位相をずらし、
かつピツチ間隔を第1の繰返しパターンと同一と
した第2の繰り返しパターン群とから構成するこ
とにより、“0”電位による位置合わせを可能に
したものである。
この装置を第4図ないし第6図を参照して説明
する。
第4図において、11はパターン投影用のレン
ズ、12はマスク、13はウエハ、14,15,
16はパターン焼き付け用の光の方向を示す。ま
た17はレーザ光源であり、18は発射されたレ
ーザ光の軌跡、19はこのレーザ光の正反射した
軌跡、20はウエハ上の繰返しパターンで乱反射
した光の軌跡、21はウエハ上の繰返しパターン
がレンズ11を通してマスク12に投影する光の
軌跡である。
この構成において、ウエハ13上の位置合わせ
用の繰返しパターンはレーザ光源17からのレー
ザ光で照射され検出器22Aおよび22Bで光の
強さが検出される。第4図では検出器は1個しか
示していないが、実際には繰返しパターンに沿つ
て2個配置されている。
第5図はマスクとウエハ上に形成された位置合
わせ用の繰返しパターンの一例を示すもので、2
3がマスク上の繰返しパターン、24がウエハ上
の繰返しパターンであつてこれらの繰返しパター
ンの間隔は同一とされている。なおマスク上の繰
返しパターン23とウエハ上の繰返しパターン2
4とはその形成される対象が逆であつても差支え
ない。図中25は反射部分、26は非反射部分で
ある。マスク上の繰返しパターン23の部分には
27,28で示す多数の光を通過させる矩形の窓
28と非透過部分23とが同一間隔で、かつA,
Bの部分で1/2ピツチ位相をずらせて形成されて
いる。そして、ウエハ13上の繰返しパターン2
4の反射部分25から発した光は、マスク12上
の矩形の窓27または28を通り、窓27を通つ
た光は検出器22Aに、窓28を通つた光は検出
器22Bに検出されるようになつている。
第5図の状態では、マスク12上の繰返しパタ
ーンとウエハ13上の繰返しパターンとがAの範
囲においては完全に合致し、Bの部分では完全に
ずれているため、検出器22Aの出力は最大とな
り、検出器22Bの出力は最低となつている。
次にウエハを矢印Xの方向に動かしていくと、
Aの範囲では窓27と反射部分25の重なりが
徐々に減少していくため、検出器22Aの出力は
徐々に減少していき、Bの範囲では窓28と反射
部分25の重なりが徐々に増加していくため、検
出器22Bの出力は徐々に増加していく。そして
ウエハが矢印X方向に1/2ピツチだけ動いたとき
に、検出器22A,22Bの出力は完全に逆転
し、1ピツチ動くと上記の関係は元に戻ることに
なる。
第6図aは上記の検出器22A,22Bの出力
電圧と矢印X方向へのウエハの移動量の関係を示
したものであり、横軸がマスク12とウエハ13
の相対移動量を示し、縦軸は検出器の出力電圧を
示す。図中w1が検出器22Aの出力電圧を示し、
w2が検出器22Bの出力電圧を示している。同
図において、aおよびbで示す点は、マスク12
とウエハ13が第5図の位置関係にあるときのも
ので、ウエハが第5図の矢印X方向へ移動するに
つれて、検出器の出力電圧は第6図aの矢印Xで
示す方向に変つていく。cの点は.ウエハが1/2
ピツチだけ動いたときの各検出器の出力電圧であ
り、検出器22Aの出力電圧と検出器22Bの出
力電圧とが等しくなつている。
次に第6図bのw3で示すカーブは、検出器2
2Aの出力電圧と検出器22Bの出力電圧を減算
器で減算処理したカーブである。同図から明らか
なように、このカーブは“0”電位を中心として
正負に振れるものとなる。ここでnで示す点は第
6図aのc点に対応するもので検出器22Aと2
2Bの出力電圧が等しいとき、すなわちウエハが
X方向に1/2ピツチだけ動いたときのものである。
したがつてこの状態を位置合わせのできた状態
としておけば、第6図bの“0”電位を参照して
マスク12とウエハ13の位置合わせを行うこと
ができる。
ところで一般にウエハ上の反射部分25は位置
によつて反射率に若干の差があり、また繰返しパ
ターンの配列方向と直角の方向へのずれも考えら
れ、さらにレーザ光源17も時間とともに光量が
変化することが考えらえるが、この装置ではAの
部分とBの部分とは互いの変化分が相殺されるの
でS/N比が良く、物体および入射光の変化の影
響を受けないという利点がある。またこの装置は
反射光のみを利用するのでマスクとウエハ間のギ
ヤツプの影響を受けないという利点もある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、特開昭56−122128号公報に記載
された位置合わせ装置は、マスクとウエハとが相
対移動する際、窓が矩形であるため移動距離と光
量の変化がほぼ比例し、“0”電位付近と“0”
電位から離れた位置とで移動量に対する電圧変化
が等しいため、“0”電位付近における微妙な位
わせが困難であるという問題があつた。
本発明はかかる従来の難点を解消すべくなされ
たもので、“0”電位付近における移動量に対す
る光量変化を大きくして、“0”電位付近におけ
る微妙な位置合わせを容易にすることを目的とす
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明はかかる目的を達成するため、第1の繰
り返しパターンと第2の繰り返しパターンからな
り、前記第1の繰り返しパターンと前記第2の繰
り返しパターンのうち、一方は非透過部に設けら
れた複数の透孔であり、他方は非反射部に設けら
れた複数の反射部であり、前記第1の繰り返しパ
ターンと前記第2の繰り返しパターンのうち、一
方は一定間隔ピツチの繰り返しパターンであり、
他方は前記ピツチと同一ピツチの部分と、前記ピ
ツチと略1/2ピツチ分ずれたピツチの部分を有す
る繰り返しパターンであり、前記第1の繰り返し
パターンと前記第2の繰り返しパターンのうち、
いずれかのパターンの単位の形状は、配列方向の
中央部が最も幅広で両端部に向かい順次幅狭とし
たものであり、前記第1の繰り返しパターンと前
記第2の繰り返しパターンを一定のギヤツプをお
いて重ね、光を照射し反射光の強度の変化によつ
て前記第1の繰り返しパターンと前記第2の繰り
返しパターンの位置合せを行う位置合わせ装置で
ある。
(作用) 本発明によれば、繰返しパターンを構成する繰
返し単位の形状を、その配列方向の中央部が最も
幅広で両端に向けて順次幅狭となる形状としたの
で、繰返しパターンの開口比率が中央付近で最も
大きくなり、位置合わせ付近における移動距離に
対する光量変化が最も大きくなつて、迅速で高精
度の位置合わせを行なうことが可能となる。
(実施例) 以下本発明の一実施例について説明する。
なお、本発明は繰返しパターンを構成する繰返
し単位の形状が異なる点を除いて、第4図で説明
した従来の装置と同じであるので、同一部分には
同一符号を付して説明し重複する図示を省略す
る。
第1図は、本発明の位置合わせ装置に用いられ
るウエハよおびマスク上に形成された位置合わせ
用の繰返しパターンの一例を示すもので、1がマ
スク上の繰返しパターン、2がウエハ上の繰返し
パターンであつてこれらの繰返しパターンの間隔
は同一とされている。なおマスク上の繰返しパタ
ーン1とウエハ上の繰返しパターン2とは逆であ
つても差支えない。図中3は反射部分、4は非反
射部分である。マスク上の繰返しパターン2の部
分には5,6で示される多数の光を通過させる菱
形の窓と非透過部分とが同一間隔で、かつA,B
の部分で1/2ピツチ位相をずらせて形成されてい
る。そして、ウエハ上の繰返しパターン2の反射
部分3から発した光は、マスク上の菱形の窓5,
6を通つて、窓5を通つた光は検出器22Aに、
窓6を通つた光は検出器22Bに検出されるよう
になつている。
第1図の状態では、マスク12上の繰返しパタ
ーン1とウエハ13上の繰返しパターン2とがA
の範囲においては完全に合致し、Bの部分では完
全にずれているため、検出器22Aの出力は最大
となり、検出器22Bの出力は最低となる。次に
ウエハを矢印Xの方向に動かしていくと、Aの範
囲では窓5と反射部分3の重なりが徐々に減少し
ていくため、検出器22Aの出力は徐々に減少し
ていき、Bの範囲では窓6と反射部分3の重なり
が徐々に増加していくため、検出器22Bの出力
は徐々に増加していく。そしてウエハが矢印X方
向に1/2ピツチだけ動いたときに、検出器22A,
22Bの出力は完全に逆転し、1ピツチ動くと上
記の関係は元に戻る。
第2図aは上記の検出器22A,22Bの出力
電圧と矢印X方向へのウエハの移動量の関係を示
したものであり、横軸がウエハの移動量を示し、
縦軸は検出器の出力電圧を示す。図中W1が検出
器22Aの出力電圧を示し、W2が検出器22B
の出力電圧を示している。同図において、aおよ
びbで示す点は、ウエハとマスクが第1図の位置
関係にあるときのもので、ウエハが第1図の矢印
X方向へ移動するにつれて、検出器の出力電圧は
第2図aの矢印Xで示す方向に変つていく。cの
点は、ウエハが1/2ピツチだけ動いたときの各検
出器22A,22Bの出力電圧である。このとき
第3図に示すように、マスクの菱形の窓5,6か
らウエハ上の反射部分3と非反射部分4を見る
と、その境界が菱形の窓5,6をそれぞれ配列方
向と直行して区切る直線となつてあらわれる。
次に第2図bのw3で示すカーブは、検出器2
2Aの出力電圧と検出器22Bの出力電圧を減算
器で減算処理したカーブである。同図から明らか
なように、このカーブは“0”電位を中心として
正負に振れるものとなる。ここでnで示す点は検
出器22Aと22Bの出力電圧が等しいとき(第
2図aのc点)、すなわちウエハがX方向に1/2ピ
ツチだけ動いたときのものである。
したがつてこの状態を位置合わせのできた状態
としておけば、第2図bのn点を参照してマスク
とウエハの位置合わせを行うことができる。
そして従来の矩形の窓の場合には検出器22
A,22Bが受ける光量がW1′,W2′,W3′
で示されるように直線的に変化していたのに対
し、本発明の第1図に示す菱形窓の場合には、検
出器22A,22Bが受ける光量はW1,W2,
W3で示されるようにほぼSINカーブ(立上が
り、立下がり部が非直線)として得られる。した
がつて“0”電位点付近で最も光量の変化量が大
きいカーブが得られ、“0”電位点を位置合わせ
の行われた点とする位置合わせ装置においては、
高精度で位置合わせが可能となる。
なお以上の実施例では、繰返し単位の形状を図
示の縦長の菱形としたものについて説明したが、
本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、4辺の角度を変えたり、直線ではなくて曲線
としたり、中央付近で開口率の大きい任意の形状
を採用することができる。
またこのような繰返し単位からなる繰返しパタ
ーンを形成する対象もマスクに限られずウエハと
してもよく、場合によつてはマスクとウエハの両
方に一部ずつ形成するようにしてもよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、“0”
電位付近におけるマスクとウエハの相対移動量に
対して電位の変化が大きくなるので、迅速で高精
度の位置合わせを行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における繰返しパタ
ーンの一例を示す図、第2図aはこの実施例にお
ける検出器の出力波形を示す図、第2図bはこの
実施例における減算器の出力波形を示す図、第3
図は本発明における位置合わせ状態の繰返しパタ
ーンを示す図、第4図は本発明にも適用されるマ
スクとウエハの位置合わせ装置の構成図、第5図
は従来の繰返しパターンの一例を示す図、第6図
a,bは第4図に示した実施例の各検出器で検出
される波形を示した波形図である。 1,2……繰返しパターン、3……反射部分、
4……非反射部分、5,6……菱形の窓、22
A,22b……検出器、12……マスク、13…
…ウエハ、27……窓、W1,W2,W3……出
力波形。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1の繰り返しパターンと第2の繰り返しパ
    ターンからなり、 前記第1の繰り返しパターンと前記第2の繰り
    返しパターンのうち、一方は非透過部に設けられ
    た複数の透孔であり、他方は非反射部に設けられ
    た複数の反射部であり、 前記第1の繰り返しパターンと前記第2の繰り
    返しパターンのうち、一方は一定間隔ピツチの繰
    り返しパターンであり、他方は前記ピツチと同一
    ピツチの部分と、前記ピツチと略1/2ピツチ分ず
    れたピツチの部分を有する繰り返しパターンであ
    り、 前記第1の繰り返しパターンと前記第2の繰り
    返しパターンのうち、いずれかのパターンの単位
    の形状は、配列方向の中央部が最も幅広で両端部
    に向かい順次幅狭としたものであり、 前記第1の繰り返しパターンと前記第2の繰り
    返しパターンを一定のギヤツプをおいて重ね、光
    を照射し反射光の強度の変化によつて前記第1の
    繰り返しパターンと前記第2の繰り返しパターン
    の位置合わせを行う位置合わせ装置。 2 前記第1の繰り返しパターンと前記第2の繰
    り返しパターンのうち一方をマスクに設け、他方
    をウエハに設けた請求項第1項記載の位置合わせ
    装置。 3 中央部が最も幅広で、両端部に向かい順次幅
    狭とした前記パターンの単位の形状は、菱形であ
    る請求項第1項記載の位置合わせ装置。
JP61032379A 1986-02-17 1986-02-17 位置合わせ装置 Granted JPS62190726A (ja)

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JP61032379A JPS62190726A (ja) 1986-02-17 1986-02-17 位置合わせ装置

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JP61032379A JPS62190726A (ja) 1986-02-17 1986-02-17 位置合わせ装置

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Publication Number Publication Date
JPS62190726A JPS62190726A (ja) 1987-08-20
JPH0230172B2 true JPH0230172B2 (ja) 1990-07-04

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US5893796A (en) 1995-03-28 1999-04-13 Applied Materials, Inc. Forming a transparent window in a polishing pad for a chemical mechanical polishing apparatus
DE69618698T2 (de) 1995-03-28 2002-08-14 Applied Materials Inc Verfahren und Vorrichtung zur In-Situ-Kontroll und Bestimmung des Endes von chemisch-mechanischen Planiervorgänge
US7264536B2 (en) 2003-09-23 2007-09-04 Applied Materials, Inc. Polishing pad with window

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JPS62190726A (ja) 1987-08-20

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