JPH043911A - マスクとウエハの位置ずれ検出装置 - Google Patents
マスクとウエハの位置ずれ検出装置Info
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- JPH043911A JPH043911A JP2104955A JP10495590A JPH043911A JP H043911 A JPH043911 A JP H043911A JP 2104955 A JP2104955 A JP 2104955A JP 10495590 A JP10495590 A JP 10495590A JP H043911 A JPH043911 A JP H043911A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- wafer
- objective
- numerical aperture
- alignment mark
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- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
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- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- 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〕
本発明はマスクとウェハの位置ずれ検出装置、特に、Ｘ
線露光装置に適用しうる高精度のマスクとウェハの位置
ずれ検出装置に関する。
線露光装置に適用しうる高精度のマスクとウェハの位置
ずれ検出装置に関する。
近年の半導体はＤＲＡＭに代表されるように高集積化が
進む傾向にあり、超ＬＳＩのパターンの最小線幅もミク
ロンからサブミクロンの領域へ突入しようとしている。
進む傾向にあり、超ＬＳＩのパターンの最小線幅もミク
ロンからサブミクロンの領域へ突入しようとしている。
このような状況において、従来の紫外線のｇ線、ｉ線を
用いた光学式の半導体露光装置では、光の波長による解
析度の限界が０．５μｍ程度と言われているので、０．
５μｍ以下のパターンに対応できる次世代の露光装置か
強く望まれている。この次世代の露光装置として、現在
、Ｘ線露光装置が有望視されており、研究・開発が進め
られている。
用いた光学式の半導体露光装置では、光の波長による解
析度の限界が０．５μｍ程度と言われているので、０．
５μｍ以下のパターンに対応できる次世代の露光装置か
強く望まれている。この次世代の露光装置として、現在
、Ｘ線露光装置が有望視されており、研究・開発が進め
られている。
このような微細のパターンを形成する露光装置において
は、マスクとウェハのアライメント精度が重要であり、
現在の露光機よりさらに高精度なマスクとウェハの位置
ずれ検出技術が必要となる。
は、マスクとウェハのアライメント精度が重要であり、
現在の露光機よりさらに高精度なマスクとウェハの位置
ずれ検出技術が必要となる。
従来の技術としては、例えば特開昭６２−８６８１９号
公報に示されているように位置検出装置がある。
公報に示されているように位置検出装置がある。
従来の位置検出装置はマスクおよびウェハ面と直角な方
向の面に対して所定の角度をもって傾斜しているアライ
メントパターン拡大光学系と、照明光軸を上記マスクお
よびウェハのアライメント面と直角な方向の面に対して
所定の角度をもって傾斜している照明光学系とを含んで
構成される。
向の面に対して所定の角度をもって傾斜しているアライ
メントパターン拡大光学系と、照明光軸を上記マスクお
よびウェハのアライメント面と直角な方向の面に対して
所定の角度をもって傾斜している照明光学系とを含んで
構成される。
次に従来の位置検出装置について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第３図は従来の位置検出装置の一例を示す正面図である
。
。
第３図に示す位置検出装置は、光源１３と光源１３から
の白色光を伝える光ファイバ１４と、前記光ファイバ１
４から射出された白色光を集光するレンズ１５と、前記
レンズ１５によって集光された白色光を反射して微小間
隙だけ隔てて平行に設置されたマスク１６およびウェハ
１７面と垂直な方向面に対して２０°傾斜してマスクア
ライメントマーク１８およびウェハアライメントマーク
１９に照射するミラー２０と、前記マスクアライメント
マーク１８およびウェハアライメントマーク１９の像を
拡大する対物レンズ２１と、前記マスクアライメントマ
ーク１８およびウェハアライメントマーク１９の像を結
像せしめる結像レンズ２２と、前記結像レンズ２２の結
像面に配置されたＴＶカメラ２３とを含んでいる。
の白色光を伝える光ファイバ１４と、前記光ファイバ１
４から射出された白色光を集光するレンズ１５と、前記
レンズ１５によって集光された白色光を反射して微小間
隙だけ隔てて平行に設置されたマスク１６およびウェハ
１７面と垂直な方向面に対して２０°傾斜してマスクア
ライメントマーク１８およびウェハアライメントマーク
１９に照射するミラー２０と、前記マスクアライメント
マーク１８およびウェハアライメントマーク１９の像を
拡大する対物レンズ２１と、前記マスクアライメントマ
ーク１８およびウェハアライメントマーク１９の像を結
像せしめる結像レンズ２２と、前記結像レンズ２２の結
像面に配置されたＴＶカメラ２３とを含んでいる。
第４図は第３図に示すアライメントマーク部の詳細を示
す断面図である。
す断面図である。
対物レンズ２１の光軸２４は照明光学系の光軸と対称に
マスク１６およびウェハ１７面に直角な面に対して２０
°傾いている。したがって、マスク１６およびウェハ１
７が微小間隙ｇだけ離れていても、水平距離ｄ ＝ ｇ
／１ａｎ２０°だけ離れているマスク１６上の点Ｂと
ウェハ１７上の点Ｃは同一焦点面上にあることになり、
マスクアライメントマーク１８とウェハアライメントマ
ーク１つを同時に観察することができ、マスク１６とウ
ェハ１７の相対位置検出が可能である。
マスク１６およびウェハ１７面に直角な面に対して２０
°傾いている。したがって、マスク１６およびウェハ１
７が微小間隙ｇだけ離れていても、水平距離ｄ ＝ ｇ
／１ａｎ２０°だけ離れているマスク１６上の点Ｂと
ウェハ１７上の点Ｃは同一焦点面上にあることになり、
マスクアライメントマーク１８とウェハアライメントマ
ーク１つを同時に観察することができ、マスク１６とウ
ェハ１７の相対位置検出が可能である。
また、プロセス経過により劣化したウェハアライメント
マークを逐次形成し直す必要があるため、アライメント
マークは露光領域内に配置しなければならないが、第３
図に示した従来例では斜めからアライメントマークを検
出するため、作動距離の長い対物レンズ２１を用いるこ
とにより、円筒型をした対物レンズ２１を露光Ｘ線２５
と干渉しないように配置することが可能となる。
マークを逐次形成し直す必要があるため、アライメント
マークは露光領域内に配置しなければならないが、第３
図に示した従来例では斜めからアライメントマークを検
出するため、作動距離の長い対物レンズ２１を用いるこ
とにより、円筒型をした対物レンズ２１を露光Ｘ線２５
と干渉しないように配置することが可能となる。
ただし、一般に作動距離の長い対物レンズ２１はど開口
数が小さくなり、解像度は低下する。
数が小さくなり、解像度は低下する。
上述した従来の位置ずれ検出装置は、露光Ｘ線と干渉し
ないように円筒型の対物レンズを配置しなければならな
いため、作動距離が長い対物レンズを用いなければなら
ず、対物レンズの開口数が小さくなり、解像度が低いの
で、高精度な位置ずれ検出が困難であるという欠点があ
った。
ないように円筒型の対物レンズを配置しなければならな
いため、作動距離が長い対物レンズを用いなければなら
ず、対物レンズの開口数が小さくなり、解像度が低いの
で、高精度な位置ずれ検出が困難であるという欠点があ
った。
また、位置ずれ検出精度を向上させるために、位置ずれ
検出方向と直角な方向に関しては画像を圧縮する必要が
あるため、画像を１方向に圧縮する光学系または１方向
の画像データを平均化する画像処理系か必要となり、装
置が複雑になるという欠点があった。
検出方向と直角な方向に関しては画像を圧縮する必要が
あるため、画像を１方向に圧縮する光学系または１方向
の画像データを平均化する画像処理系か必要となり、装
置が複雑になるという欠点があった。
本発明のマスクとウェハの位置ずれ検出装置は、微小間
隙を隔てて互いに平行に設置されたマスクとウェハの面
と直角な方向に対し所定の角度をもって傾斜してかつマ
スクおよびウェハ上のアライメントマークを照射する照
明光学系と、前記照明光学系からの照明光の前記マスク
およびウェハ面による正反射光軸上に配置され前記反射
光軸に対して直角かつ前記マスクおよびウェハ面に対し
て平行な方向にのみ高い開口数を持つ偏平な形状をした
対物レンズを有するパターン拡大光学系とを含んで構成
される。
隙を隔てて互いに平行に設置されたマスクとウェハの面
と直角な方向に対し所定の角度をもって傾斜してかつマ
スクおよびウェハ上のアライメントマークを照射する照
明光学系と、前記照明光学系からの照明光の前記マスク
およびウェハ面による正反射光軸上に配置され前記反射
光軸に対して直角かつ前記マスクおよびウェハ面に対し
て平行な方向にのみ高い開口数を持つ偏平な形状をした
対物レンズを有するパターン拡大光学系とを含んで構成
される。
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す正面図、第１図
（ｂ）はその平面図である。第１図＜ａ）、（ｂ）に示
すマスクとウェハの位置ずれ検出装置は、光源１と、光
源１からの白色光を導く光ファイバ２と、光ファイバ２
から放出される白色光を集光するレンズ３と、レンズ３
によって集光された白色光を反射し微小間隙を隔てて平
行に設置されたマスク４およびウェハ５上にあるマスク
アライメントマーク６およびウェハアライメントマーク
７に照射するミラー８と、レンズ３によって集光された
白色光のマスク５およびウェハ５面による正反射光軸上
に配置され反射光軸に対して直角かつマスク４およびウ
ェハ５面に対して平行な方向にのみ高い開口数を持ちマ
スクアライメントマーク６およびウェハアライメントマ
ーク７の像を拡大する偏平な形状をした対物レンズ９と
、対物レンズ９によって拡大された像を結像せしめる結
像レンズ１０と、結像レンズ１０の結像面に配置された
ＴＶ左カメラ１とを含んで構成される。
（ｂ）はその平面図である。第１図＜ａ）、（ｂ）に示
すマスクとウェハの位置ずれ検出装置は、光源１と、光
源１からの白色光を導く光ファイバ２と、光ファイバ２
から放出される白色光を集光するレンズ３と、レンズ３
によって集光された白色光を反射し微小間隙を隔てて平
行に設置されたマスク４およびウェハ５上にあるマスク
アライメントマーク６およびウェハアライメントマーク
７に照射するミラー８と、レンズ３によって集光された
白色光のマスク５およびウェハ５面による正反射光軸上
に配置され反射光軸に対して直角かつマスク４およびウ
ェハ５面に対して平行な方向にのみ高い開口数を持ちマ
スクアライメントマーク６およびウェハアライメントマ
ーク７の像を拡大する偏平な形状をした対物レンズ９と
、対物レンズ９によって拡大された像を結像せしめる結
像レンズ１０と、結像レンズ１０の結像面に配置された
ＴＶ左カメラ１とを含んで構成される。
ここで、マスク４とウェハ５は微小間隙を隔てて設置さ
れているが、斜方より対物レンズ９によって観察してい
るため、マスクアライメントマーク６とウェハアライメ
ントマーク７を同一焦点面上に配置することができるの
で、高い開口数を有する焦点進度の浅い対物レンズ９を
用いてもマスクアライメントマーク６とウェハアライメ
ント７を同時に観察することが可能である。
れているが、斜方より対物レンズ９によって観察してい
るため、マスクアライメントマーク６とウェハアライメ
ントマーク７を同一焦点面上に配置することができるの
で、高い開口数を有する焦点進度の浅い対物レンズ９を
用いてもマスクアライメントマーク６とウェハアライメ
ント７を同時に観察することが可能である。
また位置ずれを検出する一方向にのみ開口数の高い偏平
な形状の対物レンズ９を用いているため、開口数が高く
作動距離が短くても、対物レンズ９を露光Ｘ線１２と干
渉しないように配置することができる。
な形状の対物レンズ９を用いているため、開口数が高く
作動距離が短くても、対物レンズ９を露光Ｘ線１２と干
渉しないように配置することができる。
第２図（ａ＞は第１図に示した対物レンズ９の詳細な形
状を示す正面図、第２図（ｂ）は側面図、第２図（ｃ）
は底面図である。
状を示す正面図、第２図（ｂ）は側面図、第２図（ｃ）
は底面図である。
位置ずれを検出する方向Ａに関しては開口数が大きく、
方向Ａと直角な方向に関しては開口数が小さい。開口数
を小さくするとレンズ径を小さくできるのて、対物レン
ズ９は位置ずれ検出方向Ａに幅の広い偏平なレンズとな
る。
方向Ａと直角な方向に関しては開口数が小さい。開口数
を小さくするとレンズ径を小さくできるのて、対物レン
ズ９は位置ずれ検出方向Ａに幅の広い偏平なレンズとな
る。
対物レンズ９は位置ずれ検出方向に関して開口数が大き
いため解像度が高く、高精度な位置ずれ検出が可能であ
る。また、位置ずれ検出方向と直角な方向に関しては解
像度が低いため、ＴＶ左カメラ１で取り込まれる画像デ
ータは光学的に平均化されることになり、画像圧縮のた
めの光学系や平均化のための画像処理装置を用いずに、
高精度な位置ずれ検出が可能となる。
いため解像度が高く、高精度な位置ずれ検出が可能であ
る。また、位置ずれ検出方向と直角な方向に関しては解
像度が低いため、ＴＶ左カメラ１で取り込まれる画像デ
ータは光学的に平均化されることになり、画像圧縮のた
めの光学系や平均化のための画像処理装置を用いずに、
高精度な位置ずれ検出が可能となる。
本発明のマスクとウェハの位置ずれ検出装置は、位置ず
れ検出方向にのみ開口数の大きい偏平な形状の対物レン
ズを用いることにより、開口数の大きい対物レンズを露
光Ｘ線と干渉しないように配置することができるので、
位置ずれ検出方向に関して解像度の高い画像データが得
られるため、高精度な位置ずれ検出ができるという効果
がある。
れ検出方向にのみ開口数の大きい偏平な形状の対物レン
ズを用いることにより、開口数の大きい対物レンズを露
光Ｘ線と干渉しないように配置することができるので、
位置ずれ検出方向に関して解像度の高い画像データが得
られるため、高精度な位置ずれ検出ができるという効果
がある。
また、位置ずれ検出方向と直角な方向に関しては解像度
が低いため、位置ずれ検出精度を向上させるために位置
ずれ検出方向と直角な方向の画像を圧縮する光学系や画
像データを平均化する画像処理系を設ける必要がないた
め、装置の構成が簡単になるという効果がある。
が低いため、位置ずれ検出精度を向上させるために位置
ずれ検出方向と直角な方向の画像を圧縮する光学系や画
像データを平均化する画像処理系を設ける必要がないた
め、装置の構成が簡単になるという効果がある。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す正面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）に示す実施例の平面図、第２図（
ａ）〜（ｃ）は第１図（ａ）に示す対物レンズの三面図
、第３図は従来の一例を示す正面図、第４図は第３図に
示すアライメントマーク部の詳細を示す断面図である。 １．１３・・・光源、２．１４・・・光ファイバ、３゜
１５・・・レンズ、４，１６・・・マスク、５，１７・
・・ウェハ、６，１８・・・マスクアライメントマーク
、７゜１９・・・ウェハアライメント、８，２０・・・
ミラー、９．２１・・・対物レンズ、１０．２２・・・
結像レンズ、１１．２３・・・ＴＶカメラ、１２．２５
・・・露光Ｘ線、２４・・・反射光軸。
（ｂ）は第１図（ａ）に示す実施例の平面図、第２図（
ａ）〜（ｃ）は第１図（ａ）に示す対物レンズの三面図
、第３図は従来の一例を示す正面図、第４図は第３図に
示すアライメントマーク部の詳細を示す断面図である。 １．１３・・・光源、２．１４・・・光ファイバ、３゜
１５・・・レンズ、４，１６・・・マスク、５，１７・
・・ウェハ、６，１８・・・マスクアライメントマーク
、７゜１９・・・ウェハアライメント、８，２０・・・
ミラー、９．２１・・・対物レンズ、１０．２２・・・
結像レンズ、１１．２３・・・ＴＶカメラ、１２．２５
・・・露光Ｘ線、２４・・・反射光軸。
Claims (1)
- 微小間隙を隔てて互いに平行に設置されたマスクとウ
エハの面と直角な方向に対し所定の角度をもって傾斜し
てかつマスクおよびウエハ上のアライメントマークを照
射する照明光学系と、前記照明光学系からの照明光の前
記マスクおよびウエハ面による正反射光軸上に配置され
前記反射光軸に対して直角かつ前記マスクおよびウエハ
面に対して平行な方向にのみ高い開口数を持つ偏平な形
状をした対物レンズを有するパターン拡大光学系とを含
むことを特徴とするマスクとウエハの位置ずれ検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104955A JPH043911A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | マスクとウエハの位置ずれ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104955A JPH043911A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | マスクとウエハの位置ずれ検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043911A true JPH043911A (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=14394519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2104955A Pending JPH043911A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | マスクとウエハの位置ずれ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH043911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09330863A (ja) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Nikon Corp | プロキシミティ露光装置及び露光方法 |
| KR100550521B1 (ko) * | 2002-01-07 | 2006-02-10 | 엘지전자 주식회사 | 노광기 및 그 글래스 정렬방법 |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2104955A patent/JPH043911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09330863A (ja) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Nikon Corp | プロキシミティ露光装置及び露光方法 |
| KR100550521B1 (ko) * | 2002-01-07 | 2006-02-10 | 엘지전자 주식회사 | 노광기 및 그 글래스 정렬방법 |
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