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

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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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
wafer
objective
numerical aperture
alignment mark
Prior art date
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Pending
Application number
JP2104955A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoji Tanaka
良治 田中
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2104955A priority Critical patent/JPH043911A/ja
Publication of JPH043911A publication Critical patent/JPH043911A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • 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。

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。
〔技術環境〕
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。
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。
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。
〔従来の技術〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明が解決しようとする課題〕
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
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。
〔実施例〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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
JP2104955A 1990-04-20 1990-04-20 マスクとウエハの位置ずれ検出装置 Pending JPH043911A (ja)

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JP (1) JPH043911A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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