JPH0441285B2 - - Google Patents
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- JPH0441285B2 JPH0441285B2 JP58067329A JP6732983A JPH0441285B2 JP H0441285 B2 JPH0441285 B2 JP H0441285B2 JP 58067329 A JP58067329 A JP 58067329A JP 6732983 A JP6732983 A JP 6732983A JP H0441285 B2 JPH0441285 B2 JP H0441285B2
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- Japan
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- grating
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- beams
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70408—Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、精度の高い位置合わせ装置、特に高
密な半導体装置（以下LSIとよぶ）の位置合わせ
装置に適用できる位置合わせ方法に関する。
密な半導体装置（以下LSIとよぶ）の位置合わせ
装置に適用できる位置合わせ方法に関する。
従来例の構成とその問題点
半導体装置は最近ますます高密度化され、各々
の素子の微細パターンの寸法は１ミクロン以下に
及んでいる。従来からのLSI製造時のフオトマス
クと半導体ウエハ（以下ウエハと称する）の位置
合わせは、ウエハに設けた位置合わせマークを用
いて、ウエハを着装したステージの回転と２軸平
行移動を行い、フオトマスク上のマークとウエハ
上のマークを重ね合わせることによつて行なつて
いたが、その位置合わせ精度は±0.3ミクロン程
度であり、サブミクロンの素子を形成する場合に
は、合わせ精度が悪く実用にならない。また、
Ｓ，オースチン（Applied Physics Letters Vol
31 No.７ P.428，1977）らが示した干渉法を用
いた位置合わせ方法では、第１図で示したよう
に、入射レーザビーム１をフオトマスク２に入射
させ、フオトマスク２上に形成した格子３で回折
し、この回折した光をもう一度、ウエハ４上に形
成した格子５によつて回折することにより、回折
光６，７，８……を得る。この回折光は、フオト
マスクの回折次数とウエハでの回折次数の二値表
示で表わすと、回折光６は（０，１）、回折光７
は（１，１）、回折光８は（−１，２）……で表
わすことができる。この回折光をレンズにより一
点に集め光強度を測定する。回折光は入射レーザ
ビーム１に対して左右対称な位置に光強度を持
ち、フオトマスク２とウエハ４との位置合わせに
は、左右に観察された回折光の強度を一致させる
ことにより行なえる。この方法では位置合わせ精
度は、数100〓とされている。しかし、この方法
においては、フオトマスク２とウエハ４との位置
合わせは、フオトマスク２とウエハ４との間隔Ｄ
に大きく影響されるため、間隔Ｄの精度を要求す
る。また、フオトマスク２とウエハ４を接近さ
せ、間隔Ｄの精度を保持した状態で位置合わせす
る必要があり装置が複雑となるため、実用に問題
があつた。
の素子の微細パターンの寸法は１ミクロン以下に
及んでいる。従来からのLSI製造時のフオトマス
クと半導体ウエハ（以下ウエハと称する）の位置
合わせは、ウエハに設けた位置合わせマークを用
いて、ウエハを着装したステージの回転と２軸平
行移動を行い、フオトマスク上のマークとウエハ
上のマークを重ね合わせることによつて行なつて
いたが、その位置合わせ精度は±0.3ミクロン程
度であり、サブミクロンの素子を形成する場合に
は、合わせ精度が悪く実用にならない。また、
Ｓ，オースチン（Applied Physics Letters Vol
31 No.７ P.428，1977）らが示した干渉法を用
いた位置合わせ方法では、第１図で示したよう
に、入射レーザビーム１をフオトマスク２に入射
させ、フオトマスク２上に形成した格子３で回折
し、この回折した光をもう一度、ウエハ４上に形
成した格子５によつて回折することにより、回折
光６，７，８……を得る。この回折光は、フオト
マスクの回折次数とウエハでの回折次数の二値表
示で表わすと、回折光６は（０，１）、回折光７
は（１，１）、回折光８は（−１，２）……で表
わすことができる。この回折光をレンズにより一
点に集め光強度を測定する。回折光は入射レーザ
ビーム１に対して左右対称な位置に光強度を持
ち、フオトマスク２とウエハ４との位置合わせに
は、左右に観察された回折光の強度を一致させる
ことにより行なえる。この方法では位置合わせ精
度は、数100〓とされている。しかし、この方法
においては、フオトマスク２とウエハ４との位置
合わせは、フオトマスク２とウエハ４との間隔Ｄ
に大きく影響されるため、間隔Ｄの精度を要求す
る。また、フオトマスク２とウエハ４を接近さ
せ、間隔Ｄの精度を保持した状態で位置合わせす
る必要があり装置が複雑となるため、実用に問題
があつた。
また、サブミクロン線巾を持つ素子の位置合わ
せには、素子からの二次電子放出による観察によ
る方法があるが、大気中での取り扱いができない
ため、LSIを製造する上でのスループツトが小さ
くなり実用上問題があつた。
せには、素子からの二次電子放出による観察によ
る方法があるが、大気中での取り扱いができない
ため、LSIを製造する上でのスループツトが小さ
くなり実用上問題があつた。
発明の目的
本発明はこのような従来からの問題に鑑み、微
細パターンの位置合わせを大気中で、かつ、簡単
な構成で行なえる、LSIのフオトマスク，ウエハ
の正確かつ容易な位置合わせ方法を提供すること
を目的としている。
細パターンの位置合わせを大気中で、かつ、簡単
な構成で行なえる、LSIのフオトマスク，ウエハ
の正確かつ容易な位置合わせ方法を提供すること
を目的としている。
発明の構成
本発明は、コヒーレントな光を二方向から入射
させ、この光の二光束の干渉により空間中で得ら
れる干渉縞に対して略平行に形成された格子を有
するウエハを二光束の光路中に配置し、この格子
部分で反射又は透過した光を光学系を通して光検
知手段に導き、この光検知手段の出力変化を測定
することにより、干渉縞と格子との相対位置を検
知し、相対位置ずれを無くす方向にウエハを搭載
したステージを移動させることにより、ウエハ上
に形成されているパターンとフオトマスクのパタ
ーンとの位置合わせを高精度に行う位置合わせ方
法を実現するものである。
させ、この光の二光束の干渉により空間中で得ら
れる干渉縞に対して略平行に形成された格子を有
するウエハを二光束の光路中に配置し、この格子
部分で反射又は透過した光を光学系を通して光検
知手段に導き、この光検知手段の出力変化を測定
することにより、干渉縞と格子との相対位置を検
知し、相対位置ずれを無くす方向にウエハを搭載
したステージを移動させることにより、ウエハ上
に形成されているパターンとフオトマスクのパタ
ーンとの位置合わせを高精度に行う位置合わせ方
法を実現するものである。
実施例の説明
第２図に本発明による位置検知方法を説明する
ための構成図を示した。コヒーレントな光１０を
レーザー発生装置からビームスプリツタ（BS）
に入射させ、ほぼ同一強度の反射光１１と透過光
１２とに振幅分割し、各々反射鏡M1と反射光M2
に入射し、ウエハＷの表面に対して双方の反射光
がほぼ等しい角度θで入謝するように、BS，
M1，M2，Ｗを配置する。ウエハ（半導体基板）
Ｗの上には格子Ｇが形成されており、格子Ｇによ
つて回折した反射光１３および１４が、各々レン
ズL1およびL2を通して光検知器D1およびD2に入
射する。なお、格子Ｇはウエハの所定領域に規則
的に形成したくり返しパターンを用いればよい。
ための構成図を示した。コヒーレントな光１０を
レーザー発生装置からビームスプリツタ（BS）
に入射させ、ほぼ同一強度の反射光１１と透過光
１２とに振幅分割し、各々反射鏡M1と反射光M2
に入射し、ウエハＷの表面に対して双方の反射光
がほぼ等しい角度θで入謝するように、BS，
M1，M2，Ｗを配置する。ウエハ（半導体基板）
Ｗの上には格子Ｇが形成されており、格子Ｇによ
つて回折した反射光１３および１４が、各々レン
ズL1およびL2を通して光検知器D1およびD2に入
射する。なお、格子Ｇはウエハの所定領域に規則
的に形成したくり返しパターンを用いればよい。
レーザの波長をλ，M1，M2からの反射光１
１，１２が干渉して作る干渉縞のピツチを〓とす
ると、ウエハ上にできる干渉縞は 〓＝λ／2sinθで表わせる。
１，１２が干渉して作る干渉縞のピツチを〓とす
ると、ウエハ上にできる干渉縞は 〓＝λ／2sinθで表わせる。
この干渉縞のピツチ〓にほぼ等しいピツチを持
つ格子Ｇからは、２光束１１と１２の干渉した光
を波面分割する格子Ｇによつて回折された光が得
られ、さらにレンズL1，L2を通して波面分割さ
れた光を集束して干渉させると２光束の干渉縞と
格子Ｇとの間の位置関係を示す光強度情報が得ら
れる。光検知器D1およびD2上で観測される光強
度Ｉは Ｉ＝uA 2＋uB 2＋uA *・uB＋uA・uB * ただし、uA，uBは各々光束１１，１２の振幅強
度、uA *、uB *は共役複素振幅である。
つ格子Ｇからは、２光束１１と１２の干渉した光
を波面分割する格子Ｇによつて回折された光が得
られ、さらにレンズL1，L2を通して波面分割さ
れた光を集束して干渉させると２光束の干渉縞と
格子Ｇとの間の位置関係を示す光強度情報が得ら
れる。光検知器D1およびD2上で観測される光強
度Ｉは Ｉ＝uA 2＋uB 2＋uA *・uB＋uA・uB * ただし、uA，uBは各々光束１１，１２の振幅強
度、uA *、uB *は共役複素振幅である。
uA 2＝A2（sinNδA／２／sinδA／２）2
，uB 2＝B2（sinNδB／２／sinδB／２）2
uA *・uB＋uA・uB *＝２・Ａ・Bcps｛（Ｎ−１）δA−
δB／２＋kχ（sin〓A−sin〓B）｝ ×sinNδA／２・sinNδB／２／sinNδA／２・sinN
δB／２ （ただし、Ａ，Ｂは定数、Ｎ：格子の数、δA，
δBは隣接した２格子によつて回折された光の間
の光路差、χは光束１１と光束１２との干渉縞と
格子との間の相対的位置関係、θA，θBは光束１１
及び１２とウエハの垂線とのなす角）として示さ
れる。第４図に光強度Ｉの観測角度依存性を示し
た。観測角度を−π／２〜０〜π／２と変化させ
ると、４つのピークがあらわれ、−θ1，θ1のピー
クには、入射光１１，１２の０次の回折光が重な
る。−θ2，θ2のピークには入射光１１，１２の１
次の回折光が含まれ、その各々の回折光に、光束
１１と光束１２の作る干渉縞とウエハ上の格子と
の間の位置情報が含まれている。第５図に、光検
知器の位置を第４図のピークを示す位置に固定
し、光束１１と光束１２の作る干渉縞とウエハ上
の格子との間の相対位置χを変化させたときの光
強度Ｉの変化を示した。相対位置χの変化は、格
子のピツチｌ毎に光強度を周期的に変化させ、光
強度を観測することによつて、干渉縞と格子との
間の相対位置を示すことができる。
δB／２＋kχ（sin〓A−sin〓B）｝ ×sinNδA／２・sinNδB／２／sinNδA／２・sinN
δB／２ （ただし、Ａ，Ｂは定数、Ｎ：格子の数、δA，
δBは隣接した２格子によつて回折された光の間
の光路差、χは光束１１と光束１２との干渉縞と
格子との間の相対的位置関係、θA，θBは光束１１
及び１２とウエハの垂線とのなす角）として示さ
れる。第４図に光強度Ｉの観測角度依存性を示し
た。観測角度を−π／２〜０〜π／２と変化させ
ると、４つのピークがあらわれ、−θ1，θ1のピー
クには、入射光１１，１２の０次の回折光が重な
る。−θ2，θ2のピークには入射光１１，１２の１
次の回折光が含まれ、その各々の回折光に、光束
１１と光束１２の作る干渉縞とウエハ上の格子と
の間の位置情報が含まれている。第５図に、光検
知器の位置を第４図のピークを示す位置に固定
し、光束１１と光束１２の作る干渉縞とウエハ上
の格子との間の相対位置χを変化させたときの光
強度Ｉの変化を示した。相対位置χの変化は、格
子のピツチｌ毎に光強度を周期的に変化させ、光
強度を観測することによつて、干渉縞と格子との
間の相対位置を示すことができる。
このように、本発明による位置合わせ方法は、
ウエハ上に照射した２光束により、ウエハ上の格
子位置を計測するレーザ干渉計が構成されてお
り、位置検出能力が高く、かつ表面のAl配線等
により、光学的に表面が荒れた状態であつても、
これに伴う位置合わせエラーが発生しない高精度
な位置合わせが可能となる。
ウエハ上に照射した２光束により、ウエハ上の格
子位置を計測するレーザ干渉計が構成されてお
り、位置検出能力が高く、かつ表面のAl配線等
により、光学的に表面が荒れた状態であつても、
これに伴う位置合わせエラーが発生しない高精度
な位置合わせが可能となる。
第２図には、光検知手段が２つ示されている
が、一つでも上記の説明により充分位置検知する
ことができる。しかし、第２図に示したように２
個の光検知器を互いに共役な位置で測定すると格
子の凹凸のテーパ部分による回折効率の違いによ
り、回折光強度が変化し、２個の光検知器の出力
の差を観察するとより正確な位置情報の読み取り
が可能となる。その上、二つの光検知器の出力の
差を観測すると、各々の光検知器に混入するノイ
ズを消去することができ、より精度の高い位置検
知ができる。
が、一つでも上記の説明により充分位置検知する
ことができる。しかし、第２図に示したように２
個の光検知器を互いに共役な位置で測定すると格
子の凹凸のテーパ部分による回折効率の違いによ
り、回折光強度が変化し、２個の光検知器の出力
の差を観察するとより正確な位置情報の読み取り
が可能となる。その上、二つの光検知器の出力の
差を観測すると、各々の光検知器に混入するノイ
ズを消去することができ、より精度の高い位置検
知ができる。
また、２個の光検知器の出力の和を観測すると
きには、格子Ｇおよび光束１１，１２が対称の位
置に設定されている場合であつても、格子Ｇがブ
レーズ格子である場合には、２個の光検知器に入
射する光は非対称であり、一方の光検知器のみの
出力が大きくなり、他方は、ノイズに対して十分
な出力が得られないため、一方のみを観測してい
たのではブレーズ格子の設定の仕方で観察の精度
が極端にちがう。この場合には２個の光検知器の
出力の和を観察すると、ブレーズ格子の設定の仕
方によつての差はなく、精度の高い光強度と位置
の間の関係を導くことができる。
きには、格子Ｇおよび光束１１，１２が対称の位
置に設定されている場合であつても、格子Ｇがブ
レーズ格子である場合には、２個の光検知器に入
射する光は非対称であり、一方の光検知器のみの
出力が大きくなり、他方は、ノイズに対して十分
な出力が得られないため、一方のみを観測してい
たのではブレーズ格子の設定の仕方で観察の精度
が極端にちがう。この場合には２個の光検知器の
出力の和を観察すると、ブレーズ格子の設定の仕
方によつての差はなく、精度の高い光強度と位置
の間の関係を導くことができる。
第３図は、光検知器に導びく光が透過光である
場合の図を示した。光源から格子に至るまでの光
路は第２図の場合と同様である。格子Ｇを透過し
た光は、θ1およびθ2の位置に回折光の強い角度が
得られる。θ1は光束１２を直接受交し、光束１１
の回折光と干渉した光がレンズL1を通して光検
知器D3に導びかれる。これに対して共役な位置
に光検知器を設定するとD3に対して共役な光強
度が観測され、共役である光検知器の差出力およ
び和出力を観測すると、第１の実施例で述べたこ
とと同様の特徴が得られる。
場合の図を示した。光源から格子に至るまでの光
路は第２図の場合と同様である。格子Ｇを透過し
た光は、θ1およびθ2の位置に回折光の強い角度が
得られる。θ1は光束１２を直接受交し、光束１１
の回折光と干渉した光がレンズL1を通して光検
知器D3に導びかれる。これに対して共役な位置
に光検知器を設定するとD3に対して共役な光強
度が観測され、共役である光検知器の差出力およ
び和出力を観測すると、第１の実施例で述べたこ
とと同様の特徴が得られる。
また、光検知器をθ2の位置に設定すると、光束
１１の−１次の回折光と光束１２の−２次の回折
光のレンズL2を通して光検知器D4上で干渉した
光を観察することができる。この場合、観察する
光は全て回折光であり、ノイズにあたる格子ので
きていない部分からの光が光検知器をD3の位置
に設定した場合とちがつて混入しない。よつて、
D4の位置で干渉光を測定するとD3の場合と比較
してより正確な位置検出ができる。
１１の−１次の回折光と光束１２の−２次の回折
光のレンズL2を通して光検知器D4上で干渉した
光を観察することができる。この場合、観察する
光は全て回折光であり、ノイズにあたる格子ので
きていない部分からの光が光検知器をD3の位置
に設定した場合とちがつて混入しない。よつて、
D4の位置で干渉光を測定するとD3の場合と比較
してより正確な位置検出ができる。
また、干渉を行なうための集光レンズの焦点の
位置に光検知器を置くと、レンズに入射した光を
全て干渉させることができ、光強度の感度が高
い。一方、光検知器を集光レンズの焦点からずら
し、スリツトを通して干渉光を測定すると、部分
的な光干渉を測定でき、感度は低くなるが精度が
あがる。
位置に光検知器を置くと、レンズに入射した光を
全て干渉させることができ、光強度の感度が高
い。一方、光検知器を集光レンズの焦点からずら
し、スリツトを通して干渉光を測定すると、部分
的な光干渉を測定でき、感度は低くなるが精度が
あがる。
第３の実施例は、格子Ｇと２光束の干渉縞の相
対位置χを変化させたとき、光強度の極大値又は
極小値と相対位置との比較を行なう方法である。
すなわち、第１及び２の実施例では、格子Ｇと２
光束の干渉縞の相対位置χとの関係を光強度によ
つて得ていたが、この光強度は余弦関数であり、
格子の間隔ｌをそのままにした状態で、光強度の
読み取りの精度を向上して位置情報の精度を向上
するには限度がある。これには、光強度の極大
値，極小値又はその双方を検知したときの各格子
位置を記憶しておき、その送りピツチを計算し、
この送りピツチを分割することにより、より正確
な位置を検知することができる。このとき、送り
のピツチを観察するには、送りピツチに対して比
例する尺度（たとえば角度，長さ等）である事が
望ましい。
対位置χを変化させたとき、光強度の極大値又は
極小値と相対位置との比較を行なう方法である。
すなわち、第１及び２の実施例では、格子Ｇと２
光束の干渉縞の相対位置χとの関係を光強度によ
つて得ていたが、この光強度は余弦関数であり、
格子の間隔ｌをそのままにした状態で、光強度の
読み取りの精度を向上して位置情報の精度を向上
するには限度がある。これには、光強度の極大
値，極小値又はその双方を検知したときの各格子
位置を記憶しておき、その送りピツチを計算し、
この送りピツチを分割することにより、より正確
な位置を検知することができる。このとき、送り
のピツチを観察するには、送りピツチに対して比
例する尺度（たとえば角度，長さ等）である事が
望ましい。
第４の実施例では、光検知手段を少なくとも二
個設け、その各々で互いに独立に観測した光強度
を観測する。この場合の特徴は、たとえば、第２
の実施例において、光検知器D3には０次の光が
直接入射するため、この格子中に格子の形成され
ていない部分を形成し、光検知器の位置を集点か
らずらし、スリツトを通して干渉させ、部分的な
干渉光強度を得、二個設けた光検知器の出力を比
較することによつて、位置を合わせることができ
る。一方、光検知器D4に前述の他の系となる光
検知器を設定し、干渉縞と格子Ｇとの間の平行度
や位置合わせを行うことができ、二系統で位置合
わせを行なうと、より短時間に位置合わせを完了
することができる。
個設け、その各々で互いに独立に観測した光強度
を観測する。この場合の特徴は、たとえば、第２
の実施例において、光検知器D3には０次の光が
直接入射するため、この格子中に格子の形成され
ていない部分を形成し、光検知器の位置を集点か
らずらし、スリツトを通して干渉させ、部分的な
干渉光強度を得、二個設けた光検知器の出力を比
較することによつて、位置を合わせることができ
る。一方、光検知器D4に前述の他の系となる光
検知器を設定し、干渉縞と格子Ｇとの間の平行度
や位置合わせを行うことができ、二系統で位置合
わせを行なうと、より短時間に位置合わせを完了
することができる。
なお、本発明では、フオトマスクの位置わせ
も、フオトマスクに格子を形成しておくことによ
り同様に行なうことができる。
も、フオトマスクに格子を形成しておくことによ
り同様に行なうことができる。
発明の効果
以上のように、本発明は互いに共役な光束を干
渉させ、格子から反射又は透過して波面分割され
た光を光学系を通して光検知手段に導き、この光
検知手段の出力変化を測定することにより二光束
の干渉縞と格子との間の相対的位置を読み取るこ
とができ、干渉縞と基板上に形成した格子との間
の精度の高い位置合わせが可能となる。さらに、
共役の格子からの回折光の和および差の光強度を
観測すると、より精度の高い位置合わせを行うこ
とができる。このように、本発明による位置合わ
せ方法では、基板上に照射した二光束により基板
上に形成された格子位置を計測するレーザ干渉計
が構成されており、位置検出の分解能が高く、ま
た基板がLSIウエハの場合は通常表面にアルミ配
線が形成されているため光学的には表面が荒れた
状態となつているが、このような表面荒れがあつ
ても位置合わせエラーが発生せず、高精度の位置
合わせができる。
渉させ、格子から反射又は透過して波面分割され
た光を光学系を通して光検知手段に導き、この光
検知手段の出力変化を測定することにより二光束
の干渉縞と格子との間の相対的位置を読み取るこ
とができ、干渉縞と基板上に形成した格子との間
の精度の高い位置合わせが可能となる。さらに、
共役の格子からの回折光の和および差の光強度を
観測すると、より精度の高い位置合わせを行うこ
とができる。このように、本発明による位置合わ
せ方法では、基板上に照射した二光束により基板
上に形成された格子位置を計測するレーザ干渉計
が構成されており、位置検出の分解能が高く、ま
た基板がLSIウエハの場合は通常表面にアルミ配
線が形成されているため光学的には表面が荒れた
状態となつているが、このような表面荒れがあつ
ても位置合わせエラーが発生せず、高精度の位置
合わせができる。
また本発明における位置合わせ方法は、LSI等
の半導体装置の製造工程におけるウエハの位置合
わせに限定されるものではなく、例えば光学部品
等フオトリソグラフイ技術を用いて基板上に微細
パターンを形成する場合の位置合わせに用いても
同様の効果を発揮する。
の半導体装置の製造工程におけるウエハの位置合
わせに限定されるものではなく、例えば光学部品
等フオトリソグラフイ技術を用いて基板上に微細
パターンを形成する場合の位置合わせに用いても
同様の効果を発揮する。
第１図は従来の位置合わせ装置の原理図、第２
図は本発明による位置合わせ方法の一実施例を実
現する装置の構成図、第３図は本発明による位置
合わせ方法の他の実施例を実現する装置の構成
図、第４図は本発明によつて得られる位置合わせ
方法によつて観測した光強度の角度依存性を示す
図、第５図は本発明によつて得られる位置合わせ
方法によつて観測した光強度の格子位置依存性を
示す図である。 １０……入射光、１１，１２……反射及び透過
光束、１３，１４……回折光、L1，L2……レン
ズ、D1〜D4……光検知器、Ｗ……ウエハ。
図は本発明による位置合わせ方法の一実施例を実
現する装置の構成図、第３図は本発明による位置
合わせ方法の他の実施例を実現する装置の構成
図、第４図は本発明によつて得られる位置合わせ
方法によつて観測した光強度の角度依存性を示す
図、第５図は本発明によつて得られる位置合わせ
方法によつて観測した光強度の格子位置依存性を
示す図である。 １０……入射光、１１，１２……反射及び透過
光束、１３，１４……回折光、L1，L2……レン
ズ、D1〜D4……光検知器、Ｗ……ウエハ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コヒーレントな光を二方向から入射させ、前
記光の二光束の干渉により空間中で得られる干渉
縞に対して略平行に形成された格子を有する基板
を前記二光束の光路中に配置し、前記格子部分で
反射又は透過した光を光学系を通して光検知手段
に導き、前記光検知手段の出力変化を測定するこ
とにより、前記二光束の干渉縞と前記格子との相
対位置を検知し、前記相対位置ずれを無くす方向
に前記基板を搭載したステージを移動することに
より、前記干渉縞と基板上に形成された格子とを
位置合わせする位置合わせ方法。 ２ 光検知手段を少なくとも二個設けた特許請求
の範囲第１項記載の位置合わせ方法。 ３ 二個の光検知手段が、各々独立に動作するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の位置
合わせ方法。 ４ 二個の光検知手段が、互いに共役な回折光を
検知することを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の位置合わせ方法。 ５ 二個の光検知手段の出力の和又は差を位置検
知に用いる特許請求の範囲第２項記載の位置合わ
せ方法。 ６ 二光束の干渉縞に対して格子の相対位置を変
位させ、その変位量を検知し、光検知手段の出力
変化と前記相対位置の変位量とを比較することに
より前記格子と前記二光束の干渉縞の相対位置を
検知することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の位置合わせ方法。 ７ コヒーレントな光を二方向から入射させ、前
記光の二光束の干渉により空間中で得られる干渉
縞に対して略平行に形成された格子を有する基板
を前記二光束の光路中に配置し、前記格子部分で
反射又は透過した光を光学系を通して光検知手段
に導き、前記基板を搭載したステージを移動する
ことにより前記光検知手段によつて測定される周
期的な光出力変化の極大値、極小値を示す位置を
記憶し、前記周期を分割して前記ステージの最小
送り単位を算出することにより干渉縞と格子との
位置合わせ時のステージの位置決め精度を向上さ
せることを特徴とする位置合わせ方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6732983A JPS59192917A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | 位置合わせ方法 |
| US06/599,734 US4636077A (en) | 1983-04-15 | 1984-04-12 | Aligning exposure method |
| US07/296,721 USRE33669E (en) | 1983-04-15 | 1989-01-12 | Aligning exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6732983A JPS59192917A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | 位置合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59192917A JPS59192917A (ja) | 1984-11-01 |
| JPH0441285B2 true JPH0441285B2 (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=13341870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6732983A Granted JPS59192917A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | 位置合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59192917A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690052B2 (ja) * | 1987-06-12 | 1994-11-14 | 株式会社東京精密 | 光学干渉装置 |
| JPH0638050B2 (ja) * | 1988-01-21 | 1994-05-18 | 株式会社ミツトヨ | 格子干渉型変位検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5023617A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-03-13 |
-
1983
- 1983-04-15 JP JP6732983A patent/JPS59192917A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5023617A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-03-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59192917A (ja) | 1984-11-01 |
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