JPH0441486B2 - - Google Patents
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- JPH0441486B2 JPH0441486B2 JP58175356A JP17535683A JPH0441486B2 JP H0441486 B2 JPH0441486 B2 JP H0441486B2 JP 58175356 A JP58175356 A JP 58175356A JP 17535683 A JP17535683 A JP 17535683A JP H0441486 B2 JPH0441486 B2 JP H0441486B2
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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)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- 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、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LSIウエハの位置合わせは、ウエハに設けた
位置合せマークを用いて、ウエハを着装したステ
ージの回転と２軸平行移動し、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（Appjied physics
Letters.Vol.31No.7P.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
入射し、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
トマスクで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LSIウエハの位置合わせは、ウエハに設けた
位置合せマークを用いて、ウエハを着装したステ
ージの回転と２軸平行移動し、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（Appjied physics
Letters.Vol.31No.7P.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
入射し、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
トマスクで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のフオトマスクとウエハの
間の位置合わせ方法及び位置合わせの後に行なう
露光方法を提供することを目的とする。
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のフオトマスクとウエハの
間の位置合わせ方法及び位置合わせの後に行なう
露光方法を提供することを目的とする。
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
し、該二光束の干渉により得られる干渉縞に対し
て、平行に配置された格子を前記二光束の光路中
に持ち、該格子によつて反射または透過した光を
干渉させて光強度を測定することにより、前記二
光束の干渉縞と格子との相対位置を検知する方法
により、半導体微細素子の位置合わせを高精度に
行ない、その後に露光を行なうことを実現するも
のである。
し、該二光束の干渉により得られる干渉縞に対し
て、平行に配置された格子を前記二光束の光路中
に持ち、該格子によつて反射または透過した光を
干渉させて光強度を測定することにより、前記二
光束の干渉縞と格子との相対位置を検知する方法
により、半導体微細素子の位置合わせを高精度に
行ない、その後に露光を行なうことを実現するも
のである。
実施例の説明
第２図に本発明による位置合わせ方法及び露光
を行なえるホログラフイツク露光装置および光検
知器を具備した位置合わせ装置を示した。
を行なえるホログラフイツク露光装置および光検
知器を具備した位置合わせ装置を示した。
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と反射鏡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
入射するように、Ｂ，Ｓ，M1，M2，Ｗを配置す
る。ウエハＷ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。
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と反射鏡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
入射するように、Ｂ，Ｓ，M1，M2，Ｗを配置す
る。ウエハＷ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。
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Λとす
ると、ウエハ上にできる干渉縞は、 Λ＝λ／2sinθで表わせる。
１，１２が干渉して作る干渉縞のピツチをΛとす
ると、ウエハ上にできる干渉縞は、 Λ＝λ／2sinθで表わせる。
この干渉縞のピツチΛ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
波面分割する格子によつて回折された光が得ら
れ、さらにレンズ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１１，１２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上での観測される
光強度Ｉは Ｉ＝uA 2＋uB 2＋uA *・uB＋uA・uB * ……(1) 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。
格子Ｇからは、２光束１１と１２の干渉した光を
波面分割する格子によつて回折された光が得ら
れ、さらにレンズ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１１，１２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上での観測される
光強度Ｉは Ｉ＝uA 2＋uB 2＋uA *・uB＋uA・uB * ……(1) 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（si
nNδB／２／sinδB／２）2……(2) uA *・uB＋uA・uB *＝ ２・Ａ・Bsin｛（Ｎ−１）δA−δB／２ ＋kx（sinθA−sinθB）｝ ×sinNδA／２・sinNδB／２／sinδA／２・sinδB
／２……(3) （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、ｘは光束Ａと光束Ｂとの干渉縞と格子と
の間の相対的位置関係、θA，θBは光束Ａ及びＢ
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Ａ，ＢのＯ次の回析光が重なる。−θ2，θ2
のピークは入射Ａ，Ｂの１次の回折光が含まれ、
その各々の回折光に、光束Ａと光束Ｂ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図に光検出器の位置を第４図のピーク
を示す位置に固定し、光束Ａと光束Ｂの作る干渉
縞とウエハ上の格子との間の相対位置ｘを変化さ
せたときの光強度Ｉの変化を示した。相対位置ｘ
の変化は格子のピツチ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。
nNδB／２／sinδB／２）2……(2) uA *・uB＋uA・uB *＝ ２・Ａ・Bsin｛（Ｎ−１）δA−δB／２ ＋kx（sinθA−sinθB）｝ ×sinNδA／２・sinNδB／２／sinδA／２・sinδB
／２……(3) （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、ｘは光束Ａと光束Ｂとの干渉縞と格子と
の間の相対的位置関係、θA，θBは光束Ａ及びＢ
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Ａ，ＢのＯ次の回析光が重なる。−θ2，θ2
のピークは入射Ａ，Ｂの１次の回折光が含まれ、
その各々の回折光に、光束Ａと光束Ｂ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図に光検出器の位置を第４図のピーク
を示す位置に固定し、光束Ａと光束Ｂの作る干渉
縞とウエハ上の格子との間の相対位置ｘを変化さ
せたときの光強度Ｉの変化を示した。相対位置ｘ
の変化は格子のピツチ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。
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。
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。
この検知された相対位置に相等する分だけウエ
ハＷの取り付けられたステージを送くり、送られ
た量をさらにfeed backすることにより、ウエハ
Ｗ上の格子Ｇと空間上の干渉縞との間の正確な位
置合わせを行なうことができる。ウエハＷ上の格
子Ｇのピツチを1μmとすると、本方法による位置
合わせ精度は数100〓の精度が達成できる。
ハＷの取り付けられたステージを送くり、送られ
た量をさらにfeed backすることにより、ウエハ
Ｗ上の格子Ｇと空間上の干渉縞との間の正確な位
置合わせを行なうことができる。ウエハＷ上の格
子Ｇのピツチを1μmとすると、本方法による位置
合わせ精度は数100〓の精度が達成できる。
実際のLSIのパターンを形成するときの位置合
わせは、ウエハＷ上に形成された回路素子部分の
パターンと露光しようとする二光束の干渉縞との
間の位置合わせである。第６図はその様子を示し
ている。ウエハ上には、回折格子２０ＧとMOS
トランジスタのゲートパターン２１とが従来から
のホトリソグラフイによつて形成されている。こ
の回折格子２０はゲートパターン２１と正確に位
置決めされており、たとえばチツプ間に位置して
いるチツプ切断用の余白（スクライブライン）に
設けることができる。格子２０のピツチは、光露
光やＸ線露光で形成できる干渉縞のピツチに対し
て整数倍の線巾に形成されている。干渉縞２２は
ウエハ全体又は位置合わせ用の格子２０に照射さ
れ、格子２０と干渉縞２２の相対的な位置合わせ
が行なわれるとともに、位置合わせの後に露光す
る干渉縞２２との間の相対的な位置合わせを行な
い、しかるのちウエハ上に形成されたフオトレジ
スト上に二光束の干渉縞２２にてパターン露光を
行うことができる。この方法においては、位置合
わせを行なう際の二光束と、フオトレジストを感
光するための露光用光源は同一のものを使用でき
る。すなわちこの場合、位置合せ用と露光用の放
射光の波長が同一である。
わせは、ウエハＷ上に形成された回路素子部分の
パターンと露光しようとする二光束の干渉縞との
間の位置合わせである。第６図はその様子を示し
ている。ウエハ上には、回折格子２０ＧとMOS
トランジスタのゲートパターン２１とが従来から
のホトリソグラフイによつて形成されている。こ
の回折格子２０はゲートパターン２１と正確に位
置決めされており、たとえばチツプ間に位置して
いるチツプ切断用の余白（スクライブライン）に
設けることができる。格子２０のピツチは、光露
光やＸ線露光で形成できる干渉縞のピツチに対し
て整数倍の線巾に形成されている。干渉縞２２は
ウエハ全体又は位置合わせ用の格子２０に照射さ
れ、格子２０と干渉縞２２の相対的な位置合わせ
が行なわれるとともに、位置合わせの後に露光す
る干渉縞２２との間の相対的な位置合わせを行な
い、しかるのちウエハ上に形成されたフオトレジ
スト上に二光束の干渉縞２２にてパターン露光を
行うことができる。この方法においては、位置合
わせを行なう際の二光束と、フオトレジストを感
光するための露光用光源は同一のものを使用でき
る。すなわちこの場合、位置合せ用と露光用の放
射光の波長が同一である。
露光用光源と位置合わせのための二光束の波長
を変えてもよい。たとえば、露光用光源をフオト
レジストの感光領域たとえば青色の波長とし、位
置合わせには感光領域ではない光たとえば赤色の
波長とすると、位置合わせしている間にフオトレ
ジスタが感光されず、位置合わせ時に露光する部
分の光をしや断する必要がなくなる。このときの
位置合わせ装置は第３図の場合と同様であるが、、
位置合わせの二光束の波長が異なるため、ウエハ
上に形成されている格子Ｇのピツチは、二光束の
干渉縞のピツチに一致させる。
を変えてもよい。たとえば、露光用光源をフオト
レジストの感光領域たとえば青色の波長とし、位
置合わせには感光領域ではない光たとえば赤色の
波長とすると、位置合わせしている間にフオトレ
ジスタが感光されず、位置合わせ時に露光する部
分の光をしや断する必要がなくなる。このときの
位置合わせ装置は第３図の場合と同様であるが、、
位置合わせの二光束の波長が異なるため、ウエハ
上に形成されている格子Ｇのピツチは、二光束の
干渉縞のピツチに一致させる。
第７図に本発明による位置合わせ方法を実施す
る縮小投影露光装置の原理および本発明によるレ
チクルとウエハ間の位置合わせの構成図を示し
た。
る縮小投影露光装置の原理および本発明によるレ
チクルとウエハ間の位置合わせの構成図を示し
た。
まず通常の縮小投影露光の場合の配置について
説明する。光源，レチクルＲ，レンズ系Ｌ，半導
体ウエハＷという順に並んでおり、光源から出た
平行光１１１はレチクルＲ上のパターンで光を遮
られ、この濃淡パターンを持つ光束がレンズ系Ｌ
によつて集光されてウエハ上にレチクルの投影像
R′を形成する。
説明する。光源，レチクルＲ，レンズ系Ｌ，半導
体ウエハＷという順に並んでおり、光源から出た
平行光１１１はレチクルＲ上のパターンで光を遮
られ、この濃淡パターンを持つ光束がレンズ系Ｌ
によつて集光されてウエハ上にレチクルの投影像
R′を形成する。
位置合わせに用いる構成はレーザ等のコヒーレ
ントな光をビームスプリツタ等に入射させ、ほぼ
同一強度の二光束１１２，１１３に振幅分割す
る。二光束１１２，１１３を各々レチクルＲ上に
設けた回折格子１１４，１１５に入射させ、レチ
クルＲの置かれている配置を入射光と回折光の位
相や角度ψ1，ψ2によつて表わす。レチクルＲか
ら出た回折光１１６，１１７はレンズ系Ｌを通過
し、ウエハ上で光束１１６，１１７が干渉するよ
うにＲ，Ｌ，Ｗを配置する。ウエハＷ上には第８
図に示すごとく格子Ｇが形成されており、格子Ｇ
によつて回折した反射光１１８が光検知器Ｄに導
びかれる。ウエハ上の格子Ｇは第７図に一例を示
すように、ウエハの所定領域に規則的に形成した
くり返しパターン用いる。
ントな光をビームスプリツタ等に入射させ、ほぼ
同一強度の二光束１１２，１１３に振幅分割す
る。二光束１１２，１１３を各々レチクルＲ上に
設けた回折格子１１４，１１５に入射させ、レチ
クルＲの置かれている配置を入射光と回折光の位
相や角度ψ1，ψ2によつて表わす。レチクルＲか
ら出た回折光１１６，１１７はレンズ系Ｌを通過
し、ウエハ上で光束１１６，１１７が干渉するよ
うにＲ，Ｌ，Ｗを配置する。ウエハＷ上には第８
図に示すごとく格子Ｇが形成されており、格子Ｇ
によつて回折した反射光１１８が光検知器Ｄに導
びかれる。ウエハ上の格子Ｇは第７図に一例を示
すように、ウエハの所定領域に規則的に形成した
くり返しパターン用いる。
次に、本実施例におけるレチクルとウエハの相
対的な位置合わせの手順について、第９図を用い
て説明する。
対的な位置合わせの手順について、第９図を用い
て説明する。
レチクルＲに入射した二光束１１２，１１３を
レチクルに垂直に入射するようにし、かつ二光束
１１２，１１３がレチクル上の格子１１４，１１
５に入射するように配置する。格子１１４，１１
５は２光束を透過し、回折光１１６、１１７を射
出する。格子に入射する二光束の位相は等しくな
るように光学系を配置しているので格子によつて
回折した光の波面も第９図に示すように光束１１
６と１１７では対称となる。この位相をそろつた
２光束がウエハ面上で交叉各θで交わると濃淡の
干渉縞が生じ、干渉縞の位置は波面が交わつた位
置で定まる。この位置に対して、ウエハＷ上の格
子を合わせる。
レチクルに垂直に入射するようにし、かつ二光束
１１２，１１３がレチクル上の格子１１４，１１
５に入射するように配置する。格子１１４，１１
５は２光束を透過し、回折光１１６、１１７を射
出する。格子に入射する二光束の位相は等しくな
るように光学系を配置しているので格子によつて
回折した光の波面も第９図に示すように光束１１
６と１１７では対称となる。この位相をそろつた
２光束がウエハ面上で交叉各θで交わると濃淡の
干渉縞が生じ、干渉縞の位置は波面が交わつた位
置で定まる。この位置に対して、ウエハＷ上の格
子を合わせる。
ウエハ上の格子と２光束の干渉縞とのウエハ面
内での回転（アジマス）ψは、ウエハ上の格子と
干渉縞との間で生じるモアレ縞の回転によつて検
知でき、モアレ縞の本数が少なくなるように調整
する。
内での回転（アジマス）ψは、ウエハ上の格子と
干渉縞との間で生じるモアレ縞の回転によつて検
知でき、モアレ縞の本数が少なくなるように調整
する。
また、ウエハ上の格子と２光束の干渉縞の該光
束の入射面内での回転（テイルト）ψは、干渉縞
のピツチがウエハ上の格子と比較すると相対的に
長くなつた場合と同様になり、前述のアジマス調
整と同じくモアレ状縞の本数が少なくなるように
してテイルト調整ができる。またテイルト調整に
は光路が対称してあれば回折格子によつて反射し
た０次光が光源にもどるので、この光を利用して
ウエハＷのテイルト調整もできる。
束の入射面内での回転（テイルト）ψは、干渉縞
のピツチがウエハ上の格子と比較すると相対的に
長くなつた場合と同様になり、前述のアジマス調
整と同じくモアレ状縞の本数が少なくなるように
してテイルト調整ができる。またテイルト調整に
は光路が対称してあれば回折格子によつて反射し
た０次光が光源にもどるので、この光を利用して
ウエハＷのテイルト調整もできる。
以上のようにしてアジマスとテイルト調整を行
なつた後に第１，２，３式で示された原理にもと
づきレチクルとウエハ中のパターン位置合わせを
行なうことができる。
なつた後に第１，２，３式で示された原理にもと
づきレチクルとウエハ中のパターン位置合わせを
行なうことができる。
このようにして、光源，レチクルＲ，ウエハＷ
の三者の位置合わせが完了すると、光源から出た
平行光１１１によつてレチクル上のパターンは、
レンズ系Ｌを通してウエハＷ上に投影され、この
投影像によつて、レジストにパターンが形成され
る。
の三者の位置合わせが完了すると、光源から出た
平行光１１１によつてレチクル上のパターンは、
レンズ系Ｌを通してウエハＷ上に投影され、この
投影像によつて、レジストにパターンが形成され
る。
この場合にも前述の実施例と同様、位置合わせ
に使用する二光束の波長が露光に使用する光１１
１の波長と異なり、フオトレジストの感光波長領
域の波長を含まない光であると、位置合わせの間
にフオトレジストが感光されない。
に使用する二光束の波長が露光に使用する光１１
１の波長と異なり、フオトレジストの感光波長領
域の波長を含まない光であると、位置合わせの間
にフオトレジストが感光されない。
次に、位置合わせ方法が二光束の干渉縞と格子
との間の位置合わせであり、Ｘ線のようにプロキ
シミチイ露光する場についての実施例を示す。第
１０図に示すように、フオトマスクＭとウエハＷ
は近接して配置される。フオトマスク上には、す
でに説明している二光束による位置合わせ用格子
G1によつて二光束の干渉縞との相対位置合わせ
を行なう。フオトマスク上にはさらに透明な位置
合わせ用の窓Ｈが設けられており、プロキシミテ
イ露光する際のウエハＷの位置合わせをこの窓を
通して行なう。ウエハＷ上には位置合わせ用の格
子G2が設けられており、G1とG2との位置は干渉
縞の１ピツチ毎に精度よく位置決めできる。
との間の位置合わせであり、Ｘ線のようにプロキ
シミチイ露光する場についての実施例を示す。第
１０図に示すように、フオトマスクＭとウエハＷ
は近接して配置される。フオトマスク上には、す
でに説明している二光束による位置合わせ用格子
G1によつて二光束の干渉縞との相対位置合わせ
を行なう。フオトマスク上にはさらに透明な位置
合わせ用の窓Ｈが設けられており、プロキシミテ
イ露光する際のウエハＷの位置合わせをこの窓を
通して行なう。ウエハＷ上には位置合わせ用の格
子G2が設けられており、G1とG2との位置は干渉
縞の１ピツチ毎に精度よく位置決めできる。
今、フオトマスクＭの窓Ｈは従来から用いられ
ている位置合わせマーク、たとえば、第１１図に
示すような十字マークを形成しておき、ウエハに
は格子G2の中に十字マークを、第１２図に示す
ように形成しておく。次に第１１図の十字マーク
と第１２図の十字マークを略合致するように位置
合わせてする。第１３図ａのd1はウエハＷ上に形
成されたパターン、d2はマスク上のパターンであ
り、m1，m2が合致するように位置合せを行う。
さらに、二光束の干渉縞による位置合わせにより
精度の高い位置合わせを行なう（第１３図ｂ）。
このように、フオトマスクの位置合わせは、フオ
トマスクを設定した時点に一度行ない、これを用
いてウエハ上に転写を繰返し行なう。位置合わせ
が終了すると、Ｘ線，イオンビーム，紫外線等の
プロキシミテイ露光法によつて露光を行なう。
ている位置合わせマーク、たとえば、第１１図に
示すような十字マークを形成しておき、ウエハに
は格子G2の中に十字マークを、第１２図に示す
ように形成しておく。次に第１１図の十字マーク
と第１２図の十字マークを略合致するように位置
合わせてする。第１３図ａのd1はウエハＷ上に形
成されたパターン、d2はマスク上のパターンであ
り、m1，m2が合致するように位置合せを行う。
さらに、二光束の干渉縞による位置合わせにより
精度の高い位置合わせを行なう（第１３図ｂ）。
このように、フオトマスクの位置合わせは、フオ
トマスクを設定した時点に一度行ない、これを用
いてウエハ上に転写を繰返し行なう。位置合わせ
が終了すると、Ｘ線，イオンビーム，紫外線等の
プロキシミテイ露光法によつて露光を行なう。
発明の効果
以上、本発明は、互いに共役な光束を干渉させ
その結果得られた干渉縞とウエハ上に形成した干
渉縞のピツチと同じ又は整数倍のピツチの格子を
相対的に位置合わせした後に同一の装置によつて
露光可能とするもので、位置合わせ精度が高く同
一光源によつて露光できるので装置が簡単とな
る。また、本発明によればたとえばＸ線イオンビ
ーム、紫外線等を用いた露光を行う場合において
も、位置合わせを高精度に行うことができ、正確
な微細なパターン形成が可能である。
その結果得られた干渉縞とウエハ上に形成した干
渉縞のピツチと同じ又は整数倍のピツチの格子を
相対的に位置合わせした後に同一の装置によつて
露光可能とするもので、位置合わせ精度が高く同
一光源によつて露光できるので装置が簡単とな
る。また、本発明によればたとえばＸ線イオンビ
ーム、紫外線等を用いた露光を行う場合において
も、位置合わせを高精度に行うことができ、正確
な微細なパターン形成が可能である。
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、第６図はウエハ上に形成された回路素子
部分と二光束の干渉縞との位置合わせを行う際の
説明図、第７図は本発明による位置合わせ方法を
実施する縮小投影露光装置の原理およびレチクル
とウエハ間の位置合わせ及び露光の構成図、第８
図はウエハ上に形成した格子の説明図、第９図は
レチクルとウエハ間の位置合わせの説明図、第１
０図はプロキシミテイ露光を行なう際のフオトマ
スクとウエハの間の位置合わせ及び露光の説明
図、第１１図はフオトマスク上の位置合わせ用マ
ークの平面図、第１２図はウエハ上の格子の中に
形成した位置合わせ用マークの平面図、第１３図
ａ，ｂはフオトマスク上の位置合わせマークとウ
エハ上の格子との間の位置合わせマークの位置合
わせの説明図である。 １０……コヒーレント光、１１……反射光、１
２……反射光、２０……回折格子、２２……干渉
縞、１１２，１１３……光束、Ｗ……ウエハ、Ｇ
……格子、Ｒ……レチクル。
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、第６図はウエハ上に形成された回路素子
部分と二光束の干渉縞との位置合わせを行う際の
説明図、第７図は本発明による位置合わせ方法を
実施する縮小投影露光装置の原理およびレチクル
とウエハ間の位置合わせ及び露光の構成図、第８
図はウエハ上に形成した格子の説明図、第９図は
レチクルとウエハ間の位置合わせの説明図、第１
０図はプロキシミテイ露光を行なう際のフオトマ
スクとウエハの間の位置合わせ及び露光の説明
図、第１１図はフオトマスク上の位置合わせ用マ
ークの平面図、第１２図はウエハ上の格子の中に
形成した位置合わせ用マークの平面図、第１３図
ａ，ｂはフオトマスク上の位置合わせマークとウ
エハ上の格子との間の位置合わせマークの位置合
わせの説明図である。 １０……コヒーレント光、１１……反射光、１
２……反射光、２０……回折格子、２２……干渉
縞、１１２，１１３……光束、Ｗ……ウエハ、Ｇ
……格子、Ｒ……レチクル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に格子を形成しコヒーレントな第１の
波長をもつ第１の放射光を二方向から入射させ、
前記二つの放射光の干渉により得られる干渉縞に
対して略平行に配置された前記格子を前記第１の
二つの放射光の光路中に有し、前記格子によつて
反射又は透過した放射光を再度干渉させて光検知
手段に導びき、この手段にて光強度を測定するこ
とにより、前記第１の二つの放射光の干渉縞と前
記格子とを相対的に位置合わせして、前記格子と
同一基板上に配置したパターンを第２の波長を持
つ第２の放射光に対して位置合わせし、その後に
前記第２の放射光によつて前記基板の露光を行な
うことを特徴とする位置合わせ及び露光方法。 ２ 第１に放射光と第２の放射光の波長が等しい
ことをを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
る位置合わせ及び露光方法。 ３ 第１の放射光と第２の放射光の波長が異なる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の位
置合わせ及び露光方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175356A JPS6066820A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 位置合わせ及び露光方法 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP58175356A JPS6066820A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 位置合わせ及び露光方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2147802A Division JPH0334307A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体ウエハの露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066820A JPS6066820A (ja) | 1985-04-17 |
| JPH0441486B2 true JPH0441486B2 (ja) | 1992-07-08 |
Family
ID=15994637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175356A Granted JPS6066820A (ja) | 1983-04-15 | 1983-09-22 | 位置合わせ及び露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066820A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4923301A (en) * | 1988-05-26 | 1990-05-08 | American Telephone And Telegraph Company | Alignment of lithographic system |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58175356A patent/JPS6066820A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6066820A (ja) | 1985-04-17 |
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