JPH0451968B2 - - Google Patents
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- JPH0451968B2 JPH0451968B2 JP2147802A JP14780290A JPH0451968B2 JP H0451968 B2 JPH0451968 B2 JP H0451968B2 JP 2147802 A JP2147802 A JP 2147802A JP 14780290 A JP14780290 A JP 14780290A JP H0451968 B2 JPH0451968 B2 JP H0451968B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、露光装置を用いて製造される高密度
な半導体装置（以下LSIとよぶ）等の露光工程に
適用できる位置合わせ方法に関する。
な半導体装置（以下LSIとよぶ）等の露光工程に
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，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。
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，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。
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
細パターンの露光工程における位置合わせを大気
中で、かつ、露光装置を用いて簡単な構成で正確
に行なえるLSIのフオトマスクとウエハの間の位
置合わせ方法を提供することを目的とする。
細パターンの露光工程における位置合わせを大気
中で、かつ、露光装置を用いて簡単な構成で正確
に行なえるLSIのフオトマスクとウエハの間の位
置合わせ方法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明の半導体ウエハの露光方法は、位置合せ
用コヒーレント光源、露光用光源、位置合せ用の
第１の格子の形成されたレチクル、レンズ系を有
する露光機構を用いて半導体ウエハと前記レチク
ルを位置合せするに際し、前記コヒーレント光源
からの光束を２光束に分割して前記第１の格子お
よびレンズ系を介して前記第２光束を前記ウエハ
上の第２の格子上に投影し、干渉縞を形成すると
ともに、前記第２の格子により回折し干渉した光
束を光検出手段にて検出し、前記手段の出力変化
を測定して前記干渉縞と第２の格子の位置ずれ量
を検出し、前記レチクルとウエハの位置合せを行
い、前記露光用光源の光を前記レチクルを通して
前記ウエハに照射して露光を行う方法を提供す
る。また、本発明は、位置合わせ用コヒーレント
光源、露光用光源、位置合わせ用の窓の形成され
たマスク、及び前記マスクと近接して置かれた半
導体ウエハを有する近接露光装置において前記半
導体ウエハと前記マスクを位置合わせするに際
し、前記コヒーレント光源からの光束を分割し前
記マスク上で２光束を交差せしめて干渉縞を生成
するとともに、前記２光束を前記マスク上に形成
された窓を通して前記半導体ウエハの格子上に同
時に生成し、前記マスク及び半導体ウエハの格子
により回折し干渉した光束を各々光検出手段にて
検出し、前記手段の出力変化を測定して前記干渉
縞と前記マスクおよび半導体ウエハ上の格子との
位置ずれ量を検出する事により前記マスクと半導
体ウエハの位置合わせを行い、前記露光用光源の
光を前記マスクを通して前記ウエハに照射して露
光を行う方法を提供する。光束の干渉縞と該格子
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うものである。
用コヒーレント光源、露光用光源、位置合せ用の
第１の格子の形成されたレチクル、レンズ系を有
する露光機構を用いて半導体ウエハと前記レチク
ルを位置合せするに際し、前記コヒーレント光源
からの光束を２光束に分割して前記第１の格子お
よびレンズ系を介して前記第２光束を前記ウエハ
上の第２の格子上に投影し、干渉縞を形成すると
ともに、前記第２の格子により回折し干渉した光
束を光検出手段にて検出し、前記手段の出力変化
を測定して前記干渉縞と第２の格子の位置ずれ量
を検出し、前記レチクルとウエハの位置合せを行
い、前記露光用光源の光を前記レチクルを通して
前記ウエハに照射して露光を行う方法を提供す
る。また、本発明は、位置合わせ用コヒーレント
光源、露光用光源、位置合わせ用の窓の形成され
たマスク、及び前記マスクと近接して置かれた半
導体ウエハを有する近接露光装置において前記半
導体ウエハと前記マスクを位置合わせするに際
し、前記コヒーレント光源からの光束を分割し前
記マスク上で２光束を交差せしめて干渉縞を生成
するとともに、前記２光束を前記マスク上に形成
された窓を通して前記半導体ウエハの格子上に同
時に生成し、前記マスク及び半導体ウエハの格子
により回折し干渉した光束を各々光検出手段にて
検出し、前記手段の出力変化を測定して前記干渉
縞と前記マスクおよび半導体ウエハ上の格子との
位置ずれ量を検出する事により前記マスクと半導
体ウエハの位置合わせを行い、前記露光用光源の
光を前記マスクを通して前記ウエハに照射して露
光を行う方法を提供する。光束の干渉縞と該格子
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うものである。
実施例の説明
第２図に本発明に用いる位置合わせ方法の原理
を示す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。レーザの波長をλ、Ｍ１，Ｍ２からの反射光
１１，１２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＝λ2sinθ で表わせる。
を示す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。レーザの波長をλ、Ｍ１，Ｍ２からの反射光
１１，１２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＝λ2sinθ 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＝uA2＋uB2＋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。
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＝uA2＋uB2＋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。
uA2＝A2（sinNδA／２／sinδA／２）2，uB2＝B2（sinN
δB／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
３図に光束Ａと光束Ｂの作る干渉縞とウエハ上の
格子との間の相対位置ｘを変化されたときの光強
度Ｉの変化を示した。相対位置ｘの変化は格子の
ピツチ１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。この検
出された相対位置に相当する分だけウエハ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100Åの精度が達成できる。第４図を用
いて第２図の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半
導体ウエハ間の位置合わせおよび半導体ウエハの
露光方法の実施例を示す。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。露光用光源、
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、露光用光源から出た平行光１１
１はレチクルＲ上の回路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
形成することにより回路パターンがウエハ上に露
光される。位置合わせに用いる構成はレーザ等の
コヒーレント光源からのレーザ光をビームスプリ
ツタ等に入射させ、ほぼ同一強度の２光束１１
２，１１３に振幅分割する。２光束１１２，１１
３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置や角度φ1，φ2によつ
て表わす。レチクルＲから出た回折光１１６，１
１７はレンズ系Ｌを通過し、ウエハ上で２光束１
１６，１１７が干渉するようにＲ，Ｌ，Ｗを配置
する。ウエハＷ上には第６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に導かれる。ウエハ上の格
子Ｇは第５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を用い
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６図を用
いて説明する。レチクルＲに入射した２光束１１
２，１１３をレチクルに垂直に入射するように
し、かつ２光束１１２，１１３がレチクル上の格
子１１４，１１５に入射するように配置する。格
子１１４，１１５に２光束を透過し、回折光１１
６，１１７を射出する。格子に入射する２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６図に示す
ように光束１１６と１１７では対称となる。この
位相をそろつた２光束でウエハ面上で交叉角2θで
交わると濃淡の干渉縞Ｆが生じ、干渉縞Ｆ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）φ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）φ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。この
ようにして、レチクルＲとウエハＷの位置合わせ
が完了すると、露光用光源から出た平行光１１１
によつてレチクル上の回路パターンは、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、ウエハＷ上のレジストに回路パターンが
形成される。この場合位置合わせに使用する２光
束の波長が露光に使用する光１１１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、次に、位置合わせ方法が２光束の
干渉縞と格子との間の位置合わせであり、Ｘ線の
ようにプロキシミテイ露光する場合についての実
施例を示す。第７図に示すように、フオトレジス
トＭとウエハＷは近接して配置される。１は露光
用光源からの露光用のＸ線である。フオトマスク
上には、すでに第２図、第５図と同様に位置合わ
せ用コヒーレント光源より２分割された光１１
２，１１３が交差して２光束干渉縞が生成されて
いる。そしてマスクＭに形成された位置合わせ用
格子G1によつて回折し干渉した光の光出力変化
を光検出器で検出する事により、G1と２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Ｍ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、前述の２光束干渉縞が窓Ｈを通し
てウエハＷ上に生成され、プロキシミテイ露光す
る際のウエハＷと２光束干渉縞の位置合わせをマ
スクと同様にこの窓Ｈを通して行なう。ウエハＷ
上には第４図の場合と同じく位置合わせ用の格子
G2が設けられており、G1とG2は、干渉縞とG1と
G2とをそれぞれ位置合わせする事により精度よ
く位置合わせできる。なお、さらにフオトマスク
Ｍの窓Ｈに従来から用いられている位置合わせマ
ーク、たとえば、第８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９図に示すように形成しておくこと
により、粗の位置合せを行うことができる。すな
わち、第８図に十字マークと第９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１０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
ように干渉縞のピツチの半分以分の粗の位置合せ
を行う。その後、前述した２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１０図ｂ）。
δB／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
３図に光束Ａと光束Ｂの作る干渉縞とウエハ上の
格子との間の相対位置ｘを変化されたときの光強
度Ｉの変化を示した。相対位置ｘの変化は格子の
ピツチ１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。この検
出された相対位置に相当する分だけウエハ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100Åの精度が達成できる。第４図を用
いて第２図の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半
導体ウエハ間の位置合わせおよび半導体ウエハの
露光方法の実施例を示す。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。露光用光源、
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、露光用光源から出た平行光１１
１はレチクルＲ上の回路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
形成することにより回路パターンがウエハ上に露
光される。位置合わせに用いる構成はレーザ等の
コヒーレント光源からのレーザ光をビームスプリ
ツタ等に入射させ、ほぼ同一強度の２光束１１
２，１１３に振幅分割する。２光束１１２，１１
３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置や角度φ1，φ2によつ
て表わす。レチクルＲから出た回折光１１６，１
１７はレンズ系Ｌを通過し、ウエハ上で２光束１
１６，１１７が干渉するようにＲ，Ｌ，Ｗを配置
する。ウエハＷ上には第６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に導かれる。ウエハ上の格
子Ｇは第５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を用い
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６図を用
いて説明する。レチクルＲに入射した２光束１１
２，１１３をレチクルに垂直に入射するように
し、かつ２光束１１２，１１３がレチクル上の格
子１１４，１１５に入射するように配置する。格
子１１４，１１５に２光束を透過し、回折光１１
６，１１７を射出する。格子に入射する２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６図に示す
ように光束１１６と１１７では対称となる。この
位相をそろつた２光束でウエハ面上で交叉角2θで
交わると濃淡の干渉縞Ｆが生じ、干渉縞Ｆ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）φ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）φ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。この
ようにして、レチクルＲとウエハＷの位置合わせ
が完了すると、露光用光源から出た平行光１１１
によつてレチクル上の回路パターンは、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、ウエハＷ上のレジストに回路パターンが
形成される。この場合位置合わせに使用する２光
束の波長が露光に使用する光１１１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、次に、位置合わせ方法が２光束の
干渉縞と格子との間の位置合わせであり、Ｘ線の
ようにプロキシミテイ露光する場合についての実
施例を示す。第７図に示すように、フオトレジス
トＭとウエハＷは近接して配置される。１は露光
用光源からの露光用のＸ線である。フオトマスク
上には、すでに第２図、第５図と同様に位置合わ
せ用コヒーレント光源より２分割された光１１
２，１１３が交差して２光束干渉縞が生成されて
いる。そしてマスクＭに形成された位置合わせ用
格子G1によつて回折し干渉した光の光出力変化
を光検出器で検出する事により、G1と２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Ｍ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、前述の２光束干渉縞が窓Ｈを通し
てウエハＷ上に生成され、プロキシミテイ露光す
る際のウエハＷと２光束干渉縞の位置合わせをマ
スクと同様にこの窓Ｈを通して行なう。ウエハＷ
上には第４図の場合と同じく位置合わせ用の格子
G2が設けられており、G1とG2は、干渉縞とG1と
G2とをそれぞれ位置合わせする事により精度よ
く位置合わせできる。なお、さらにフオトマスク
Ｍの窓Ｈに従来から用いられている位置合わせマ
ーク、たとえば、第８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９図に示すように形成しておくこと
により、粗の位置合せを行うことができる。すな
わち、第８図に十字マークと第９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１０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
ように干渉縞のピツチの半分以分の粗の位置合せ
を行う。その後、前述した２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１０図ｂ）。
このように、フオトマスクＭの位置合わせは、
フオトマスクＭを設定した時点フオトマスクＭを
用いて粗く一度行ない、しかるのち、２光束干渉
縞による精密な位置合せを、同じくフオトマスク
Ｍをそのまま用いて行なうことができる。位置合
わせが終了すると、Ｘ線１、イオンビーム、紫外
線等をマスクＭを通してウエハＷ上に照射し、プ
ロキシミテイ露光法によつて回路パターンの露光
を行なう。以上のように、本発明の方法によれば
半導体ウエハへの露光に用いられる露光装置に、
２光束の干渉縞による位置合せ機構を容易に組み
込むことが可能となり、半導体ウエハと、レチク
ル又はマスクの位置合せをほぼ通常の露光装置を
用いて正確に行うことができ、高精度なパターン
露光が可能となる。
フオトマスクＭを設定した時点フオトマスクＭを
用いて粗く一度行ない、しかるのち、２光束干渉
縞による精密な位置合せを、同じくフオトマスク
Ｍをそのまま用いて行なうことができる。位置合
わせが終了すると、Ｘ線１、イオンビーム、紫外
線等をマスクＭを通してウエハＷ上に照射し、プ
ロキシミテイ露光法によつて回路パターンの露光
を行なう。以上のように、本発明の方法によれば
半導体ウエハへの露光に用いられる露光装置に、
２光束の干渉縞による位置合せ機構を容易に組み
込むことが可能となり、半導体ウエハと、レチク
ル又はマスクの位置合せをほぼ通常の露光装置を
用いて正確に行うことができ、高精度なパターン
露光が可能となる。
発明の効果
本発明により互いに共役な２光束を干渉させる
位置合わせ方法を縮小投影露光装置、Ｘ線等のプ
ロキシミテイ露光装置に容易に具備する事が可能
となり、その結果高い重ね合わせ精度、正確な微
細パターンのウエハ上への形成が可能となる。し
たがつて、本発明は、高性能、高精度に微細パタ
ーンを半導体ウエハ上に形成でき、高集積半導体
集積回路の製造に大きく寄与するものである。
位置合わせ方法を縮小投影露光装置、Ｘ線等のプ
ロキシミテイ露光装置に容易に具備する事が可能
となり、その結果高い重ね合わせ精度、正確な微
細パターンのウエハ上への形成が可能となる。し
たがつて、本発明は、高性能、高精度に微細パタ
ーンを半導体ウエハ上に形成でき、高集積半導体
集積回路の製造に大きく寄与するものである。
第１図は従来の位置合わせ装置の原理図、第２
図は本発明に用いる位置合わせ方法の原理を示す
図、第３図は第２図の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４図
は第２図の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の一実施例のレチクル
とウエハ間の位置合わせを示す概略図、第５図は
ウエハ上に形成した格子の説明図、第６図はレチ
クルとウエハ間の位置合わせの説明図、第７図は
本発明の他の実施例の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８図はフオトマスク上の位置
合わせ用マークの平面図、第９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１０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，G1，G2……格子、Ｒ……レチクル、Ｍ……
フオトマスク。
図は本発明に用いる位置合わせ方法の原理を示す
図、第３図は第２図の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４図
は第２図の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の一実施例のレチクル
とウエハ間の位置合わせを示す概略図、第５図は
ウエハ上に形成した格子の説明図、第６図はレチ
クルとウエハ間の位置合わせの説明図、第７図は
本発明の他の実施例の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８図はフオトマスク上の位置
合わせ用マークの平面図、第９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１０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，G1，G2……格子、Ｒ……レチクル、Ｍ……
フオトマスク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 位置合せ用コヒーレント光源、露光用光源、
位置合せ用の第１の格子の形成されたレチクル、
レンズ系を有する露光機構を用いて半導体ウエハ
と前記レチクルを位置合せするに際し、前記コヒ
ーレント光源からの光束を２光束に分割して前記
第１の格子およびレンズ系を介して前記第２光束
を前記ウエハ上の第２の格子上に投影し、干渉縞
を形成するとともに、前記第２の格子により回折
し干渉した光束を光検出手段にて検出し、前記手
段の出力変化を測定して前記干渉縞と第２の格子
の位置ずれ量を検出し、前記レチクルとウエハの
位置合せを行い、前記露光用光源の光を前記レチ
クルを通して前記ウエハに照射して露光を行うこ
とを特徴とする半導体ウエハの露光方法。 ２ 位置合わせ用コヒーレント光源、露光用光
源、位置合わせ用の窓の形成されたマスク、及び
前記マスクと近接して置かれた半導体ウエハを有
する近接露光装置において前記半導体ウエハと前
記マスクを位置合わせするに際し、前記コヒーレ
ント光源からの光束を分割し前記マスク上で２光
束を交差せしめて干渉縞を生成するとともに、前
記２光束を前記マスク上に形成された窓を通して
前記半導体ウエハの格子上に同時に生成し、前記
マスク及び半導体ウエハの格子により回折し干渉
した光束を各々光検出手段にて検出し、前記手段
の出力変化を測定して前記干渉縞と前記マスクお
よび半導体ウエハ上の格子との位置ずれ量を検出
する事により前記マスクと半導体ウエハの位置合
わせを行い、前記露光用光源の光を前記マスクを
通して前記ウエハに照射して露光を行うことを特
徴とする半導体ウエハの露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147802A JPH0334307A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体ウエハの露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147802A JPH0334307A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体ウエハの露光方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175356A Division JPS6066820A (ja) | 1983-04-15 | 1983-09-22 | 位置合わせ及び露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0334307A JPH0334307A (ja) | 1991-02-14 |
| JPH0451968B2 true JPH0451968B2 (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=15438545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2147802A Granted JPH0334307A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体ウエハの露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0334307A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2076699A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-16 | Nikon Corporation | Surface position sensor and position sensor |
| CN103955124B (zh) * | 2014-05-05 | 2017-07-14 | 中科晶源微电子技术（北京）有限公司 | 一种光学精密系统的对准装置 |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP2147802A patent/JPH0334307A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0334307A (ja) | 1991-02-14 |
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