JPH0519298B2 - - Google Patents

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JPH0519298B2
JPH0519298B2 JP2209592A JP20959290A JPH0519298B2 JP H0519298 B2 JPH0519298 B2 JP H0519298B2 JP 2209592 A JP2209592 A JP 2209592A JP 20959290 A JP20959290 A JP 20959290A JP H0519298 B2 JPH0519298 B2 JP H0519298B2
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JP
Japan
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transfer
wafer
mark
mask
optical system
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Expired - Lifetime
Application number
JP2209592A
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English (en)
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JPH03101215A (ja
Inventor
Minoru Yomoda
Izumi Tsukamoto
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH03101215A publication Critical patent/JPH03101215A/ja
Publication of JPH0519298B2 publication Critical patent/JPH0519298B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体製造工程で使用する転写誤差
調整方法に関するものである。
[従来の技術] 半導体集積回路等を製造のための転写工程で
は、マスクのパターンをウエハーに転写する前
に、マスクとウエハーを正確に整合することが要
求される。
マスクとウエハーを整合するための方法として
は、例えば第1図aに示すアライメントマーク1
をマスクに設け、第1図bに示すアライメントマ
ーク2をウエハーに設けると共に、アライメント
マーク1,2を第1図cに示すように、つまりア
ライメントマーク1の間にアライメントマーク2
が等間隔で位置するようにマスクとウエハーを相
対移動して、マスクとウエハーを整合する方法が
知られている。
[発明が解決しようとしている問題点] しかしながら、従来のこのような方法では、転
写倍率や転写歪等による転写誤差を補正すること
が困難である。また、光電測定装置でマスクとウ
エハーのそれぞれに設けられているマークが実際
に位置合わせされたことが検出されるまで、マス
クとウエハーの間に介在されている結像対物レン
ズやウエハーを、結像対物レンズの光軸方向に移
動させることにより所望の調整を行うことが、例
えば特公昭49−22587号公報で知られている。し
かし、この方法は光電測定装置で各マークを常に
検出しながら、結像対物レンズやウエハーを光軸
方向に移動させることが必要となるため、光電測
定装置の測定処理動作と、結像対物レンズやウエ
ハーを光軸方向に移動させる際の移動動作の間
で、常に一方が他方に干渉するので、調整を行う
ことが困難となる。
本発明の目的は、このような事情に鑑みなされ
たもので、転写光学系を有する転写装置におい
て、転写倍率や転写歪みを迅速に調整することを
可能にした転写誤差調整方法を提供することにあ
る。
[問題点を解決するための手段] 上述の目的を達成するための本発明に係る転写
誤差調整方法は、マスクとウエハーの間に介在す
る転写光学系を通して複数のマークを光電検出
し、この光電検出により得られたマーク信号を用
いて前記マークごとにマーク位置誤差に関連する
値を求め、前記マーク位置誤差に関連する値を前
記マークごとに求めた後に、演算処理手段により
前記マーク間の距離に関連する値と前記マーク位
置誤差に関連する値を所定の演算式を用いて演算
処理し、前記転写光学系の転写倍率又は転写歪み
を調整するための調整量に関連する値を算出する
ことを特徴とする。
[実施例] 以下に、本発明を第2図以下に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。
第2図は本発明に係る転写装置の光学的な構成
図であり、レーザ光源10から発せられるレーザ
光lの光路に沿つて、順次にコンデンサレンズ1
1、光源を走査するためのポリゴン鏡12,f・
θ特性レンズ13、ハーフミラー14、対物レン
ズ15、複数個所に正確なアライメントマーク1
を有する標準マスク16、転写光学系17、複数
個所に正確なアライメントマーク2を有する標準
ウエハー18が配列されている。また、マスク1
6等からの反射光の一部はハーフミラー14で側
方に反射され、この反射光の光路に沿つてコンデ
ンサレンズ19、光電変換素子20が配置され、
光電変換素子20の出力により所定の演算式に基
づいて測定量を演算し制御信号を出力する演算処
理回路21を介して、転写光学系17の倍率調整
を実施する調整駆動機構22に接続されている。
標準マスク16と標準ウエハー18は、調整に際
して転写装置に取り付けられるものであり、実際
の転写時には他のマスク、ウエハーに交換され
る。
レーザ光源10から発せられたレーザ光lはポ
リゴン鏡12によつて走査され、ハーフミラー1
4を通過し標準マスク16等に向かう。標準マス
ク16のアライメントマーク1と標準ウエハー1
8のアライメントマーク2とは転写光学系17を
介してレーザ光lによつて走査され、アライメン
トマーク1,2を走査したレーザ光lは再びハー
フミラー14に達し、ここで一部は光電変換素子
20の方向に反射される。このとき、標準マスク
16のアライメントマーク1と標準ウエハー18
のアライメントマーク2とは、例えば第3図aに
示すように位置している。即ち、標準マスク16
のアライメントマーク1a,1bの間に標準ウエ
ハー18のアライメントマーク2aが存在し、ア
ライメントマーク1c,1dの間にアライメント
マーク2bが位置している。そして、レーザ光l
は左から右に方向Aに沿つて走査される。そし
て、光電変換素子20は第3図aのA上のレーザ
光lがアライメントマーク1,2と交差する個所
でパルス状の出力を検出し、第3図bに示すよう
な出力電圧波形が得られる。W1,W2,……,
W5はパルス信号の間隔であり、この時間々隔
W1,W2,……,W5を測定することにより整合
ずれが求められる。即ち、第3図aのx方向のず
れをΔx,y方向のずれをΔyとすると、 Δx=(W1−W2+W4−W5)/4 ……(1) Δy=(−W1+W2+W4−W5)/4 ……(2) となる。整合された状態では、W1=W2=W4
W5であるから、Δx,Δyは共に零となる。
第4図に示すような標準マスク16、標準ウエ
ハー18におけるx方向に距離Cだけ離れた2個
所のアライメントマーク1,2をそれぞれ測定
し、整合ずれ量を(1),(2)式で求め、その量のR1
を(ΔXR1,ΔYR1),L1を(ΔXL1,ΔYL1)と
すると、x方向に関する倍率Mxは次式で与えら
れる。
Mx=(1/C)・{(C+ΔXL1−ΔXR12 +(ΔYL1−ΔYR121/2 ……(3) また、y方向に距離Dだけ離れた2個所のアラ
イメントマーク1,2を測定し、整合ずれ量R2
を(ΔXR2,ΔYR2),L2を(ΔXL2,ΔYL2)と
すると、y方向に関する倍率Myは次式となる。
My=(1/D)・{(ΔXL1−ΔXL22 +(D+ΔYL1−ΔYL221/2 ……(4) これらの演算は演算処理回路21で行われ、(3)
式、(4)式で求めた倍率Mx,Myに基づいて調整
駆動機構22により、転写光学系17の倍率を自
動調整する。かくすることにより、倍率に伴う転
写誤差をなくすことが可能となるが、現実にはこ
れらの操作を数回試みて、確認をとりながら調整
を実施することが好適である。
次に第2の実施例を説明すると、第5図は転写
光学系として反射投影型を用いた転写装置の光学
的な構造図であり、第2図と同一の符号は同一の
部材を示している。標準マスク16とウエハー1
8とはキヤリツジ30により連結されており、こ
れらの間には転写光学系17が介在されている。
この転写光学系17は台形ミラー31,凹面ミラ
ー32、凸面ミラー33から成り、調整駆動機構
34により標準マスク16、標準ウエハー18の
面と平行に回転し得るようになつている。台形ミ
ラー31の反射面31a,31bに対向して凹面
ミラー32が配置され、更に台形ミラー31と凹
面ミラー32との間には凸面ミラー33が凹面ミ
ラー32側を見るように配置されている。f・θ
レンズ13とハーフミラー14との間には分割プ
リズム35が挿入され、レーザ光lを2分割して
x方向に距離Cだけ離れた2個所において、同時
にアライメントマーク1,2の測定を行う。対物
レンズ15、コンデンサレンズ19、光電変換素
子20は2系列設けられ、光電変換素子20,2
0の出力は演算処理回路21に送られ、更に演算
処理回路21の出力は調整駆動機構34及びキヤ
リツジ30を矢印B方向に移動するキヤリツジ駆
動機構36に送信されている。
従つて、レーザ光源10から発しポリゴン鏡1
2によつて走査され、分割プリズム35で分割さ
れたレーザ光lのそれぞれは、ハーフミラー1
4、対物レンズ15、標準マスク16を経由して
台形ミラー31の一方の反射面31aに入射して
凹面ミラー32、凸面ミラー33、凹面ミラー3
2、台形ミラー31の他の反射面31bと反射を
繰り返しながら進行し、標準ウエハー18に到達
する。そして、標準マスク16と標準ウエハー1
8のアライメントマーク1,2の情報を含んだレ
ーザ光lは元の光路を戻り、ハーフミラー14に
より光電変換素子20に送出される。この光路は
前述したように2系列存在し、2個の光電変換素
子20,20の出力が同時に演算処理回路21に
入力することになる。
第6図の例では転写光学系17の水平面内の軸
x′,軸y′とキヤリツジ30の走査方向Bである軸
yと軸xの関係を示している。この場合に転写光
学系17の軸x′,軸y′と走査軸x,yとのなす角
度θによる像面歪が発生している。第6図におい
て、10mmおきに描かれている矢印37は転写歪み
の方向と大きさを示している。このとき、第7図
aに示すようなL字のパターン38は、転写光学
系17の像として、第7図bに示すようにウエハ
ー上で左右に像反転をし、なおかつy軸方向に2θ
だけ傾くことになる。
x方向の2組のアライメントマーク1,2が2
個の対物レンズ15の光軸に位置するようにする
と、光電変換素子20,20と演算処理回路21
とによつて整合状態が検出され、左側の整合ずれ
量ΔXL1,ΔYL1,右側のずれ量ΔXR1,ΔYR1
求められる。続いて、演算処理回路21の指令に
よりキヤリツジ駆動機構36を介してキヤリツジ
30を矢印B方向に距離Dだけ移動し、別のアラ
イメントマーク1,2の整合状態を測定し、同様
にそのずれ量ΔXL2,ΔYL2,ΔXR2,ΔYR2を得
る。ここで、標準マスク16、標準ウエハー18
のx方向に距離Cだけ離れたアライメントマーク
1,2の左右間のずれ角θxは近似的に次式で表
される。
θx=(1/2C)・(ΔYL1−ΔYR1 +ΔYL2−ΔYR2) ……(5) また、y方向に距離Dだけ離れたアライメント
マーク1,2の上下間のずれ角θyは近似的に次
式で表される。
θy=(1/2D)・(ΔXR1+ΔXL1 −ΔXR2−ΔXL2) ……(6) これらの計算は演算処理回路21でなされ、こ
のずれ角を減少するように調整駆動機構34を介
して転写光学系17を回動し、転写歪み誤差を解
消することができる。この駆動すべき角度は、 θ=(θy−θx)/2 ……(7) であり、θxはミスアライメントで光軸と走査軸
が水平面内で平行になつていない成分である。
[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る転写誤差調整
方法は、マスク側の複数のマークとウエハー側の
複数のマークの整合ずれを所定の演算式で処理
し、この処理結果に基づいて転写光学系の転写倍
率を調整、又は転写光学系を移動して転写歪みを
調整するようにしているので、転写倍率誤差や転
写歪み誤差がある場合にもマスクとウエハーを正
確に整合でき、その整合動作を迅速に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
図面第1図a,b,cはマスクとウエハーの整
合状態を説明するための説明図、第2図以下は本
発明に係る転写誤差調整方法の実施例を示し、第
2図及び第5図は光学的構成図、第3図はアライ
メントマークに対する光電変換素子の出力特性
図、第4図はマスクとウエハーのアライメントマ
ークの整合状態を示す平面図、第6図及び第7図
は転写歪の説明図である。 符号1,2はアライメントマーク、Aはレーザ
走査方向、10はレーザ光源、11はコンデンサ
レンズ、12はポリゴン鏡、13はf・θレン
ズ、14はハーフミラー、16は標準マスク、1
7は転写光学系、18は標準ウエハー、20は光
電変換素子、21は演算処理回路、22,34,
36は駆動機構、30はキヤリツジ、31は台形
ミラー、32は凹面ミラー、33は凸面ミラー、
34は調整機動機構、35は分割プリズムであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マスクとウエハーの間に介在する転写光学系
    を通して複数のマークを光電検出し、この光電検
    出により得られたマーク信号を用いて前記マーク
    ごとにマーク位置誤差に関連する値を求め、前記
    マーク位置誤差に関連する値を前記マークごとに
    求めた後に、演算処理手段により前記マーク間の
    距離に関連する値と前記マーク位置誤差に関連す
    る値を所定の演算式を用いて演算処理し、前記転
    写光学系の転写倍率又は転写歪みを調整するため
    の調整量に関連する値を算出することを特徴とす
    る転写誤差調整方法。
JP2209592A 1990-08-07 1990-08-07 転写誤差調整方法 Granted JPH03101215A (ja)

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JP2209592A JPH03101215A (ja) 1990-08-07 1990-08-07 転写誤差調整方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106569395A (zh) * 2015-10-08 2017-04-19 无锡华润上华科技有限公司 测量曝光机台漏光的光掩膜及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4922587A (ja) * 1972-06-26 1974-02-28

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CN106569395A (zh) * 2015-10-08 2017-04-19 无锡华润上华科技有限公司 测量曝光机台漏光的光掩膜及方法

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