JPH05198471A - 基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反射マーク付基板 - Google Patents
基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反射マーク付基板Info
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- JPH05198471A JPH05198471A JP4031392A JP3139292A JPH05198471A JP H05198471 A JPH05198471 A JP H05198471A JP 4031392 A JP4031392 A JP 4031392A JP 3139292 A JP3139292 A JP 3139292A JP H05198471 A JPH05198471 A JP H05198471A
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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】
【目的】 真空紫外線や軟Ｘ線の反射光による基板の位
置合わせが可能となる。 【構成】 ウエハ１の露光領域２の外周を包囲するスク
ライブライン領域３の各帯状部分３ａにそれぞれ１個ず
つの多層膜反射層からなる反射マーク４を設ける。多層
膜反射層は短波長の照明光を効率よく反射するものであ
り、ウエハ１の露光光である真空紫外線、又は軟Ｘ線
を、ウエハ１の位置合わせに利用することで、高精度の
位置決めが可能である。多層膜反射層には回折格子また
はゾーンプレートを形成することができる。
置合わせが可能となる。 【構成】 ウエハ１の露光領域２の外周を包囲するスク
ライブライン領域３の各帯状部分３ａにそれぞれ１個ず
つの多層膜反射層からなる反射マーク４を設ける。多層
膜反射層は短波長の照明光を効率よく反射するものであ
り、ウエハ１の露光光である真空紫外線、又は軟Ｘ線
を、ウエハ１の位置合わせに利用することで、高精度の
位置決めが可能である。多層膜反射層には回折格子また
はゾーンプレートを形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空紫外線あるいは軟
Ｘ線等の短波長の照明光を用いてウエハ等基板（以下基
板という）を転写、焼付けする露光装置において、照明
光やマスクに対する基板の位置合わせを高精度で行うこ
とのできる基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反
射マーク付基板に関するものである。
Ｘ線等の短波長の照明光を用いてウエハ等基板（以下基
板という）を転写、焼付けする露光装置において、照明
光やマスクに対する基板の位置合わせを高精度で行うこ
とのできる基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反
射マーク付基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、サブミクロンオーダの高分解能を
有し、高精度の転写、焼付けが可能な真空紫外線や軟Ｘ
線を照明光とする露光装置が開発され、最小線幅０．２
５μｍのパターンの焼付けも実現可能となった。このよ
うな高精度の焼付けを行う露光装置においては、ウエハ
等基板（以下、「基板」という）を、照明光およびマス
クに対して極めて高精度で位置合わせする必要がある
が、従来の可視光による位置合わせでは充分な精度を得
ることができない。そこで、基板を露光する照射光と同
一光源から得る真空紫外光あるいは軟Ｘ線を利用して位
置合わせを行うことが望まれる。
有し、高精度の転写、焼付けが可能な真空紫外線や軟Ｘ
線を照明光とする露光装置が開発され、最小線幅０．２
５μｍのパターンの焼付けも実現可能となった。このよ
うな高精度の焼付けを行う露光装置においては、ウエハ
等基板（以下、「基板」という）を、照明光およびマス
クに対して極めて高精度で位置合わせする必要がある
が、従来の可視光による位置合わせでは充分な精度を得
ることができない。そこで、基板を露光する照射光と同
一光源から得る真空紫外光あるいは軟Ｘ線を利用して位
置合わせを行うことが望まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように真空紫外線あるいは軟Ｘ線を利用する位置合わせ
を実現するに当たって、基板がシリコン、ガリウム等の
半導体である場合は、真空紫外線や軟Ｘ線に対する反射
率が低く、数パーセントあるいは１パーセント以下であ
ることが、障害となる。すなわち、基板の反射率が低い
ために、反射光を利用する位置合わせは不可能であり、
反射縮小型投影露光装置等には適用できない。
ように真空紫外線あるいは軟Ｘ線を利用する位置合わせ
を実現するに当たって、基板がシリコン、ガリウム等の
半導体である場合は、真空紫外線や軟Ｘ線に対する反射
率が低く、数パーセントあるいは１パーセント以下であ
ることが、障害となる。すなわち、基板の反射率が低い
ために、反射光を利用する位置合わせは不可能であり、
反射縮小型投影露光装置等には適用できない。
【０００４】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、真空紫外線や軟Ｘ線等の
短波長の照明光を反射させて位置合わせを行うことので
きる基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反射マー
ク付基板を提供することを目的とするものである。
に鑑みてなされたものであり、真空紫外線や軟Ｘ線等の
短波長の照明光を反射させて位置合わせを行うことので
きる基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反射マー
ク付基板を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の基板の位置合わせ方法およびこれに用いる
波長の短い照明光を用いる露光方法であって、多層膜反
射層からなる位置合わせマークをもつ基板に前記照明光
を照射し、前記基板の反射光を検出することを特徴とす
る。また、本発明の反射マーク付基板は、基板の表面
に、位置合わせ用の照明光を反射する多層膜反射層から
なる少くとも１個の反射マークを設けたことを特徴とす
る。前記多層膜反射層には回折格子またはゾーンプレー
トが形成されていてもよい。
めに本発明の基板の位置合わせ方法およびこれに用いる
波長の短い照明光を用いる露光方法であって、多層膜反
射層からなる位置合わせマークをもつ基板に前記照明光
を照射し、前記基板の反射光を検出することを特徴とす
る。また、本発明の反射マーク付基板は、基板の表面
に、位置合わせ用の照明光を反射する多層膜反射層から
なる少くとも１個の反射マークを設けたことを特徴とす
る。前記多層膜反射層には回折格子またはゾーンプレー
トが形成されていてもよい。
【０００６】
【作用】真空紫外光あるいは軟Ｘ線等の短波長の照明光
を、多層膜反射層からなる反射マークによって効率よく
反射させることによって基板の位置合わせを行う。前記
多層膜反射層に回折格子あるいはゾーンプレートを設け
れば、反射角度の調節および反射光の収束ができる。
を、多層膜反射層からなる反射マークによって効率よく
反射させることによって基板の位置合わせを行う。前記
多層膜反射層に回折格子あるいはゾーンプレートを設け
れば、反射角度の調節および反射光の収束ができる。
【０００７】
【実施例】本発明の１実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【０００８】図１は本実施例を示すもので、（ａ）は斜
視図、（ｂ）は（ａ）の円Ａで示す領域を拡大して示す
模式図である。基板であるウエハ１は、複数の露光領域
２をもち、各露光領域２は、格子状のスクライブライン
領域３によって囲まれている。該スクライブライン領域
３は、それぞれ長方形の外形をもつ各露光領域２の各辺
にそれぞれ隣接する帯状部分３ａをもち、各帯状部分３
ａはそれぞれ１個の反射マーク４を備えており、各反射
マーク４は直径約０．１ｍｍの多層膜反射層からなる。
該多層膜反射層は、厚さ３．１ｎｍのモリブデン薄膜と
厚さ３．６ｎｍのシリコン薄膜とを交互にそれぞれ２０
層ずつ積層し、最上層を厚さ３．１ｎｍのモリブデン膜
によって被覆したものであって、蒸着等の方法によって
形成され、入射角０度、波長１３ｎｍの軟Ｘ線を効率よ
く反射するものである。
視図、（ｂ）は（ａ）の円Ａで示す領域を拡大して示す
模式図である。基板であるウエハ１は、複数の露光領域
２をもち、各露光領域２は、格子状のスクライブライン
領域３によって囲まれている。該スクライブライン領域
３は、それぞれ長方形の外形をもつ各露光領域２の各辺
にそれぞれ隣接する帯状部分３ａをもち、各帯状部分３
ａはそれぞれ１個の反射マーク４を備えており、各反射
マーク４は直径約０．１ｍｍの多層膜反射層からなる。
該多層膜反射層は、厚さ３．１ｎｍのモリブデン薄膜と
厚さ３．６ｎｍのシリコン薄膜とを交互にそれぞれ２０
層ずつ積層し、最上層を厚さ３．１ｎｍのモリブデン膜
によって被覆したものであって、蒸着等の方法によって
形成され、入射角０度、波長１３ｎｍの軟Ｘ線を効率よ
く反射するものである。
【０００９】上記多層膜反射層をそのまま平面反射鏡と
して位置合わせに用いることもできるが、前記多層膜反
射層に、公知の方法によって回折格子または軸はずしゾ
ーンプレートを形成することにより、偏光あるいは収束
の機能を持たせることができる。
して位置合わせに用いることもできるが、前記多層膜反
射層に、公知の方法によって回折格子または軸はずしゾ
ーンプレートを形成することにより、偏光あるいは収束
の機能を持たせることができる。
【００１０】次に図２を参照して、上述の多層膜反射層
からなる反射マーク４をもつウエハ１を、軟Ｘ線５に対
して垂直に位置決めする方法を説明する。軟Ｘ線５は、
順次第１のピンホール６、ハーフミラー７および第２の
ピンホール８を経てウエハ１上の反射マーク４を照射
し、該反射マーク４によって反射されて、再び、第２の
ピンホール８を通ってハーフミラー７へ逆向きに照射さ
れる。該ハーフミラー７の反射によって直角に曲げられ
た反射光５ａは第３のピンホール９を経てＸ線センサー
１０によって検出される。上記第１、第２および第３の
ピンホール６，８，９およびハーフミラー７は、検査機
（図示せず）に固定されており、反射マーク４の入射光
と反射光がウエハ１とハーフミラー７との間で同一の光
路をもつ場合にのみ、前記反射光がＸ線センサー１０に
よって検出される。すなわち、ウエハ１の反射マーク４
による反射光がＸ線センサー１０によって検出されたと
き、軟Ｘ線５とウエハ１が互に垂直に位置決めされたと
判断する。なお、上記ハーフミラー７は、リンをドープ
したシリコン基板に、ホウ素イオンをイオン注入装置に
よって打ち込んだ後、厚さ４．４ｎｍのホウ素薄膜と厚
さ５．０ｎｍのシリコン薄膜を交互にそれぞれ２０層ず
つ積層し、その後前記シリコン基板の厚さの一部をバッ
クエッチングによって除去して、厚さ１０００オングス
トロームに減少させたものである。
からなる反射マーク４をもつウエハ１を、軟Ｘ線５に対
して垂直に位置決めする方法を説明する。軟Ｘ線５は、
順次第１のピンホール６、ハーフミラー７および第２の
ピンホール８を経てウエハ１上の反射マーク４を照射
し、該反射マーク４によって反射されて、再び、第２の
ピンホール８を通ってハーフミラー７へ逆向きに照射さ
れる。該ハーフミラー７の反射によって直角に曲げられ
た反射光５ａは第３のピンホール９を経てＸ線センサー
１０によって検出される。上記第１、第２および第３の
ピンホール６，８，９およびハーフミラー７は、検査機
（図示せず）に固定されており、反射マーク４の入射光
と反射光がウエハ１とハーフミラー７との間で同一の光
路をもつ場合にのみ、前記反射光がＸ線センサー１０に
よって検出される。すなわち、ウエハ１の反射マーク４
による反射光がＸ線センサー１０によって検出されたと
き、軟Ｘ線５とウエハ１が互に垂直に位置決めされたと
判断する。なお、上記ハーフミラー７は、リンをドープ
したシリコン基板に、ホウ素イオンをイオン注入装置に
よって打ち込んだ後、厚さ４．４ｎｍのホウ素薄膜と厚
さ５．０ｎｍのシリコン薄膜を交互にそれぞれ２０層ず
つ積層し、その後前記シリコン基板の厚さの一部をバッ
クエッチングによって除去して、厚さ１０００オングス
トロームに減少させたものである。
【００１１】図３は、回折格子１４ａをもつ多層膜反射
層からなる反射マーク１４をもつウエハ１１を、軟Ｘ線
１５に対して垂直に位置決めする場合に用いる装置を示
すもので、順次第１のピンホール１６および第２のピン
ホール１８を通過した軟Ｘ線１５は、ウエハ１１の反射
マーク１４に入射し、該反射マーク１４の多層膜反射層
の回折格子１４ａによって定まる所定の方向に反射さ
れ、第３のピンホール１９を経てＸ線センサー２０によ
って検出される。本装置は、図２の装置に用いられるハ
ーフミラーを必要としないため使用部品が少く、機構が
簡単である。
層からなる反射マーク１４をもつウエハ１１を、軟Ｘ線
１５に対して垂直に位置決めする場合に用いる装置を示
すもので、順次第１のピンホール１６および第２のピン
ホール１８を通過した軟Ｘ線１５は、ウエハ１１の反射
マーク１４に入射し、該反射マーク１４の多層膜反射層
の回折格子１４ａによって定まる所定の方向に反射さ
れ、第３のピンホール１９を経てＸ線センサー２０によ
って検出される。本装置は、図２の装置に用いられるハ
ーフミラーを必要としないため使用部品が少く、機構が
簡単である。
【００１２】図４は、軟Ｘ線を用いた半導体デバイス製
造用の反射縮小型露光装置において、軸はずしゾーンプ
レート２４ａを形成した多層膜反射層からなる反射マー
ク２４をもつウエハ２１を、反射型マスク２６に対して
位置合わせを行い、反射型マスク２６の回路パターン像
をウエハ２１上に投影する場合を示す。反射型マスク２
６のパターンを照射する軟Ｘ線２５は、図５に示す基本
波１３ｎｍのアンジュレータ２２を光源とするもので、
金コーティングされた２枚の全反射ミラー２３ａ，２３
ｂによって高調波をカットされた後、反射型マスク２６
へ照射される。反射型マスク２６は、ウエハ２１の反射
マーク２４と同様の多層膜反射層によって形成されたマ
スクパターンを持ち、該マスクパターンに照射された軟
Ｘ線を効率よく反射させる。反射された軟Ｘ線は、第１
のミラー２７，第２のミラー２８，第３のミラー２９に
よって反射、縮小され、ウエハ２１の露光領域を照射し
てマスクパターンを焼付ける。本装置においてウエハ２
１と反射型マスク２６との位置合わせは次のように行わ
れる。反射型マスク２６は、マスクパターンからなる露
光領域の各辺に隣接してその外側に１個ずつ設けられた
反射マーク２６ａをもち、該反射マーク２６ａは、反射
型マスク２６の多層膜反射層に公知の方法で形成された
回折格子からなるものである。前記反射マーク２６ａに
よって反射された軟Ｘ線２５ａは、前記第１、第２およ
び第３のミラー２７，２８，２９によって反射、縮小さ
れて、ウエハ２１のゾーンプレート２４ａをもつ反射マ
ーク２４を照射し、該反射マーク２４によって収束、反
射される。反射マーク２４の反射光は、前記の光路を逆
進して、反射型マスク２６の反射マーク２６ａへ入射し
て、該反射マーク２６ａの回折格子によって所定の方向
へ反射され、Ｘ線センサー３０によって検出される。Ｘ
線センサー３０は２分割型Ｘ線センサーであって、軟Ｘ
線２５ａの入射光の、反射マーク２６ａによる回折光の
強度と、ウエハ２１の反射マーク２４による反射光が逆
進して、再び反射型マスク２６の反射マーク２６ａに到
達して反射される回折光の強度とを測定することで、ウ
エハ２１と反射型マスク２６の相対的位置ずれを検出す
る。なお、前述の、マスクパターンを反射、縮小するた
めの第１、第２および第３のミラー２７，２８，２９の
反射面も、前述のマスクパターンおよびウエハ２１の反
射マークと同様に多層膜反射層で形成されていることは
言うまでもない。
造用の反射縮小型露光装置において、軸はずしゾーンプ
レート２４ａを形成した多層膜反射層からなる反射マー
ク２４をもつウエハ２１を、反射型マスク２６に対して
位置合わせを行い、反射型マスク２６の回路パターン像
をウエハ２１上に投影する場合を示す。反射型マスク２
６のパターンを照射する軟Ｘ線２５は、図５に示す基本
波１３ｎｍのアンジュレータ２２を光源とするもので、
金コーティングされた２枚の全反射ミラー２３ａ，２３
ｂによって高調波をカットされた後、反射型マスク２６
へ照射される。反射型マスク２６は、ウエハ２１の反射
マーク２４と同様の多層膜反射層によって形成されたマ
スクパターンを持ち、該マスクパターンに照射された軟
Ｘ線を効率よく反射させる。反射された軟Ｘ線は、第１
のミラー２７，第２のミラー２８，第３のミラー２９に
よって反射、縮小され、ウエハ２１の露光領域を照射し
てマスクパターンを焼付ける。本装置においてウエハ２
１と反射型マスク２６との位置合わせは次のように行わ
れる。反射型マスク２６は、マスクパターンからなる露
光領域の各辺に隣接してその外側に１個ずつ設けられた
反射マーク２６ａをもち、該反射マーク２６ａは、反射
型マスク２６の多層膜反射層に公知の方法で形成された
回折格子からなるものである。前記反射マーク２６ａに
よって反射された軟Ｘ線２５ａは、前記第１、第２およ
び第３のミラー２７，２８，２９によって反射、縮小さ
れて、ウエハ２１のゾーンプレート２４ａをもつ反射マ
ーク２４を照射し、該反射マーク２４によって収束、反
射される。反射マーク２４の反射光は、前記の光路を逆
進して、反射型マスク２６の反射マーク２６ａへ入射し
て、該反射マーク２６ａの回折格子によって所定の方向
へ反射され、Ｘ線センサー３０によって検出される。Ｘ
線センサー３０は２分割型Ｘ線センサーであって、軟Ｘ
線２５ａの入射光の、反射マーク２６ａによる回折光の
強度と、ウエハ２１の反射マーク２４による反射光が逆
進して、再び反射型マスク２６の反射マーク２６ａに到
達して反射される回折光の強度とを測定することで、ウ
エハ２１と反射型マスク２６の相対的位置ずれを検出す
る。なお、前述の、マスクパターンを反射、縮小するた
めの第１、第２および第３のミラー２７，２８，２９の
反射面も、前述のマスクパターンおよびウエハ２１の反
射マークと同様に多層膜反射層で形成されていることは
言うまでもない。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。
ので、以下に記載するような効果を奏する。
【００１４】基板が多層膜反射層からなる反射マークを
備えているため、真空紫外光あるいは軟Ｘ線等の波長の
短い照明光を用いる露光装置において、前記照明光と同
一光源から発せられた真空紫外線あるいは軟Ｘ線を利用
して極めて高精度の位置合わせを行うことが可能であ
り、従って、例えば最小線幅０．２５μｍの超微細パタ
ーンの転写、焼付けの実現に大きく貢献する。
備えているため、真空紫外光あるいは軟Ｘ線等の波長の
短い照明光を用いる露光装置において、前記照明光と同
一光源から発せられた真空紫外線あるいは軟Ｘ線を利用
して極めて高精度の位置合わせを行うことが可能であ
り、従って、例えば最小線幅０．２５μｍの超微細パタ
ーンの転写、焼付けの実現に大きく貢献する。
【図１】本発明の１実施例を示すもので、（ａ）は模式
斜視図、（ｂ）は（ａ）の点線で示す円Ａで囲んだ部分
を拡大して示す拡大図である。
斜視図、（ｂ）は（ａ）の点線で示す円Ａで囲んだ部分
を拡大して示す拡大図である。
【図２】図１のウエハを軟Ｘ線に対して垂直に位置決め
する方法を示す説明図である。
する方法を示す説明図である。
【図３】多層膜反射層に回折格子を形成したウエハの位
置決めを示す説明図である。
置決めを示す説明図である。
【図４】多層膜反射層にゾーンプレートを形成したウエ
ハを、反射縮小型露光装置において、反射型マスクに対
して位置合わせする方法を示す説明図である。
ハを、反射縮小型露光装置において、反射型マスクに対
して位置合わせする方法を示す説明図である。
【図５】軟Ｘ線の光源を説明する模式図である。
１，１１，２１ ウエハ ２ 露光領域 ３ スクライブライン領域 ３ａ 帯状部分 ４，１４，２４ 反射マーク １４ａ 回折格子 ２４ａ ゾーンプレート １０，２０，３０ Ｘ線センサー
Claims (5)
- 【請求項１】 波長の短い照明光を用いる露光方法であ
って、 多層膜反射層からなる位置合わせマークをもつ基板に前
記照明光を照射し、前記基板の反射光を検出することを
特徴とする基板の位置合わせ方法。 - 【請求項２】 基板の表面に、位置合わせ用の照明光を
反射する多層膜反射層からなる少くとも１個の反射マー
クを設けたことを特徴とする反射マーク付基板。 - 【請求項３】 基板の表面が、照明光によって露光され
る少くとも１個の露光領域をもち、反射マークが、前記
露光領域を除く前記表面に設けられていることを特徴と
する請求項２記載の反射マーク付基板。 - 【請求項４】 多層膜反射層に回折格子が形成されてい
ることを特徴とする請求項２または３記載の反射マーク
付基板。 - 【請求項５】 多層膜反射層にゾーンプレートが形成さ
れていることを特徴とする請求項２または３記載の反射
マーク付基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031392A JPH05198471A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反射マーク付基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031392A JPH05198471A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反射マーク付基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198471A true JPH05198471A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=12329998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031392A Pending JPH05198471A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 基板の位置合わせ方法およびこれに用いる反射マーク付基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198471A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245354A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法、並びに、半導体ウエハ及び半導体ウエハの製造方法 |
| US7310146B2 (en) | 2003-08-07 | 2007-12-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Mark position measuring method and apparatus |
| US7355675B2 (en) | 2004-12-29 | 2008-04-08 | Asml Netherlands B.V. | Method for measuring information about a substrate, and a substrate for use in a lithographic apparatus |
-
1992
- 1992-01-22 JP JP4031392A patent/JPH05198471A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7310146B2 (en) | 2003-08-07 | 2007-12-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Mark position measuring method and apparatus |
| US7453570B2 (en) | 2003-08-07 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Mark position measuring method and apparatus |
| US7355675B2 (en) | 2004-12-29 | 2008-04-08 | Asml Netherlands B.V. | Method for measuring information about a substrate, and a substrate for use in a lithographic apparatus |
| JP2006245354A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法、並びに、半導体ウエハ及び半導体ウエハの製造方法 |
| US7180199B2 (en) | 2005-03-04 | 2007-02-20 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor wafer |
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