JPH0582729B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0582729B2
JPH0582729B2 JP59237532A JP23753284A JPH0582729B2 JP H0582729 B2 JPH0582729 B2 JP H0582729B2 JP 59237532 A JP59237532 A JP 59237532A JP 23753284 A JP23753284 A JP 23753284A JP H0582729 B2 JPH0582729 B2 JP H0582729B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gap
diffraction grating
light
mark
positional deviation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59237532A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61116837A (ja
Inventor
Atsunobu Une
Makoto Inoshiro
Nobuyuki Takeuchi
Yasuhiro Torii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP59237532A priority Critical patent/JPS61116837A/ja
Publication of JPS61116837A publication Critical patent/JPS61116837A/ja
Publication of JPH0582729B2 publication Critical patent/JPH0582729B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ICやLSIを製造するための露光
装置やパタン評価装置に利用されるギヤツプ・位
置合せ制御法に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体ICやLSIの微細化に伴い、サブミクロン
パタンを生産的に転写できる装置としてX線露光
装置の開発が進められているが、発散X線源を用
いるX線露光装置では、高精度位置合せととも
に、マスクとウエハ間のギヤツプを高精度に設定
する技術の確立が不可欠となつている。
位置合せを行なう方法として、例えばJ.Vac.
Sci.Technol.,Vol.19,No.4,1981,P214で紹介
されている2重回折格子法がある。
第4図Aに、この2重回折格子を用いて位置合
せする装置の一例を示す。図において、レーザ光
源1から発したレーザ光は、ミラー2で方向を変
えられ、真空吸着ホルダ3によつて保持されるマ
スク4の上に作製されたマスクマーク5に入射、
それを通過した後、粗調ステージ6の上の微調ス
テージ7の上に保持されるウエハ8に作製された
ウエハマーク9で反射され、再度マスクマーク5
を通過する。
マスクマーク5、ウエハマーク9は回折格子パ
タンであり、同図Bに示すように前者は透過形
で、窒化膜等の透明薄膜10上にAuやTa等の不
透明薄膜11により回折格子パタンを形成したも
の、後者は反射形で、ウエハ8の表面を段差状に
エツチングすることにより回折格子パタンを形成
したものである。
これらマスクマーク5およびウエハマーク9に
より回折された光のうち、入射光に対して対称的
な方向に回折された+1次回折光と−1次回折光
のみを光電変換器12,13で受け、各回折光強
度I+1,I-1を光電変換し、その減算強度ΔI=I+1
I-1の変化を検出することによつて位置合せを行
なう。すなわち、この減算強度ΔIは、回折格子
のピツチPを周期として同じ波形を繰り返し、2
つの回折格子がぴつたり一致した時(相対位置ず
れ量d=0)と、2つの回折格子の相対位置ずれ
量dがP/2の時、マスクとウエハ間のギヤツプZ にかかわらず零になる。したがつて、通常ΔIが
零になるように微調ステージ7を移動させて位置
合せを行なつている。一方、ギヤツプの設定は、
マスク周辺に作製した容量形ギヤツプセンサ14
を用いてギヤツプを測定することにより行なつて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、この相対位置ずれ量dに対するΔI
の変化曲線は、ギヤツプZが微小変動することに
より大きく変化する。例えば、第5図は波長λ=
0.6328μm、ピツチP=1.1μmの場合について位置
ずれ量dに対する減算強度ΔIの変化を示したも
のであるが、同図Aに示したギヤツプZ=
20.0μmの場合に対し、同図BのZ=20.05μmの場
合の曲線は山や谷を多く含み、しかも多点で零点
を横切る。このため位置合せ制御はむずかしく、
高精度を保証できない。高精度位置合せのために
は、Z=20.02μmの条件のΔI曲線を用いればよい
が、このためにはギヤツプをきわめて正確に設定
し、しかも変動をきわめて小さく抑えなければな
らない。また、マスク周辺でギヤツプ測定を行な
つているところから、ウエハもしくはマスクの平
面度が悪い場合には、ギヤツプセンサ14により
その位置のギヤツプを正確に設定してもマスク・
ウエハ両マーク間のギヤツプは必ずしも適正値に
設定できない欠点があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
このような問題点を解決するため、本発明は、
位置ずれ検出用マークの同一スポツト内にギヤツ
プ検出専用マークを設け、かつマスク等光入射側
の第1の物体に設ける位置ずれ検出用回折格子の
ピツチPに対し、ウエハ等第2の物体に設ける回
折格子のピツチを整数倍にしてギヤツプおよび位
置合せ制御を行なうものである。
〔作用〕
ギヤツプ検出専用マークを設けることにより位
置およびギヤツプの検出信号が完全に分離され、
しかも両マークは近接して配置されるため位置ず
れ検出用マーク間のギヤツプが適正値に設定さ
れ、構成のギヤツプ・位置合せ制御が行なえる。
特に、位置ずれ検出用に整数倍ピツチの回折格子
マークを用いることにより、ギヤツプ変動による
位置ずれ検出信号への影響をきわめて小さくする
ことができ、制御がきわめて容易となる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図であ
る。図中、マスク4、ウエハ8は第4図に示した
ものと同様であるが、本実施例では、位置ずれ検
出用の回折格子からなるマスクマーク5Aおよび
ウエハマーク9Aの他に、もう1組、ギヤツプ検
出専用のマスクマーク5Bおよびウエハマーク9
Bが設けてある。2組のマークは、相互いに近接
しているため、第1図に示したレーザ光源1から
発しミラー2で方向を変えられてマスク4に照射
するレーザビーム21の同一スポツト内に配置す
ることができる。したがつてギヤツプ検出用に新
たな検出機構系は必要とせず、かつレーザビーム
は1本でよいため光学系も簡単に構成できる。同
様に2組のマークが近接して設けられることか
ら、位置ずれ検出点におけるギヤツプ値はギヤツ
プ検出点におけるギヤツプ値にほぼ等しくなる。
したがつて、マスク4やウエハ8の平面度が悪い
場合でも、ギヤツプ値を、波形が単純で振幅の大
きい最適な位置ずれ検出信号が得られる適正な値
に容易に設定することができる。なお、位置ずれ
検出用マークとギヤツプ検出用マークとの近接に
よつて互いの回折光22,23と24,25とが
干渉するおそれがある場合には、図示のように、
両マスクマーク5A,5Bの回折格子を互いに直
角に配置する。これにより、位置ずれ検出信号と
ギヤツプ検出信号とは完全に分離される。
ここで、位置ずれ検出用回折格子マークは、第
2図に示すように、マスクマーク5AのピツチP
に対し、ウエハマーク9Aのピツチを2倍にして
ある。このような倍ピツチ化によつて、特開昭56
−61608に示されるように、ウエハマーク9Aか
らの反射回折光は、破線で示す角度θの回折光3
1,32でなく、実線で示す角度θ/2の回折光2 2,23となり、マスク裏面で反射回折される角
度θの回折光33,34と干渉しないため、ギヤ
ツプ変動による位置ずれ検出信号への影響はきわ
めて小さくなる。第3図は、波長λ=0.6328μm
のレーザ光を用い、マスクマーク5AのピツチP
を3μm、ウエハマーク9Aのピツチを6μmとし
て、ギヤツプZを13.3μmから21.3μmまで変化さ
せた際の、+1次回折光強度I+1から−1次回折光
強度I-1を減算した位置ずれ検出信号ΔIの変化を
示すもので、それぞれのギヤツプ値Zをそのとき
のM=λZ/P2の値を各図の右端に記入してある。ま た、位置ずれ量dは1区間1μmのスケールで示
し、ΔIは検出器の出力としてボルト(V)で示
してある。
同図から明らかなように、ギヤツプZに応じて
波形が決まり、したがつてギヤツプ検出用マーク
を用いてギヤツプZを適当な値に設定した後、位
置ずれ検出信号ΔIが例えば零または極大もしく
は極小等となるように第1図に示した微調ステー
ジ7を移動させることにより、位置合せが行なえ
る。特に、M=k+1/2(kは自然数)を満たす ギヤツプ値付近、すなわち図示の例ではM=1.36
〜1.50付近では、位置ずれ検出信号ΔIは三角波に
近い単純な波形となり、振幅も大きくなる。ま
た、ギヤツプの変動2μmに対する信号波形の変化
もきわめて小さく、容易に高精度な位置合せが行
なえる。
一方、ギヤツプ検出用のマークは、マスクマー
ク5Bがマスクマーク5Aと同様透過形で透明薄
膜上に不透明薄膜により回折格子パタンを形成し
たものであるのに対し、ウエハマーク9Bはウエ
ハ8上に形成した無反射薄膜の一部を除去して形
成した反射面である。
したがつて、このギヤツプ検出用マークを用
い、昭和59年度精機学会春季大会学術講演会講演
論文集(1984)p933に紹介されている方法によ
り、ギヤツプを上述したMの範囲となるギヤツプ
値Z0に設定した後、位置ずれ検出信号ΔIが零に
なるように制御すれば、第3図から明らかなよう
に、マスクとウエハを相対位置ずれ量がd=0も
しくはP/2となる位置に容易に位置合せできる。
この時、ギヤツプ検出用マスクマーク5Bの回折
格子のピツチPGを、λZ0/PG 2が整数となるような値 に形成しておけば、ギヤツプ検出信号が最大にな
るギヤツプ値に制御することによつて、容易にギ
ヤツプ値Z0に設定することができる。
以上、位置ずれ検出用に、ウエハ側の回折格子
ピツチをマスク側の回折格子ピツチPの2倍とし
た回折格子マークを用いた例について説明した
が、2倍に限らず、前者のピツチを後者のピツチ
Pの整数倍、例えば3倍、4倍等とした場合にも
ほぼ同様の効果が得られる。
また、入射光としてレーザ光(コヒーレント
光)を用いた場合についてのみ説明したが、準単
色光を用いてもほぼ同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、位置ず
れ検出用回折格子マークに近接して、ギヤツプ検
出専用のマークを設けたことにより、位置ずれ検
出信号とギヤツプ検出信号とが完全に分離でき、
位置ずれとギヤツプとを独立して制御できること
から制御方法が簡単となる。また、2組のマーク
は同一の入射光スポツト内に配置しているので、
レーザビームは1本でよく、光学系を簡単に構成
できるとともに、第1の物体としてのマスクや第
2の物体としての平面度が悪い場合にも、両回折
格子が近接しているので最良の位置ずれ検出信号
の得られるギヤツプ値に容易に設定できる利点が
ある。特に、位置ずれ検出用の回折格子マーク
を、マスクマークに対しウエハマーク側の回折格
子ピツチが整数倍となるように構成したことによ
り、ウエハマークからの反射回折光とマスク裏面
での反射回折光との干渉が避けられるため、ギヤ
ツプ変動による位置ずれ検出信号への影響をきわ
めて小さくすることができ、高精度のギヤツプ・
位置合せ制御を高速で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2
図は位置ずれ検出用回折格子マークを示す詳細
図、第3図はギヤツプ変化に対する位置ずれ検出
信号の変化を示す図、第4図Aは従来の2重回折
格子を利用した位置合せ装置を示す構成図、同図
Bは位置合せ用回折格子マークを示す詳細図、第
5図は位置ずれ検出信号の一例を示す図である。 1……レーザ光源、4……マスク(第1の物
体)、5A……第1の回折格子からなる位置ずれ
検出用のマスクマーク、5B……第3の回折格子
からなるギヤツプ検出用のマスクマーク、8……
ウエハ(第2の物体)、9A……第2の回折格子
からなる位置ずれ検出用のウエハマーク、9B…
…反射面からなるギヤツプ検出用のウエハマー
ク、12,13……光電変換器、10……透明薄
膜、11……不透明薄膜、21……レーザスポツ
ト、22,23……位置ずれ検出用マークによる
回折光、24,25……ギヤツプ検出用マークに
よる回折光、31〜34……回折光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1の物体に設けた第1の回折格子と、第2
    の物体に設けた第2の回折格子とを一定のギヤツ
    プをおいて重ね、これら第1および第2の回折格
    子にコヒーレント光もしくは準単色光を入射し、
    両回折格子によつて生じた回折光の強度の変化に
    よつて第1の物体と第2の物体の相対変位を検出
    して位置合せする方法において、 第1の回折格子のピツチPに対して第2の回折
    格子のピツチを整数倍に設定するとともに、 第1の物体における前記第1の回折格子に入射
    したコヒーレント光もしくは準単色光の同一スポ
    ツト内の位置に、ギヤツプ検出用の第3の回折格
    子を設け、 第2の物体には前記第3の回折格子に対応する
    位置にギヤツプ検出用の反射面を設け、第3の回
    折格子および反射面でそれぞれ回折・反射された
    回折光の強度信号の変化から、第1の物体と第2
    の物体間のギヤツプ制御を行なうとともに、第1
    および第2の回折格子によつて入射光に対して対
    称的な方向に回折された同次数の回折光強度を減
    算し、 この減算強度の変化によつて第1の物体と第2
    の物体間の相対位置ずれ変位を検出し、位置合せ
    制御することを特徴とする回折格子によるギヤツ
    プ・位置合せ制御法。 2 第1の物体と第2の物体間のギヤツプを、入
    射光の波長をλとして(k+1/2)P2/λ(kは自 然数)付近に設定して、第1の物体と第2の物体
    間の位置合せ制御を行なうことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の回折格子によるギヤツ
    プ・位置合せ制御法。
JP59237532A 1984-11-13 1984-11-13 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法 Granted JPS61116837A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59237532A JPS61116837A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59237532A JPS61116837A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61116837A JPS61116837A (ja) 1986-06-04
JPH0582729B2 true JPH0582729B2 (ja) 1993-11-22

Family

ID=17016727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59237532A Granted JPS61116837A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61116837A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4838693A (en) * 1986-06-11 1989-06-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for setting a gap between first and second objects to a predetermined distance
KR900004269B1 (ko) * 1986-06-11 1990-06-18 가부시기가이샤 도시바 제 1물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법 및 장치
JP3197010B2 (ja) * 1990-03-05 2001-08-13 株式会社東芝 間隔設定方法及び間隔設定装置
EP0745211B1 (en) * 1994-01-24 2003-05-14 Svg Lithography Systems, Inc. Grating-grating interferometric alignment system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61116837A (ja) 1986-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4200395A (en) Alignment of diffraction gratings
US4311389A (en) Method for the optical alignment of designs in two near planes and alignment apparatus for performing this method
US4340305A (en) Plate aligning
US4656347A (en) Diffraction grating position adjuster using a grating and a reflector
US5369486A (en) Position detector for detecting the position of an object using a diffraction grating positioned at an angle
JPH039403B2 (ja)
US4988197A (en) Method and apparatus for aligning two objects, and method and apparatus for providing a desired gap between two objects
EP0309281A2 (en) Apparatus for controlling relation in position between a photomask and a wafer
JP3244769B2 (ja) 測定方法及び測定装置
JPH0582729B2 (ja)
JPS5938521B2 (ja) 微小変位測定および位置合わせ装置
JPH083404B2 (ja) 位置合せ方法
JPS60173837A (ja) 組合せ回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法
US4808807A (en) Optical focus sensor system
JPS6227730B2 (ja)
JPH0441485B2 (ja)
JP2554626B2 (ja) 回折格子による位置合わせ方法および位置合わせ装置
JP2578742B2 (ja) 位置合わせ方法
JP2677662B2 (ja) 相対位置合せ方法および装置
JP2885454B2 (ja) 相対位置合せ方法及び装置
JP2694045B2 (ja) 回折格子を用いた位置合せ装置
JPH0460331B2 (ja)
JPH0263288B2 (ja)
JPH0317212B2 (ja)
JPS6355858B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term