JPH067543B2 - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
- Publication number
- JPH067543B2 JPH067543B2 JP61201053A JP20105386A JPH067543B2 JP H067543 B2 JPH067543 B2 JP H067543B2 JP 61201053 A JP61201053 A JP 61201053A JP 20105386 A JP20105386 A JP 20105386A JP H067543 B2 JPH067543 B2 JP H067543B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zone plate
- light
- arrangement
- moire fringes
- mask
- 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
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Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (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、位置決め装置に関し、特にＩＣなどの製造に
おいて、ウェハとマスクの位置合わせを高精度に行うた
めの位置決め装置に関するものである。
おいて、ウェハとマスクの位置合わせを高精度に行うた
めの位置決め装置に関するものである。
（従来の技術） ＶＬＳＩＢの高密度化に伴い、回路パターンの微細化が
進んでいる。ＶＬＳＩを製作するリングラフィ技術にお
いて、ウェハとマスクの相対的位置を高精度に決める必
要がある。現在、このような位置決めはウェハとマスク
それぞれに描かれている多数の直線平行縞を一致させる
方法などが行われている。しかし、このような方法の配
置精度は、０．２μｍ程度で、エキシマレーザやＸ線を
用いて、さらに微細なパターンを転写する目的には適さ
ない。これらのリングラフィでは、０．０１〜０．０５
μｍの配置精度が必要であるが、現段階では、このよう
な位置決めの確立された方法はない。
進んでいる。ＶＬＳＩを製作するリングラフィ技術にお
いて、ウェハとマスクの相対的位置を高精度に決める必
要がある。現在、このような位置決めはウェハとマスク
それぞれに描かれている多数の直線平行縞を一致させる
方法などが行われている。しかし、このような方法の配
置精度は、０．２μｍ程度で、エキシマレーザやＸ線を
用いて、さらに微細なパターンを転写する目的には適さ
ない。これらのリングラフィでは、０．０１〜０．０５
μｍの配置精度が必要であるが、現段階では、このよう
な位置決めの確立された方法はない。
このような高精度の配置を実現するために、モアレ縞を
用いた位置決め技術が開発されている。モアレ縞を用い
た高精度位置決め法は、例えば雑誌「アプライド・オプ
ティックス（Applied Optics）」１９７２年２４５５
〜２４５９頁に記載の論文「モアレ技術を用いたフォト
リソグラフィックマスク位置合わせ（Photolithographi
c Mask Alignment Using Moire' Techniques）」に詳し
く述べられている。この方法は、異なるピッチを持つ等
間隔同心円縞を重ね合わせ、それらの差周波数として生
じるモアレ縞の形状を顕微鏡によって観測し、位置合わ
せするものである。この場合、０．２μｍの配置精度が
得られた。しかし、この方法は、縞の形状を認議する必
要があるため、自動測定には適していない。
用いた位置決め技術が開発されている。モアレ縞を用い
た高精度位置決め法は、例えば雑誌「アプライド・オプ
ティックス（Applied Optics）」１９７２年２４５５
〜２４５９頁に記載の論文「モアレ技術を用いたフォト
リソグラフィックマスク位置合わせ（Photolithographi
c Mask Alignment Using Moire' Techniques）」に詳し
く述べられている。この方法は、異なるピッチを持つ等
間隔同心円縞を重ね合わせ、それらの差周波数として生
じるモアレ縞の形状を顕微鏡によって観測し、位置合わ
せするものである。この場合、０．２μｍの配置精度が
得られた。しかし、この方法は、縞の形状を認議する必
要があるため、自動測定には適していない。
この方法を改良して、同じピッチを持つ等間隔直線縞を
重ね合わせて生じるモアレ縞の回折光を観測して位置合
わせする方法が考えられた。これについては、例えば、
「ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジ（Jo
urnal of Vacume Science Technologie）」１９８３年
Ｂ１−１２７６〜１２７９頁に記載の論文「Ｘ線リング
ラフィ用２重格子位置決め技術（A Dual Grating Align
ment Technique for X-ray Lithography）」に詳しく述
べられている。この方法では、ウェハとマスクにそれぞ
れ描画されている同一の等間隔直線縞を重ね合わせ、相
対的な位置関係のずれによって変化するモアレ縞にレー
ザ光を照射し、その±１次回折光の強度変化を観測し
て、位置合わせする方法である。この方法では、１０ｎ
ｍの配置精度が得られている。この方法は、光の強度を
測定するために、高精度の自動測定が可能である。しか
し、逆に、縞ピッチよりも大きな変化を測定できず、例
えば、１μｍピッチの縞を用いる場合、別の方法で１μ
ｍの位置合わせを行った後にこの方法を用いて高精度の
位置合わせを行うことになる。従って、２回の位置決め
が必要で、プロセスが複雑となる。
重ね合わせて生じるモアレ縞の回折光を観測して位置合
わせする方法が考えられた。これについては、例えば、
「ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジ（Jo
urnal of Vacume Science Technologie）」１９８３年
Ｂ１−１２７６〜１２７９頁に記載の論文「Ｘ線リング
ラフィ用２重格子位置決め技術（A Dual Grating Align
ment Technique for X-ray Lithography）」に詳しく述
べられている。この方法では、ウェハとマスクにそれぞ
れ描画されている同一の等間隔直線縞を重ね合わせ、相
対的な位置関係のずれによって変化するモアレ縞にレー
ザ光を照射し、その±１次回折光の強度変化を観測し
て、位置合わせする方法である。この方法では、１０ｎ
ｍの配置精度が得られている。この方法は、光の強度を
測定するために、高精度の自動測定が可能である。しか
し、逆に、縞ピッチよりも大きな変化を測定できず、例
えば、１μｍピッチの縞を用いる場合、別の方法で１μ
ｍの位置合わせを行った後にこの方法を用いて高精度の
位置合わせを行うことになる。従って、２回の位置決め
が必要で、プロセスが複雑となる。
これらの欠点を改良するために２枚のゾーンプレートを
重ね合わせて生じるモアレ縞に単色光を入射させて生じ
る回折光を分割光検出器によって検出し、この分割光検
出器からの信号を用いてウェハ等を位置決めする位置決
め方法が考えられた。この方法については、例えば特願
昭６１−００２３９６「位置決め方法」に詳しく述べら
れている。
重ね合わせて生じるモアレ縞に単色光を入射させて生じ
る回折光を分割光検出器によって検出し、この分割光検
出器からの信号を用いてウェハ等を位置決めする位置決
め方法が考えられた。この方法については、例えば特願
昭６１−００２３９６「位置決め方法」に詳しく述べら
れている。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の位置決め方法は、マスクとウェハの互い
の平面における位置決めを行うのみで、マスクとウェハ
の間隔が所定の値になるように位置決することはできな
かった。
の平面における位置決めを行うのみで、マスクとウェハ
の間隔が所定の値になるように位置決することはできな
かった。
従ってマスクパターンをウェハに転写する際に、光源の
光がマスクパターンのエッジで回折され、ぼけて転写さ
れないようにするためには、他の方法でマスクとウェハ
の間隔を測定してマスクとウェハの間隔方向の位置決め
をする必要があった。
光がマスクパターンのエッジで回折され、ぼけて転写さ
れないようにするためには、他の方法でマスクとウェハ
の間隔を測定してマスクとウェハの間隔方向の位置決め
をする必要があった。
（問題点を解決するための手段） 本発明の位置決め装置は、基準ゾーンプレートと、この
基準ゾーンプレートを重ねるように配置される配置ゾー
ンプレートを移動させる移動手段と、前記基準ゾーンプ
レートおよび前記配置ゾーンプレートにコヒーレント光
を照射して得られるこれら２枚のゾーンプレートを重ね
て形成されるモアレ縞の１次の回折光により生じる光点
が所定の位置に生じたことを検出する第１の光検出器
と、前記基準ゾーンプレートおよび前記配置ゾーンプレ
ートにコヒーレント光を照射して得られるこれら２枚の
ゾーンプレートを重ねて形成されるモアレ縞の１次の回
折光の集光位置が前記基準ゾーンプレートから所定の距
離に生じたことを検出する第２の光検出器とを含んで構
成される。
基準ゾーンプレートを重ねるように配置される配置ゾー
ンプレートを移動させる移動手段と、前記基準ゾーンプ
レートおよび前記配置ゾーンプレートにコヒーレント光
を照射して得られるこれら２枚のゾーンプレートを重ね
て形成されるモアレ縞の１次の回折光により生じる光点
が所定の位置に生じたことを検出する第１の光検出器
と、前記基準ゾーンプレートおよび前記配置ゾーンプレ
ートにコヒーレント光を照射して得られるこれら２枚の
ゾーンプレートを重ねて形成されるモアレ縞の１次の回
折光の集光位置が前記基準ゾーンプレートから所定の距
離に生じたことを検出する第２の光検出器とを含んで構
成される。
（発明の作用・原理） ゾーンプレートを２枚重ね合わせた時に生じるモアレ縞
の形状は解析的に求めることができる。例えば、同心円
の縞からなる焦点距離の異なった基準ゾーンプレートと
配置ゾーンプレートを重ね合わせた時に生じるモアレ縞
は以下のようになる。基準ゾーンプレートの中心を原点
とし、配置ゾーンプレートが基準ゾーンプレートに対し
て、ｘ方向に△ｘ，ｙ方向に△ｙずれているとすると、
２つのホログラムは、それぞれ ｘ2＋ｙ2＝ma2 ……(1) （ｘ−△ｘ）2＋（ｙ−△ｙ）2＝nb2 ……(2) のように書き表わされる。ａ，ｂはそれぞれ基準ゾーン
プレートの最小円の半径と配置ゾーンプレートの最小円
の半径、ｍ，ｎは正の整数を表す。
の形状は解析的に求めることができる。例えば、同心円
の縞からなる焦点距離の異なった基準ゾーンプレートと
配置ゾーンプレートを重ね合わせた時に生じるモアレ縞
は以下のようになる。基準ゾーンプレートの中心を原点
とし、配置ゾーンプレートが基準ゾーンプレートに対し
て、ｘ方向に△ｘ，ｙ方向に△ｙずれているとすると、
２つのホログラムは、それぞれ ｘ2＋ｙ2＝ma2 ……(1) （ｘ−△ｘ）2＋（ｙ−△ｙ）2＝nb2 ……(2) のように書き表わされる。ａ，ｂはそれぞれ基準ゾーン
プレートの最小円の半径と配置ゾーンプレートの最小円
の半径、ｍ，ｎは正の整数を表す。
モアレ縞は、(1)，(2)式の交点として表わされ、 ｌ＝ｍ±ｎとおいて、 となり、ゾーンプレート状のモアレ縞が生じる。ここ
で、ｃはａ，ｂ，△ｘ，△ｙの関数であるが、ゾーンプ
レート状モアレ縞の円の半径が相対的に変化するのみ
で、本質的な項ではない。第２図に、基準ゾーンプレー
ト１０１と配置ゾーンプレート１０２を重ね合わせて生
じるモアレ縞１０３の例を示す。
で、ｃはａ，ｂ，△ｘ，△ｙの関数であるが、ゾーンプ
レート状モアレ縞の円の半径が相対的に変化するのみ
で、本質的な項ではない。第２図に、基準ゾーンプレー
ト１０１と配置ゾーンプレート１０２を重ね合わせて生
じるモアレ縞１０３の例を示す。
配置ゾーンプレートの中心座標を（△x1，△y1）から
（△x2，△ｙ2）に変化させた場合、ゾーンプレート状
モアレ縞の中心は ずれる。従って、半径ａとｂがわずかに異なる場合、 が大きくなり、感度が高くなる。例えば、ｂ＝１．１ａ
とすれば、ゾーンプレート状モアレ縞の中心は配置ゾー
ンプレートの中心座標の４．８倍移動する。
（△x2，△ｙ2）に変化させた場合、ゾーンプレート状
モアレ縞の中心は ずれる。従って、半径ａとｂがわずかに異なる場合、 が大きくなり、感度が高くなる。例えば、ｂ＝１．１ａ
とすれば、ゾーンプレート状モアレ縞の中心は配置ゾー
ンプレートの中心座標の４．８倍移動する。
また、等間隔直線縞構造を持つ単純格子（ゾーンプレー
トの一種）に同心円の縞からなるゾーンプレートを重ね
合わせた時に生じるモアレ縞は以下のようになる。ゾー
ンプレートがｙ軸に平行な単純格子に対して、ｘ方向に
△ｘ、ｙ方向に△ｙずれているとすると、単純格子とゾ
ーンプレートは、それぞれ ｘ＝ma …(4) （ｘ−△ｘ）2＋（ｙ−△ｙ）2＝nb2 …(5) のように書き表わされる。ａは単純格子の縞のピッチ、
ｂはゾーンプレートの最小円半径、ｍ，ｎは正の整数を
表わす。モアレ縞は、(1)，(2)式の交点として表わさ
れ、 ｌ＝ｍ＋ｎとおいて、 （ｘ−△ｘ−ｅ）2＋（ｙ−△ｙ）2＝lb2＋ｄ …(6) となり、ゾーンプレート状の縞が生じる。ここで、ｅは
ａ，ｂの関数、ｄはａ，ｂ，△ｘ，△ｙの関数である。
配置するホログラムの中心座標を（△ｘ1，△ｙ2）から
（△ｘ2，△ｙ2）に変化させた場合、ゾーンプレート状
のモアレ縞の中心は（△ｘ2−△ｘ1，△ｙ2−△ｙ1）ず
れる。
トの一種）に同心円の縞からなるゾーンプレートを重ね
合わせた時に生じるモアレ縞は以下のようになる。ゾー
ンプレートがｙ軸に平行な単純格子に対して、ｘ方向に
△ｘ、ｙ方向に△ｙずれているとすると、単純格子とゾ
ーンプレートは、それぞれ ｘ＝ma …(4) （ｘ−△ｘ）2＋（ｙ−△ｙ）2＝nb2 …(5) のように書き表わされる。ａは単純格子の縞のピッチ、
ｂはゾーンプレートの最小円半径、ｍ，ｎは正の整数を
表わす。モアレ縞は、(1)，(2)式の交点として表わさ
れ、 ｌ＝ｍ＋ｎとおいて、 （ｘ−△ｘ−ｅ）2＋（ｙ−△ｙ）2＝lb2＋ｄ …(6) となり、ゾーンプレート状の縞が生じる。ここで、ｅは
ａ，ｂの関数、ｄはａ，ｂ，△ｘ，△ｙの関数である。
配置するホログラムの中心座標を（△ｘ1，△ｙ2）から
（△ｘ2，△ｙ2）に変化させた場合、ゾーンプレート状
のモアレ縞の中心は（△ｘ2−△ｘ1，△ｙ2−△ｙ1）ず
れる。
一方、モアレ縞はゾーンプレート状であるために、コヒ
ーレント光を入射させると球面波の回折光を生じる。正
の回折光は集光されるので、集光点におけるビームの移
動量を測定することにより、基準ホログラムと配置ホロ
グラムの相対的な位置関係を決定できる。この時、集光
点は、配置ホログラムの移動に比例して動くので、基準
ホログラムと配置ホログラムのずれが大きい場合にも、
その量を観測できる。
ーレント光を入射させると球面波の回折光を生じる。正
の回折光は集光されるので、集光点におけるビームの移
動量を測定することにより、基準ホログラムと配置ホロ
グラムの相対的な位置関係を決定できる。この時、集光
点は、配置ホログラムの移動に比例して動くので、基準
ホログラムと配置ホログラムのずれが大きい場合にも、
その量を観測できる。
基準ゾーンプレートと配置ゾーンプレートを重ね合わせ
て生じるモアレ縞による回折光は、２枚のゾーンプレー
トによる２回の回折光と解釈される。従って、２枚のゾ
ーンプレートの間隔が変化すると、回折光の焦点距離が
変化する。(3)式の負号に相当するモアレ縞の＋１次回
折光は、基準ゾーンプレートの＋１次光と配置ゾーンプ
レートの−１次光による回折光と考えることができる。
基準ゾーンプレートと配置ゾーンプレートの焦点距離を
それぞれf1，f2とすれば、２回の回折光の焦点距離Ｆは
ゾーンプレート間の距離をｄとして次式で表わされる。
て生じるモアレ縞による回折光は、２枚のゾーンプレー
トによる２回の回折光と解釈される。従って、２枚のゾ
ーンプレートの間隔が変化すると、回折光の焦点距離が
変化する。(3)式の負号に相当するモアレ縞の＋１次回
折光は、基準ゾーンプレートの＋１次光と配置ゾーンプ
レートの−１次光による回折光と考えることができる。
基準ゾーンプレートと配置ゾーンプレートの焦点距離を
それぞれf1，f2とすれば、２回の回折光の焦点距離Ｆは
ゾーンプレート間の距離をｄとして次式で表わされる。
例えば、f1＝５mm，f2＝−５．１mmとすれば、距離ｄが
５０μｍから４９μｍに変化した時、焦点距離Ｆは１．
１mm長くなるこの焦点距離の変化を測定することによっ
て、ゾーンプレート間の距離を求めることができる （実施例） 次に本発明について図面を参照する説明する。
５０μｍから４９μｍに変化した時、焦点距離Ｆは１．
１mm長くなるこの焦点距離の変化を測定することによっ
て、ゾーンプレート間の距離を求めることができる （実施例） 次に本発明について図面を参照する説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す系統図である。始め
に、第１図に示すウェハ２は取り付けず、マスク１を取
り付けた状態で、マスク１の一部に描画してある基準ゾ
ーンプレート５に、レーザ９から出射した光をハーフミ
ラー１０で反射させて、照射し、基準ゾーンプレート５
からの＋１次回折光が収束して４分割光検出器１２に入
射するようにマニピュレータ３によりマスク１を移動さ
せる。この４分割光検出器１２は光ディスクのレーザヘ
ッドの焦点位置合わせに用いられているものと同じもの
で、第３図に示すように受光面がａ〜ｄ面に４分割され
た構造を持つ。例えば、ｘ方向（面ａとｂの境界および
面ｃとｄの境界に沿う方向）の位置合わせを行うには、
演算回路１６によりａ面とｂ面の光検出信号の和とｃ面
とｄ面の信号の和の差動をとる。この時、信号はマニピ
ュレータ３によるマスク１のｘ方向の移動に伴って第４
図に示すＳ字状の曲線を描く。０点を通過した時に、基
準ゾーンプレート５の＋１次回折光が、ａ，ｂ面とｃ，
ｄ面の中間位置を通過したことになる。
に、第１図に示すウェハ２は取り付けず、マスク１を取
り付けた状態で、マスク１の一部に描画してある基準ゾ
ーンプレート５に、レーザ９から出射した光をハーフミ
ラー１０で反射させて、照射し、基準ゾーンプレート５
からの＋１次回折光が収束して４分割光検出器１２に入
射するようにマニピュレータ３によりマスク１を移動さ
せる。この４分割光検出器１２は光ディスクのレーザヘ
ッドの焦点位置合わせに用いられているものと同じもの
で、第３図に示すように受光面がａ〜ｄ面に４分割され
た構造を持つ。例えば、ｘ方向（面ａとｂの境界および
面ｃとｄの境界に沿う方向）の位置合わせを行うには、
演算回路１６によりａ面とｂ面の光検出信号の和とｃ面
とｄ面の信号の和の差動をとる。この時、信号はマニピ
ュレータ３によるマスク１のｘ方向の移動に伴って第４
図に示すＳ字状の曲線を描く。０点を通過した時に、基
準ゾーンプレート５の＋１次回折光が、ａ，ｂ面とｃ，
ｄ面の中間位置を通過したことになる。
同様に、ａ面とｄ面の光検出信号の和とｂ面とｃ面の光
検出信号の和の差動信号から基準ゾーンプレート５のｙ
方向の位置合わせが可能である。マスク１の基準ゾーン
プレート１５と対角線をなす位置に、基準ゾーンプレー
ト５と同一の基準ゾーンプレート７および光検出器１
５、演算回路１９があり、２カ所での測定によりマスク
１の回転に対しても位置合わせ可能である。
検出信号の和の差動信号から基準ゾーンプレート５のｙ
方向の位置合わせが可能である。マスク１の基準ゾーン
プレート１５と対角線をなす位置に、基準ゾーンプレー
ト５と同一の基準ゾーンプレート７および光検出器１
５、演算回路１９があり、２カ所での測定によりマスク
１の回転に対しても位置合わせ可能である。
各位置におけるｘ方向，ｙ方向の信号、合計４個の信号
は例えばＧＰ−ＩＢインタフェースを装備したパソコン
などのプロセッサ２０に入力され、４個の信号がすべて
第４図に示したＳ字状信号の０点を示すように、例え
ば、精密ステージとパルスモータおよびＧＰ−ＩＢ装備
のパルスモータ駆動装置を備えたマニピュレータ３に信
号を送り、マスク１を移動させる。４個の信号がすべて
０点の位置に合った時、このマスク１は、装置に対して
位置合わせできたことになる。この時、ビーム径の１／
１００程度の位置ずれを検出できる。従って数μｍにビ
ームを絞ることができれば、数＋ｎｍ程度の位置ずれを
検出できる。
は例えばＧＰ−ＩＢインタフェースを装備したパソコン
などのプロセッサ２０に入力され、４個の信号がすべて
第４図に示したＳ字状信号の０点を示すように、例え
ば、精密ステージとパルスモータおよびＧＰ−ＩＢ装備
のパルスモータ駆動装置を備えたマニピュレータ３に信
号を送り、マスク１を移動させる。４個の信号がすべて
０点の位置に合った時、このマスク１は、装置に対して
位置合わせできたことになる。この時、ビーム径の１／
１００程度の位置ずれを検出できる。従って数μｍにビ
ームを絞ることができれば、数＋ｎｍ程度の位置ずれを
検出できる。
次に、基準ゾーンプレート５，７とウェハ２に記録され
ている配置ゾーンプレート６，８を重ね合わせて生じる
モアレ縞にレーザ９から出射した光をミラー１０，１１
で折り返して照射し、モアレ縞からの＋１次回折光が収
束して、４分割光検出器１３，１４に入射するようにマ
ニピュレータ４によりウェハ２を移動させる。光検出器
１３，１４は、光検出器１２，１５と同一のもので、演
算回路１７，１８を用いて、マスク１を装置に対して位
置合わせた手順と同様に、ウェハ２をマスク１に対し
て、位置合わせできる。
ている配置ゾーンプレート６，８を重ね合わせて生じる
モアレ縞にレーザ９から出射した光をミラー１０，１１
で折り返して照射し、モアレ縞からの＋１次回折光が収
束して、４分割光検出器１３，１４に入射するようにマ
ニピュレータ４によりウェハ２を移動させる。光検出器
１３，１４は、光検出器１２，１５と同一のもので、演
算回路１７，１８を用いて、マスク１を装置に対して位
置合わせた手順と同様に、ウェハ２をマスク１に対し
て、位置合わせできる。
ゾーンプレート５，６および７，８からの回折光の一部
をビームスプリッタ２１，２２によって折り返し、円筒
レンズ２３，２４に入射させる。円筒レンズ２３，２４
を通った光の所定の位置のビーム形状はウェハとマスク
の間隔の変化に伴って、第５図のように変化する。ゾー
ンプレート５，６の間隔およひゾーンプレート７，８の
間隔が所望の間隔の際し、ビーム形状が真円となる位置
に４分割光検出器２５，２６を置く。第５図(a)〜(c)は
４分割光検出２５，２６における円筒レンズ２３，２４
からの光のビーム形状１０４を示し、それぞれゾーンプ
レート５，６の間隔またはゾーンプレート７，８の間隔
が狭い場合、所望の間隔の場合および広い場合である。
光検出器２５，２６の４分割面のａ面とｃ面の光検出信
号の和とｂ面とｃ面の光検出信号の和の差動信号を演算
回路２７，２８によってとると、第４図に示すものと同
様なＳ字状信号が得られる。
をビームスプリッタ２１，２２によって折り返し、円筒
レンズ２３，２４に入射させる。円筒レンズ２３，２４
を通った光の所定の位置のビーム形状はウェハとマスク
の間隔の変化に伴って、第５図のように変化する。ゾー
ンプレート５，６の間隔およひゾーンプレート７，８の
間隔が所望の間隔の際し、ビーム形状が真円となる位置
に４分割光検出器２５，２６を置く。第５図(a)〜(c)は
４分割光検出２５，２６における円筒レンズ２３，２４
からの光のビーム形状１０４を示し、それぞれゾーンプ
レート５，６の間隔またはゾーンプレート７，８の間隔
が狭い場合、所望の間隔の場合および広い場合である。
光検出器２５，２６の４分割面のａ面とｃ面の光検出信
号の和とｂ面とｃ面の光検出信号の和の差動信号を演算
回路２７，２８によってとると、第４図に示すものと同
様なＳ字状信号が得られる。
マニピュレータ４にウェハ２をウェハ２の面の方向のほ
かウェハ２の面と垂直な方向にも移動させることのでき
るものを用い、ウェハ２をその面と垂直な方向に移動さ
せながら演算回路２７，２８からの差動信号の０点を検
出して光検出器２５，２６で光ビームの集光位置を検出
することにより、マスク１とウェハ２の間隔を高精度に
所望の値に決めることができる。
かウェハ２の面と垂直な方向にも移動させることのでき
るものを用い、ウェハ２をその面と垂直な方向に移動さ
せながら演算回路２７，２８からの差動信号の０点を検
出して光検出器２５，２６で光ビームの集光位置を検出
することにより、マスク１とウェハ２の間隔を高精度に
所望の値に決めることができる。
本実施例で、(3)式のモアレ縞の中心が配置ゾーンプレ
ートの中心座標の１０倍移動するように設計して、この
モアレ縞により、ビームを数μｍに絞ることができた。
この時、配置ゾーンプレートを位置決めできた状態から
１mm以上ずらして、観測始め、モアレ縞の数＋ｎｍの移
動を検知して、配置ゾーンプレートを数ｎｍの精度で位
置決めできた。さらに、マスク１とウェハ２の間隔を１
μｍ以下の精度で決めることができた。
ートの中心座標の１０倍移動するように設計して、この
モアレ縞により、ビームを数μｍに絞ることができた。
この時、配置ゾーンプレートを位置決めできた状態から
１mm以上ずらして、観測始め、モアレ縞の数＋ｎｍの移
動を検知して、配置ゾーンプレートを数ｎｍの精度で位
置決めできた。さらに、マスク１とウェハ２の間隔を１
μｍ以下の精度で決めることができた。
なお、レーザ９の光として波長の長いものを用いれば、
レーザ９の光はウェハ２を透過し、光を配置ゾーンプレ
ート６，８を透過させて回折させることができる。ま
た、第１図に示す実施例と異り、レーザ９等と光検出器
１２〜１５，２６，２８等をウェハ２に対し同じ側に配
置し、光を配置ゾーンプレート６，８で反射させて回折
させるようにしても本発明は適用が可能である。
レーザ９の光はウェハ２を透過し、光を配置ゾーンプレ
ート６，８を透過させて回折させることができる。ま
た、第１図に示す実施例と異り、レーザ９等と光検出器
１２〜１５，２６，２８等をウェハ２に対し同じ側に配
置し、光を配置ゾーンプレート６，８で反射させて回折
させるようにしても本発明は適用が可能である。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の位置決め装置を用いれ
ば、基準ゾーンプレートと配置ゾーンプレートによるモ
アレ縞の回折光を利用することにより、配置ゾーンプレ
ートを高精度で位置決めできるとともに、基準ゾーンプ
レートと配置ゾーンプレートの間隔を高精度に所望の値
にすることができる。
ば、基準ゾーンプレートと配置ゾーンプレートによるモ
アレ縞の回折光を利用することにより、配置ゾーンプレ
ートを高精度で位置決めできるとともに、基準ゾーンプ
レートと配置ゾーンプレートの間隔を高精度に所望の値
にすることができる。
第１図はこの発明の一実施例の系統図、第２図は基準ゾ
ーンプレートと配置ゾーンプレートを重ね合わせて生じ
るモアレ縞の例を示す図、第３図は第１図に示す４分割
光検出器１２〜１５の構成図、第４図は４分割光検出器
からの出力信号を示すグラフ、第５図は第１図に示す光
検出器２５，２６でのゾーンプレート５〜８からの光ビ
ームの形状を示す図である。 １……マスク、２…ウエハ、３，４……マニピュレー
タ、５，７……基準ゾーンプレート、６，８……配置ゾ
ーンプレート、９……レーザ、１０……ハーフミラー、
１１……ミラー、１２，１３，１４，１５，２５，２６
……光検出器、１６，１７，１８，１９，２７，２８…
…演算回路、２０……プロセッサ、２１，２２……ビー
ムスプリッタ、２３，２４……円筒レンズ、１０１……
基準ゾーンプレート、１０２……配置ゾーンプレート、
１０３……モアレ縞。
ーンプレートと配置ゾーンプレートを重ね合わせて生じ
るモアレ縞の例を示す図、第３図は第１図に示す４分割
光検出器１２〜１５の構成図、第４図は４分割光検出器
からの出力信号を示すグラフ、第５図は第１図に示す光
検出器２５，２６でのゾーンプレート５〜８からの光ビ
ームの形状を示す図である。 １……マスク、２…ウエハ、３，４……マニピュレー
タ、５，７……基準ゾーンプレート、６，８……配置ゾ
ーンプレート、９……レーザ、１０……ハーフミラー、
１１……ミラー、１２，１３，１４，１５，２５，２６
……光検出器、１６，１７，１８，１９，２７，２８…
…演算回路、２０……プロセッサ、２１，２２……ビー
ムスプリッタ、２３，２４……円筒レンズ、１０１……
基準ゾーンプレート、１０２……配置ゾーンプレート、
１０３……モアレ縞。
Claims (1)
- 【請求項１】基準ゾーンプレートと、この基準ゾーンプ
レートに重ねるように配置される配置ゾーンプレートを
移動させる移動手段と、前記基準ゾーンプレートおよび
前記配置ゾーンプレートにコヒーレント光を照射して得
られるこれら２枚のゾーンプレートを重ねて形成される
モアレ縞の１次の回折光により生じる光点が所定の位置
に生じたことを検出する第１の光検出器と、前記基準ゾ
ーンプレートおよび前記配置ゾーンプレートにコヒーレ
ント光を照射して得られるこれら２枚のゾーンプレート
を重ねて形成されるモアレ縞の１次の回折光の集光位置
が前記基準ゾーンプレートから所定の距離に生じたこと
を検出する第２の光検出器とを含むことを特徴とする位
置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61201053A JPH067543B2 (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61201053A JPH067543B2 (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355933A JPS6355933A (ja) | 1988-03-10 |
| JPH067543B2 true JPH067543B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=16434614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61201053A Expired - Lifetime JPH067543B2 (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067543B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102981380B (zh) * | 2011-09-07 | 2015-03-25 | 上海微电子装备有限公司 | 用于光刻设备的预对准装置及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4360273A (en) * | 1980-02-14 | 1982-11-23 | Sperry Corporation | Optical alignment of masks for X-ray lithography |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP61201053A patent/JPH067543B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355933A (ja) | 1988-03-10 |
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