JPH0677118A - 位置ズレ検出法及び露光装置 - Google Patents
位置ズレ検出法及び露光装置Info
- Publication number
- JPH0677118A JPH0677118A JP22688092A JP22688092A JPH0677118A JP H0677118 A JPH0677118 A JP H0677118A JP 22688092 A JP22688092 A JP 22688092A JP 22688092 A JP22688092 A JP 22688092A JP H0677118 A JPH0677118 A JP H0677118A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alignment
- alignment mark
- optical system
- mask
- wafer
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- Pending
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アライメントマークの位置が変わっても高
精度の位置ズレ検出をする。 【構成】 矩形状パタ−ンよりなるアライメントマーク
に入射光学系よりレ−ザ光を照射し、生じる回折光のう
ち入射光学系の近傍への回折光をレーザ光入射光学系と
一体化した検出光学系で検出する。また入射光学系と検
出光学系を一体化した位置ズレ検出部は、アライメント
マ−クの位置に合わせて移動できるため、アライメント
マ−ク位置が異なる様々なチップサイズの半導体装置の
位置ズレ検出を容易に実施することができる。
精度の位置ズレ検出をする。 【構成】 矩形状パタ−ンよりなるアライメントマーク
に入射光学系よりレ−ザ光を照射し、生じる回折光のう
ち入射光学系の近傍への回折光をレーザ光入射光学系と
一体化した検出光学系で検出する。また入射光学系と検
出光学系を一体化した位置ズレ検出部は、アライメント
マ−クの位置に合わせて移動できるため、アライメント
マ−ク位置が異なる様々なチップサイズの半導体装置の
位置ズレ検出を容易に実施することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造工程に
おけ写真蝕刻方法、特にＸ線露光等の近接露光法を用い
る露光装置に関するものである。
おけ写真蝕刻方法、特にＸ線露光等の近接露光法を用い
る露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置、特に大規模集積回路
（ＬＳＩ）の高密度化、高速化にともない、素子の微細
化が要求されているが、その製造工程における写真蝕刻
工程で使われる光の波長が短いほど微細な素子が形成で
きるため、波長が１ｎｍ前後の軟Ｘ線（以下単にＸ線と
呼ぶ）を光源とするＸ線露光が次世代の露光方法として
有望視されている。
（ＬＳＩ）の高密度化、高速化にともない、素子の微細
化が要求されているが、その製造工程における写真蝕刻
工程で使われる光の波長が短いほど微細な素子が形成で
きるため、波長が１ｎｍ前後の軟Ｘ線（以下単にＸ線と
呼ぶ）を光源とするＸ線露光が次世代の露光方法として
有望視されている。
【０００３】このＸ線露光においては，Ｘ線を屈折する
光学レンズがないため、Ｘ線マスクとウエハを近接して
対向させ、両者の位置を精密に合わせた後、Ｘ線マスク
に形成したパタ−ンを等倍でウエハに転写する。
光学レンズがないため、Ｘ線マスクとウエハを近接して
対向させ、両者の位置を精密に合わせた後、Ｘ線マスク
に形成したパタ−ンを等倍でウエハに転写する。
【０００４】以下図面を参照しながら、従来のＸ線露光
装置に於ける位置ズレ検出について説明する。図３にお
いて、３、４は各々マスク、ウエハの位置合せマーク
（アライメントマーク）、５は入射光学系、６はレ−ザ
光、７、８は各々マスク、ウエハの位置合わせマークに
よる回折光、９、１０は検出光学系である。また図４に
おいて、４０は格子状のアライメントマ−クである。
装置に於ける位置ズレ検出について説明する。図３にお
いて、３、４は各々マスク、ウエハの位置合せマーク
（アライメントマーク）、５は入射光学系、６はレ−ザ
光、７、８は各々マスク、ウエハの位置合わせマークに
よる回折光、９、１０は検出光学系である。また図４に
おいて、４０は格子状のアライメントマ−クである。
【０００５】図３において、Ｓｉウエハ１、Ｘ線マスク
２のアライメントマーク３、４は露光領域内にあって、
ウエハのアライメントマーク３はＸ線露光によってウエ
ハ上に転写されたものである。
２のアライメントマーク３、４は露光領域内にあって、
ウエハのアライメントマーク３はＸ線露光によってウエ
ハ上に転写されたものである。
【０００６】Ｓｉウエハ１とＸ線マスク２との位置ズレ
検出には、レーザ光６がＳｉウエハ１、Ｘ線マスクの回
折格子状のアライメントマーク３、４に同時に照射し
て、生じた回折光７、８を検出する方法が精度のよい位
置ズレ検出方法として用いられている。特に周波数のわ
ずかに違う２種類のレーザ光をに同時に照射し、回折光
の位相のズレからＸ線マスクとウエハの位置ズレを検出
する光ヘテロダイン方式は最も精度のよい位置ズレ検出
法として知られている。
検出には、レーザ光６がＳｉウエハ１、Ｘ線マスクの回
折格子状のアライメントマーク３、４に同時に照射し
て、生じた回折光７、８を検出する方法が精度のよい位
置ズレ検出方法として用いられている。特に周波数のわ
ずかに違う２種類のレーザ光をに同時に照射し、回折光
の位相のズレからＸ線マスクとウエハの位置ズレを検出
する光ヘテロダイン方式は最も精度のよい位置ズレ検出
法として知られている。
【０００７】一般にマスクとウエハを位置合わせした後
露光するアライメント露光に於いては、ウエハのアライ
メントマークはマスクに描かれたアライメントマークの
パターンを転写することによって形成される。特にウエ
ハに薄膜を形成したりエッチングを行なうと、一度形成
したアライメントマークの形状が変化したり消失するこ
とがあり、新たにアライメントマークを形成し直すこと
が必要になる。そのためアライメントマークは半導体装
置のパターンと同時に転写されるように、露光領域に形
成されることが望ましい。
露光するアライメント露光に於いては、ウエハのアライ
メントマークはマスクに描かれたアライメントマークの
パターンを転写することによって形成される。特にウエ
ハに薄膜を形成したりエッチングを行なうと、一度形成
したアライメントマークの形状が変化したり消失するこ
とがあり、新たにアライメントマークを形成し直すこと
が必要になる。そのためアライメントマークは半導体装
置のパターンと同時に転写されるように、露光領域に形
成されることが望ましい。
【０００８】図３は従来のＸ線露光において、マスク、
ウエハのアライメントマークが露光領域に形成されてい
る場合の、光ヘテロダイン方式の位置ズレ検出の模式図
である。
ウエハのアライメントマークが露光領域に形成されてい
る場合の、光ヘテロダイン方式の位置ズレ検出の模式図
である。
【０００９】Ｓｉウエハ１とＸ線マスク２が例えば２０
μｍのギャップを隔て対向し、各々のアライメントマー
ク３、４には、入射光学系５により導かれたレーザ光６
が斜め方向から照射されている。
μｍのギャップを隔て対向し、各々のアライメントマー
ク３、４には、入射光学系５により導かれたレーザ光６
が斜め方向から照射されている。
【００１０】マスク、ウエハのアライメントマ−ク３、
４は図４に示すような、例えば線幅２ミクロン、ピッチ
４ミクロンの４０本の格子よりなっている。
４は図４に示すような、例えば線幅２ミクロン、ピッチ
４ミクロンの４０本の格子よりなっている。
【００１１】この回折格子状のアライメントマーク３、
４により生じた回折光７、８は検出光学系９、１０によ
って検出され、両者の位相を比較することによりＳｉウ
エハ１とＸ線マスク２との位置ズレ量を検出する。この
位置ズレが所定の値より大きいときにはＳｉウエハ１ま
たはＸ線マスク２の位置を補正することにより、両者の
位置を合わせる。位置合わせが終わればＸ線を照射して
露光を実施する。
４により生じた回折光７、８は検出光学系９、１０によ
って検出され、両者の位相を比較することによりＳｉウ
エハ１とＸ線マスク２との位置ズレ量を検出する。この
位置ズレが所定の値より大きいときにはＳｉウエハ１ま
たはＸ線マスク２の位置を補正することにより、両者の
位置を合わせる。位置合わせが終わればＸ線を照射して
露光を実施する。
【００１２】このようなＸ線露光において、アライメン
ト精度を高めるためには、Ｘ線を照射し露光している間
にも位置ズレを検出し、補正することが必要である。そ
のためには露光中に入射光学系５、検出光学系９、１０
をともにＸ線を遮らない位置に配置してレーザ光６を斜
め方向から入射し、マスク面の法線に対して対象な方向
で、かつＸ線を遮らない位置に配置する。
ト精度を高めるためには、Ｘ線を照射し露光している間
にも位置ズレを検出し、補正することが必要である。そ
のためには露光中に入射光学系５、検出光学系９、１０
をともにＸ線を遮らない位置に配置してレーザ光６を斜
め方向から入射し、マスク面の法線に対して対象な方向
で、かつＸ線を遮らない位置に配置する。
【００１３】このような配置においては、特に検出光学
系９、１０はマスク面及び入射光学系５から離れた位置
に配置される。
系９、１０はマスク面及び入射光学系５から離れた位置
に配置される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】アライメントマ−ク
３、４は露光領域内の半導体装置パタ−ン形成の妨げに
ならない位置、例えば露光領域の隅近傍に形成するのが
望ましい。従って半導体装置の大きさ（チップサイズ）
が異なるとアライメントマ−クの位置も異なり、入射光
学系５や検出光学系９、１０の位置もこのアライメント
マ−クの位置に合わせて変える必要がある。
３、４は露光領域内の半導体装置パタ−ン形成の妨げに
ならない位置、例えば露光領域の隅近傍に形成するのが
望ましい。従って半導体装置の大きさ（チップサイズ）
が異なるとアライメントマ−クの位置も異なり、入射光
学系５や検出光学系９、１０の位置もこのアライメント
マ−クの位置に合わせて変える必要がある。
【００１５】しかるに、離れた場所に配置された上記入
射光学系５と検出光学系９、１０を同時に、しかもアラ
イメント精度を劣化させないために精度良く動かすこと
が必要にとなり、異なるチップサイズの半導体装置の製
造を困難にしている。
射光学系５と検出光学系９、１０を同時に、しかもアラ
イメント精度を劣化させないために精度良く動かすこと
が必要にとなり、異なるチップサイズの半導体装置の製
造を困難にしている。
【００１６】本発明はチップサイズが異なり、そのため
アライメントマークの位置が異なる半導体装置にも、高
精度の位置ズレ検出をすることを目的とする。
アライメントマークの位置が異なる半導体装置にも、高
精度の位置ズレ検出をすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の位置ズレ検出方
法は、マスク面に対して斜方向から入射したアライメン
ト用レーザ光を矩形パターンの配列よりなるアライメン
トマークに照射し、該アライメントマークによる入射側
への回折光を用いて位置ズレを検出することを特徴とす
る。
法は、マスク面に対して斜方向から入射したアライメン
ト用レーザ光を矩形パターンの配列よりなるアライメン
トマークに照射し、該アライメントマークによる入射側
への回折光を用いて位置ズレを検出することを特徴とす
る。
【００１８】また本発明の露光装置は、入射光学系と検
出光学系が一体化された位置ズレ検出部を有しており、
アライメントマ−クに合わせて移動可能な構造とするこ
とを特徴とする。
出光学系が一体化された位置ズレ検出部を有しており、
アライメントマ−クに合わせて移動可能な構造とするこ
とを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明では、アライメントマークにレーザ光を
照射したときに生じる回折光のうち、入射側に出射され
るの回折光を信号光として検出する。従って入射光学系
と、検出光学系を接近して配置することができる。その
ため本発明の露光装置では、上記のように入射光学系と
検出光学系を一体化し移動可能な位置ズレ検出部を用い
て、アライメントマークの位置が変わっても高精度の位
置ズレ検出をすることができる。
照射したときに生じる回折光のうち、入射側に出射され
るの回折光を信号光として検出する。従って入射光学系
と、検出光学系を接近して配置することができる。その
ため本発明の露光装置では、上記のように入射光学系と
検出光学系を一体化し移動可能な位置ズレ検出部を用い
て、アライメントマークの位置が変わっても高精度の位
置ズレ検出をすることができる。
【００２０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。
明する。
【００２１】図１には本発明の実施例の露光装置の位置
ズレ検出の模式図を、また図２には実施例のアライメン
トマ−クのパタ−ンを示す。 ５０はアライメントマ−
クの矩形パタ−ン、３、４は各々マスク、ウエハのアラ
イメントマ−ク、５は入射光学系、６はレ−ザ光、７、
８は回折光、９、１０は検出光学系である。本露光装置
において、入射光学系５と検出光学系９、１０は一体化
されており、移動することができる。
ズレ検出の模式図を、また図２には実施例のアライメン
トマ−クのパタ−ンを示す。 ５０はアライメントマ−
クの矩形パタ−ン、３、４は各々マスク、ウエハのアラ
イメントマ−ク、５は入射光学系、６はレ−ザ光、７、
８は回折光、９、１０は検出光学系である。本露光装置
において、入射光学系５と検出光学系９、１０は一体化
されており、移動することができる。
【００２２】図１に示すように、Ｓｉウエハ１とＸ線マ
スク２が２０μｍのギャップを隔てて対向し、各々のア
ライメントマーク３、４には、入射光学系５により導か
れたレーザ光６が斜め方向から照射されている。
スク２が２０μｍのギャップを隔てて対向し、各々のア
ライメントマーク３、４には、入射光学系５により導か
れたレーザ光６が斜め方向から照射されている。
【００２３】アライメントマ−ク３、４は図２に示すよ
うな、所定のピッチで配置された複数の矩形パタ−ン、
例えば縦横各々４ミクロンピッチで配置された２ミクロ
ン角の正方形パタ−ンよりなっている。
うな、所定のピッチで配置された複数の矩形パタ−ン、
例えば縦横各々４ミクロンピッチで配置された２ミクロ
ン角の正方形パタ−ンよりなっている。
【００２４】このアライメントマーク３、４に、入射光
学系５に導かれたレ−ザ光６がマスク面に法線方向から
１２度傾斜した角度で照射されると、アライメントマ−
ク３、４により回折光が生じる。これらの回折光のう
ち、マスクの法線方向に関して入射光６と同じ側に約２
１度の角度で回折された回折光７、８が、入射光学系５
と一体化された検出光学系９、１０によって検出され
る。これらの検出された回折光の位相を比較することに
より、Ｓｉウエハ１とＸ線マスク２との位置ズレ量がを
検出される。
学系５に導かれたレ−ザ光６がマスク面に法線方向から
１２度傾斜した角度で照射されると、アライメントマ−
ク３、４により回折光が生じる。これらの回折光のう
ち、マスクの法線方向に関して入射光６と同じ側に約２
１度の角度で回折された回折光７、８が、入射光学系５
と一体化された検出光学系９、１０によって検出され
る。これらの検出された回折光の位相を比較することに
より、Ｓｉウエハ１とＸ線マスク２との位置ズレ量がを
検出される。
【００２５】本実施例においては、位置ズレを検出する
ために回折光のうち、入射光学系の近傍回折される回折
光を検出するため、入射光学系５と接続し、一体化した
検出光学系９、１０により検出することができる。
ために回折光のうち、入射光学系の近傍回折される回折
光を検出するため、入射光学系５と接続し、一体化した
検出光学系９、１０により検出することができる。
【００２６】また、入射光学系５、検出光学系９、１０
を一体化した位置ズレ検出部を、アライメントマ−クの
位置に合わせて移動することができるため、異なるチッ
プサイズの半導体装置の異なる位置にアライメントマ−
クに対しても、十分高精度の位置ズレ検出を行うことが
できる。
を一体化した位置ズレ検出部を、アライメントマ−クの
位置に合わせて移動することができるため、異なるチッ
プサイズの半導体装置の異なる位置にアライメントマ−
クに対しても、十分高精度の位置ズレ検出を行うことが
できる。
【００２７】アライメントマークは図１ａに示すように
矩形のパターンが縦、横、各々所定のピッチで配列され
ており、回折光の出射方向はレーザ光６入射方向に平行
な方向（縦方向とする）のピッチａによって決まる。一
方レーザ光６の入射方向に垂直な（横）方向のピッチは
光ヘテロダイン法により位置ズレ検出を行なう際の検出
精度から決定される。
矩形のパターンが縦、横、各々所定のピッチで配列され
ており、回折光の出射方向はレーザ光６入射方向に平行
な方向（縦方向とする）のピッチａによって決まる。一
方レーザ光６の入射方向に垂直な（横）方向のピッチは
光ヘテロダイン法により位置ズレ検出を行なう際の検出
精度から決定される。
【００２８】さらに図２ｂに断面を示すように、アライ
メントマークの矩形パターンが第１のパターン５１と第
２のパターン５２が積層されたものであって、第２のパ
ターン５２の端が第１のパターン５１上に位置すること
により横方向の段差が形成されることにより、前記検出
光学系９、１０で検出する回折光７の強度を大きくする
ことができる。
メントマークの矩形パターンが第１のパターン５１と第
２のパターン５２が積層されたものであって、第２のパ
ターン５２の端が第１のパターン５１上に位置すること
により横方向の段差が形成されることにより、前記検出
光学系９、１０で検出する回折光７の強度を大きくする
ことができる。
【００２９】
【発明の効果】上記の説明のように、本発明はアライメ
ント光であるレーザ光の入射光学系とアライメントマ−
クからの回折光の検出光学系を一体化した位置ズレ検出
部が、アライメントマ−クの位置に合わせて移動できる
ため、様々なチップサイズの半導体装置を精度良く位置
合わせして露光することができる。
ント光であるレーザ光の入射光学系とアライメントマ−
クからの回折光の検出光学系を一体化した位置ズレ検出
部が、アライメントマ−クの位置に合わせて移動できる
ため、様々なチップサイズの半導体装置を精度良く位置
合わせして露光することができる。
【図１】本発明の実施例における位置ズレ検出の模式図
【図２】本発明の実施例におけるアライメントマ−クを
示す図
示す図
【図３】従来の位置ズレ検出の模式図
【図４】従来のアライメントマ−クを示す図
１ Ｓｉ基板 ２ Ｘ線マスク ３ ウエハのアライメントマ−ク ４ マスクのアライメントマ−ク ５ 入射光学系 ６ レ−ザ光 ７ ウエハアライメントマ−クによる回折光 ８ マスクアライメントマ−クによる回折光 ９、１０ 検出光学系
Claims (2)
- 【請求項１】マスク面に対して斜方向から入射したアラ
イメント用レーザ光を矩形パターンの配列よりなるアラ
イメントマークに照射し、該アライメントマークによる
入射側への回折光を用いて位置ズレを検出することを特
徴とする位置ズレ検出方法。 - 【請求項２】アライメント光入射光学系と検出光学系が
一体化されてなり、移動可能な位置ズレ検出部を有する
ことを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22688092A JPH0677118A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 位置ズレ検出法及び露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22688092A JPH0677118A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 位置ズレ検出法及び露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677118A true JPH0677118A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16852025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22688092A Pending JPH0677118A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 位置ズレ検出法及び露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677118A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880560B2 (en) | 2002-11-18 | 2005-04-19 | Techsonic | Substrate processing apparatus for processing substrates using dense phase gas and sonic waves |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP22688092A patent/JPH0677118A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880560B2 (en) | 2002-11-18 | 2005-04-19 | Techsonic | Substrate processing apparatus for processing substrates using dense phase gas and sonic waves |
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