JPH0810126B2 - アライメント方法 - Google Patents
アライメント方法Info
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- JPH0810126B2 JPH0810126B2 JP61217577A JP21757786A JPH0810126B2 JP H0810126 B2 JPH0810126 B2 JP H0810126B2 JP 61217577 A JP61217577 A JP 61217577A JP 21757786 A JP21757786 A JP 21757786A JP H0810126 B2 JPH0810126 B2 JP H0810126B2
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- JP
- Japan
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- mark
- diffraction grating
- wafer
- light
- diffraction
- Prior art date
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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） 本発明は基板上に形成された位置合わせ用のパターン
（マーク）を光学的に検出して位置決めを行なう方法に
関し、特に半導体素子を製造する際のウェハ等に形成さ
れたマークを検出して位置決めを行なう方法に関する。
（マーク）を光学的に検出して位置決めを行なう方法に
関し、特に半導体素子を製造する際のウェハ等に形成さ
れたマークを検出して位置決めを行なう方法に関する。
（従来の技術） 半導体素子の製造に使われるウェハは、新たな回路パ
ターンとの重ね合わせ露光を良好に達成するためにアラ
イメントマークが形状される。このアライメントマーク
の形状には露光装置のアライメント光学系（検出系）の
方式により各種のものが存在し、実用に供されている。
これらマークに要求される特性は、アライメントを光電
的に行なう場合は、光電信号のS/Nが良いことである。
このためレーザスポット光を相対走査してマーク検出を
行なう方式では、ウェハ上に直線的に伸びたライン上の
凸部、又は凹部の微小段差部からの散乱光を検出するこ
とが望ましい。あるいはウェハ上に特別な回折格子パタ
ーンを形成し、この回折格子からの回折光を空間フィル
タリングにより抽出して光電検出する方式もS/Nの点で
は効果的である。
ターンとの重ね合わせ露光を良好に達成するためにアラ
イメントマークが形状される。このアライメントマーク
の形状には露光装置のアライメント光学系（検出系）の
方式により各種のものが存在し、実用に供されている。
これらマークに要求される特性は、アライメントを光電
的に行なう場合は、光電信号のS/Nが良いことである。
このためレーザスポット光を相対走査してマーク検出を
行なう方式では、ウェハ上に直線的に伸びたライン上の
凸部、又は凹部の微小段差部からの散乱光を検出するこ
とが望ましい。あるいはウェハ上に特別な回折格子パタ
ーンを形成し、この回折格子からの回折光を空間フィル
タリングにより抽出して光電検出する方式もS/Nの点で
は効果的である。
（発明が解決しようとする問題点） 回折格子を用いたマーク検出により、ウェハの２次元
的のアライメントを達成しようとする場合、従来はこの
各次元別に回折格子を用意する必要があった。このた
め、回折格子を作り込むためのウェハ上のスペースが大
きくなるといった問題点があった。さらに露光工程で使
われるウェハには表面にレジストが塗布されており、こ
のレジストの層（１〜２μｍ程度）を介してアライメン
トマークを検出するので、レジスト層のマーク付近での
厚みむらがアライメント精度に影響するといった問題点
もあった。
的のアライメントを達成しようとする場合、従来はこの
各次元別に回折格子を用意する必要があった。このた
め、回折格子を作り込むためのウェハ上のスペースが大
きくなるといった問題点があった。さらに露光工程で使
われるウェハには表面にレジストが塗布されており、こ
のレジストの層（１〜２μｍ程度）を介してアライメン
トマークを検出するので、レジスト層のマーク付近での
厚みむらがアライメント精度に影響するといった問題点
もあった。
（問題点を解決する為の手段） 本発明は、回折格子を用いたアライメント方法におい
て、回折格子の各格子要素を２次元的に規則的に配列す
るとともに、第１方向に伸びた回折格子と第１方向と交
差する第２方向に伸びた回折格子との交差部において、
格子要素を共通にし、さらに回折格子は複数本を平行に
配列するようにする。そして、各回折格子を光ビームで
相対走査し、格子から発生する回折光を光電検出するこ
とにより基板の２次元的なアライメント（位置決め）を
行なうようにする。
て、回折格子の各格子要素を２次元的に規則的に配列す
るとともに、第１方向に伸びた回折格子と第１方向と交
差する第２方向に伸びた回折格子との交差部において、
格子要素を共通にし、さらに回折格子は複数本を平行に
配列するようにする。そして、各回折格子を光ビームで
相対走査し、格子から発生する回折光を光電検出するこ
とにより基板の２次元的なアライメント（位置決め）を
行なうようにする。
（作用） 回折格子の複数本の平行に並べ、各格子から発生する
回折光に基づいてアライメントを行なうことにより、レ
ジスト層の厚みむらに起因した回折光の発生方向のシフ
トによるアライメント誤差が平均化されることになる。
このためアライメント精度の向上が計れる。とくに２方
向のアライメントがともに可能なように格子要素を２次
元に配列する際、要素の少なくとも一部を共用している
ため、マークとして専有するウェハ上のスペースが小さ
くてよいことになる。
回折光に基づいてアライメントを行なうことにより、レ
ジスト層の厚みむらに起因した回折光の発生方向のシフ
トによるアライメント誤差が平均化されることになる。
このためアライメント精度の向上が計れる。とくに２方
向のアライメントがともに可能なように格子要素を２次
元に配列する際、要素の少なくとも一部を共用している
ため、マークとして専有するウェハ上のスペースが小さ
くてよいことになる。
（実施例） 第２図は本発明の実施例による方法を適用するのに好
適な投影型露光装置の構成を示す図である。第２図にお
いて、レチクルホルダー１に保持されたレチクルＲには
回路パターン以外にアライメント用のマークRMが形成さ
れている。レチクルＲの回路パターンとマークRMとは、
両側テレセントリンクな投影レンズ２を介してウェハＷ
上に結像可能である。ウェハＷ上にはマークRMとアライ
メントされる回折格子状のマークWMが形成されている。
このウェハＷは２次元移動するステージ３上に保持さ
れ、モータ４と送りネジ５とによって移動する。ステー
ジ３の座標位置は、レーザー光波干渉側長器（以下干渉
計とする）６によって計測される。干渉計６はステージ
３に固定された移動鏡７にレーザビーム８を照射し、そ
の反射ビームと基準鏡（不図示）に照射したレーザービ
ームの反射ビームとを干渉させて、ステージ３の位置変
化に応じた側長信号（パルス信号）を出力する。さて本
実施例の露光装置は２つのアライメント系を備えてお
り、１つはTTL−On−Axis方式であり、もう１つはTTL−
Off−Axis方式である。TTL−On−Axis方式とはレチクル
Ｒ上のマークRMとウェハＷ上のマークWMとを投影レンズ
２を介在として同時に検出し、レチクルＲとウェハＷの
位置ずれを直接検出するものであり、TTL−Off−Axis方
式とは投影レンズ２を介してウェハＷ上のマークのみを
検出してウェハＷの装置に対する位置ずれを検出するも
のである。TTL−On−Axis方式のアライメント系は、露
光光とほぼ同一の波形のレーザー光を発振するレーザー
光源10、ビームエクスパンダ11、ミラー12、ビームスキ
ャナー13、ハーフミラー14、対物レンズ15、ミラー16に
より構成されるレーザー光送光系と、空間フィルター1
7、集光レンズ18、光電センサー19により構成される受
光系とによって構成される。ビームスキャナー13にはシ
リンドリカルレンズと振動ミラーとが含まれ、対物レン
ズ15によってレチクルＲに結像された帯状のスポット光
を走査する。このスポット光は投影レンズ２によってウ
ェハＷ上にも結像される。スポット光の走査によりマー
クRMから生じた散乱光はミラー16、対物レンズ15、ハー
フミラー14を介して空間フィルターに入射する。空間フ
ィルター17は正反射光をカットして散乱光を透過するよ
うな窓を有し、透過した散乱光は光電センサー19により
光量として受光される。またスポット光のウェハＷ上で
の走査によりマークWMから生じた回折光は投影レンズ
２、レチクルＲの透明部、ミラー16、対物レンズ15、ハ
ーフミラー14を介して光電検出される。その回折光を検
出する受光系は第２図には示してはいないが、空間フィ
ルター17、レンズ18、及び光電センサー19と同等の構成
である。ただし空間フィルターは散乱光検出用のものと
は異なる形状の窓を有し、回折光を効率よく抽出できる
ように定められている。従ってレチクルＲのマークRMと
ウェハＷとマークWM（回折格子）とは光学的に分離して
検出され、別々の光電信号として取り出される。
適な投影型露光装置の構成を示す図である。第２図にお
いて、レチクルホルダー１に保持されたレチクルＲには
回路パターン以外にアライメント用のマークRMが形成さ
れている。レチクルＲの回路パターンとマークRMとは、
両側テレセントリンクな投影レンズ２を介してウェハＷ
上に結像可能である。ウェハＷ上にはマークRMとアライ
メントされる回折格子状のマークWMが形成されている。
このウェハＷは２次元移動するステージ３上に保持さ
れ、モータ４と送りネジ５とによって移動する。ステー
ジ３の座標位置は、レーザー光波干渉側長器（以下干渉
計とする）６によって計測される。干渉計６はステージ
３に固定された移動鏡７にレーザビーム８を照射し、そ
の反射ビームと基準鏡（不図示）に照射したレーザービ
ームの反射ビームとを干渉させて、ステージ３の位置変
化に応じた側長信号（パルス信号）を出力する。さて本
実施例の露光装置は２つのアライメント系を備えてお
り、１つはTTL−On−Axis方式であり、もう１つはTTL−
Off−Axis方式である。TTL−On−Axis方式とはレチクル
Ｒ上のマークRMとウェハＷ上のマークWMとを投影レンズ
２を介在として同時に検出し、レチクルＲとウェハＷの
位置ずれを直接検出するものであり、TTL−Off−Axis方
式とは投影レンズ２を介してウェハＷ上のマークのみを
検出してウェハＷの装置に対する位置ずれを検出するも
のである。TTL−On−Axis方式のアライメント系は、露
光光とほぼ同一の波形のレーザー光を発振するレーザー
光源10、ビームエクスパンダ11、ミラー12、ビームスキ
ャナー13、ハーフミラー14、対物レンズ15、ミラー16に
より構成されるレーザー光送光系と、空間フィルター1
7、集光レンズ18、光電センサー19により構成される受
光系とによって構成される。ビームスキャナー13にはシ
リンドリカルレンズと振動ミラーとが含まれ、対物レン
ズ15によってレチクルＲに結像された帯状のスポット光
を走査する。このスポット光は投影レンズ２によってウ
ェハＷ上にも結像される。スポット光の走査によりマー
クRMから生じた散乱光はミラー16、対物レンズ15、ハー
フミラー14を介して空間フィルターに入射する。空間フ
ィルター17は正反射光をカットして散乱光を透過するよ
うな窓を有し、透過した散乱光は光電センサー19により
光量として受光される。またスポット光のウェハＷ上で
の走査によりマークWMから生じた回折光は投影レンズ
２、レチクルＲの透明部、ミラー16、対物レンズ15、ハ
ーフミラー14を介して光電検出される。その回折光を検
出する受光系は第２図には示してはいないが、空間フィ
ルター17、レンズ18、及び光電センサー19と同等の構成
である。ただし空間フィルターは散乱光検出用のものと
は異なる形状の窓を有し、回折光を効率よく抽出できる
ように定められている。従ってレチクルＲのマークRMと
ウェハＷとマークWM（回折格子）とは光学的に分離して
検出され、別々の光電信号として取り出される。
一方、TTL−Off−Axis方式のアライメント系は、露光
光とは異なり、レジストを感光させにくい波長のレーザ
ー光を発振するレーザー光源20、ビームエクスパンダ2
1、シリンドリカルレンズ22、ハーフミラー23、対物レ
ンズ24及びミラー25を有する送光系と、空間フィルター
26、集光レンズ27及び光電センサー28を有する受光系と
で構成される。このアライメント系はミラー25に介して
レチクルＲと投影レンズ２との間からレーザー光をウェ
ハＷ上に照射するものである。ウェハＷ上にはシリンド
リカルレンズ22の働きで帯状のスポット光が結像する。
このスポット光は投影レンズ２の投影視野内で静止して
おり、ウェハＷ上の回折格子状のマークWMを検出する場
合は、ステージ３が移動する。マークWMからの回折光は
投影レンズ２、ミラー25、対物レンズ24、ハーフミラー
23、空間フィルター26、集光レンズ27を介して光電セン
サー28により検出される。光電センサー28からの光電信
号は干渉計８からのパルス信号に応答してサンプリング
され、信号波形としてデジタルメモリに記憶される。そ
してその信号波形に基づいてウェハＷの位置が検出され
る。
光とは異なり、レジストを感光させにくい波長のレーザ
ー光を発振するレーザー光源20、ビームエクスパンダ2
1、シリンドリカルレンズ22、ハーフミラー23、対物レ
ンズ24及びミラー25を有する送光系と、空間フィルター
26、集光レンズ27及び光電センサー28を有する受光系と
で構成される。このアライメント系はミラー25に介して
レチクルＲと投影レンズ２との間からレーザー光をウェ
ハＷ上に照射するものである。ウェハＷ上にはシリンド
リカルレンズ22の働きで帯状のスポット光が結像する。
このスポット光は投影レンズ２の投影視野内で静止して
おり、ウェハＷ上の回折格子状のマークWMを検出する場
合は、ステージ３が移動する。マークWMからの回折光は
投影レンズ２、ミラー25、対物レンズ24、ハーフミラー
23、空間フィルター26、集光レンズ27を介して光電セン
サー28により検出される。光電センサー28からの光電信
号は干渉計８からのパルス信号に応答してサンプリング
され、信号波形としてデジタルメモリに記憶される。そ
してその信号波形に基づいてウェハＷの位置が検出され
る。
さて第１図はTTL−On−Axis方式のアライメントに使
われるレチクルＲのマークRMとウェハＷのマークWMとの
関係を示す平面図であり、ここにはレーザー光源10から
のレーザー光によるスポットSPx、SPyも示されている。
ビームスキャナー13はスポット光SPxとSPxのうちいずれ
か一方を走査するものである。スポット光SPxはｙ方向
に伸びたシート状であり、このスポット光SPxはｘ方向
にレチクルＲの窓状のマークRMを横切るように走査され
る。スポット光SPyはｘ方向に伸びたシート状であり、
マークRMをｙ方向に横切るように走査される。スポット
光SPxとSPyはイメージローテータ等により切り替えて作
られるため、同時には走査されない。ウェハＷ上のマー
クWMは回折格子を形成する正方向の格子要素がほぼ正方
形の枠状に規則的に配列したものである。本実施例の回
折格子はｘ方向に伸びた２本と、ｙ方向に伸びた２本と
の計４本で構成され、各回折格子の交点部に位置する格
子要素E1、E2、E3、E4はｘ方向用とｙ方向用とで共用さ
れる。１本の回折格子の幅はスポット光SPx、又はSPyの
幅とほぼ等しく定められ、回折格子の長さ（Lx又はLy）
はスポット光SPx、SPyの長さと同程度かそれ以上に定め
られている。例えば第１図においてスポット光SPxがｘ
方向に走査されると、レチクルＲのマークRMのｙ方向に
伸びたエッジ（ガラス面とクロム層との段差部）から散
乱光が発生する。またスポット光SPxがウェハＷ上のマ
ークWMのうちｙ方向に伸びた回折格子を照射すると、ｙ
方向に広がった分布で回折光が発生するとともに、わず
かではあるがｘ方向に広がった分布の散乱光も発生す
る。このためTTL−On−Axis方式のアライメント系のう
ち散乱光を受光する光電センサー19は、第３図（ａ）に
示すような光電信号IRを出力する。第３図（ａ）におい
て横軸はスポット光SPxの走査位置を表わし、縦軸は光
電信号IRの大きさは表わす。同図中、波形上のピークP1
とP2はマークRMのｙ方向に伸びたエッジ部分に対応し、
ピークP2、P3はマークWMのｙ方向に平行に伸びて、ｘ方
向に間隔Lxで形成された２本の回折格子に対応してい
る。また回折光を受光する光電センサーは第３図（ｂ）
に示すような光電信号IWを出力する。同図中、波形状の
ピークP5、P6はｙ方向に伸びた２本の回折格子からの回
折光に対応している。実際のマーク検出動作において
は、光電信号IRに基づいてピークP1とP4の各走査位置の
中点座標Xrを求め、光電信号IWに基づいてピークP5とP6
の各走査信号の中点座標Xwを求め、その差（Xr−Xw）を
位置ずれ量Δｘとして検出する。ｙ方向の位置ずれ検出
についても同様である。
われるレチクルＲのマークRMとウェハＷのマークWMとの
関係を示す平面図であり、ここにはレーザー光源10から
のレーザー光によるスポットSPx、SPyも示されている。
ビームスキャナー13はスポット光SPxとSPxのうちいずれ
か一方を走査するものである。スポット光SPxはｙ方向
に伸びたシート状であり、このスポット光SPxはｘ方向
にレチクルＲの窓状のマークRMを横切るように走査され
る。スポット光SPyはｘ方向に伸びたシート状であり、
マークRMをｙ方向に横切るように走査される。スポット
光SPxとSPyはイメージローテータ等により切り替えて作
られるため、同時には走査されない。ウェハＷ上のマー
クWMは回折格子を形成する正方向の格子要素がほぼ正方
形の枠状に規則的に配列したものである。本実施例の回
折格子はｘ方向に伸びた２本と、ｙ方向に伸びた２本と
の計４本で構成され、各回折格子の交点部に位置する格
子要素E1、E2、E3、E4はｘ方向用とｙ方向用とで共用さ
れる。１本の回折格子の幅はスポット光SPx、又はSPyの
幅とほぼ等しく定められ、回折格子の長さ（Lx又はLy）
はスポット光SPx、SPyの長さと同程度かそれ以上に定め
られている。例えば第１図においてスポット光SPxがｘ
方向に走査されると、レチクルＲのマークRMのｙ方向に
伸びたエッジ（ガラス面とクロム層との段差部）から散
乱光が発生する。またスポット光SPxがウェハＷ上のマ
ークWMのうちｙ方向に伸びた回折格子を照射すると、ｙ
方向に広がった分布で回折光が発生するとともに、わず
かではあるがｘ方向に広がった分布の散乱光も発生す
る。このためTTL−On−Axis方式のアライメント系のう
ち散乱光を受光する光電センサー19は、第３図（ａ）に
示すような光電信号IRを出力する。第３図（ａ）におい
て横軸はスポット光SPxの走査位置を表わし、縦軸は光
電信号IRの大きさは表わす。同図中、波形上のピークP1
とP2はマークRMのｙ方向に伸びたエッジ部分に対応し、
ピークP2、P3はマークWMのｙ方向に平行に伸びて、ｘ方
向に間隔Lxで形成された２本の回折格子に対応してい
る。また回折光を受光する光電センサーは第３図（ｂ）
に示すような光電信号IWを出力する。同図中、波形状の
ピークP5、P6はｙ方向に伸びた２本の回折格子からの回
折光に対応している。実際のマーク検出動作において
は、光電信号IRに基づいてピークP1とP4の各走査位置の
中点座標Xrを求め、光電信号IWに基づいてピークP5とP6
の各走査信号の中点座標Xwを求め、その差（Xr−Xw）を
位置ずれ量Δｘとして検出する。ｙ方向の位置ずれ検出
についても同様である。
通常、ウェハＷ上にはレジスト層が１〜２μｍ程度の
厚さで形成されているため、光電信号IW中のピークP5、
P6の波形は歪みを受けることがある。この波形歪みはマ
ークWMの位置検出精度を劣化される原因となる。第４図
は第１図に示したマークWMのｘ方向の断面構造を示す。
第４図（ａ）のようにマークWMの各格子要素が凸部で形
成され、その上にレジスト層PRが形成される場合、マー
クWMの段差付近ではレジスト層PRの厚みが不均一にな
る。このためレジスト層での光学的な特性（屈折率、反
射率等）が変化し、干渉現象等が発生して、第４図
（ｂ）に示すように光電信号IWのピーク波形P5、P6が本
来のマーク位置からΔS1、ΔS2だけシフトして発生する
ことがある。この場合、ΔS1、又はΔS2に相当するずれ
量はそのまアライメント誤差として残存してしまう。こ
のシフト量ΔS1、ΔS2の発生はレジストPRの厚みむら以
外の要因によっても起り、発生方向はランダムになる可
能性が高い。
厚さで形成されているため、光電信号IW中のピークP5、
P6の波形は歪みを受けることがある。この波形歪みはマ
ークWMの位置検出精度を劣化される原因となる。第４図
は第１図に示したマークWMのｘ方向の断面構造を示す。
第４図（ａ）のようにマークWMの各格子要素が凸部で形
成され、その上にレジスト層PRが形成される場合、マー
クWMの段差付近ではレジスト層PRの厚みが不均一にな
る。このためレジスト層での光学的な特性（屈折率、反
射率等）が変化し、干渉現象等が発生して、第４図
（ｂ）に示すように光電信号IWのピーク波形P5、P6が本
来のマーク位置からΔS1、ΔS2だけシフトして発生する
ことがある。この場合、ΔS1、又はΔS2に相当するずれ
量はそのまアライメント誤差として残存してしまう。こ
のシフト量ΔS1、ΔS2の発生はレジストPRの厚みむら以
外の要因によっても起り、発生方向はランダムになる可
能性が高い。
そこで本発明の第２の実施例として、ウェハＷ上のマ
ークWMの平面形状を第５図に示すようにｙ方向用に３
本、ｘ方向用に３本の回折格子を田の字状の組み合わ
せ、４隅の要素E1〜E4以外に、交点部に位置する要素
E5、E6、E7、E8、E9をｘ方向用とｙ方向用とに共用す
る。
ークWMの平面形状を第５図に示すようにｙ方向用に３
本、ｘ方向用に３本の回折格子を田の字状の組み合わ
せ、４隅の要素E1〜E4以外に、交点部に位置する要素
E5、E6、E7、E8、E9をｘ方向用とｙ方向用とに共用す
る。
このようなマークWMの場合、スポット光SPxによりｘ
方向の走査を行なうと、要素E1、E8、E3を含む回折格
子、要素E5、E6、E7を含む回折格子及び要素E2、E9、E4
を含む回折格子の夫々から強い回折光が発生する。この
ときの光電信号IWの波形には第６図に示すように３つの
ピークP5、P6、P7が生じる。例えばｘ方向に並んだ３本
の回折格子が同じ間隔で形成されているとすると、ピー
クP5の位置Xa、ピークP7の位置Xb、及びピークP6の位置
Xcの各値を求め、この３つの値の加算平均値（Xa＋Xb＋
Xc）/3を求めると、マークWMの中心位置が検出できる。
この場合、回折格子を複数本にして加算平均を用いるた
め、ランダムに生じる波形上のシフト量に起因したアラ
イメント誤差は平均化効果により小さくなる。
方向の走査を行なうと、要素E1、E8、E3を含む回折格
子、要素E5、E6、E7を含む回折格子及び要素E2、E9、E4
を含む回折格子の夫々から強い回折光が発生する。この
ときの光電信号IWの波形には第６図に示すように３つの
ピークP5、P6、P7が生じる。例えばｘ方向に並んだ３本
の回折格子が同じ間隔で形成されているとすると、ピー
クP5の位置Xa、ピークP7の位置Xb、及びピークP6の位置
Xcの各値を求め、この３つの値の加算平均値（Xa＋Xb＋
Xc）/3を求めると、マークWMの中心位置が検出できる。
この場合、回折格子を複数本にして加算平均を用いるた
め、ランダムに生じる波形上のシフト量に起因したアラ
イメント誤差は平均化効果により小さくなる。
さて第７図は本発明の第３図の実施例によるマークWM
の平面形状を表わし、本実施例では正方形の格子要素を
ｘ方向とｙ方向とに関して一定のピッチで密に配列した
２次元回折格子とする。この場合、回折格子の各要素の
夫々は全て２次元回折格子のｘ方向用とｙ方向用とに共
用されている。第８図は第７図はｘ方向の部分断面を示
し、このようなマークWM上にレジスト層PRが形成される
と、マークWMのｘ方向の両脇に位置する回折格子EL、ER
の周辺においてはレジスト層PRの厚みむらが顕著に現わ
れる。ところが回折格子EL、ERの内側に位置する回折格
子群の周辺においてはレジスト層PRの厚みむらは極めて
少なくなり、レジスト層PRの表面も平坦化される。この
マークWMをスポット光SPxでｘ方向に走査すると、光電
信号IWにはｘ方向に関して６つのピーク波形が現われ
る。そこで回折格子EL、ERに対応した両脇のピーク波形
はマーク位置検出の処理には使わずに無視し、内側にあ
る４つのピーク波形に基づいて、加算平均等の演算を用
いてマーク位置検出を行なうようにする。このようにす
ると、レジスト層PRの厚みむらが少なくなるため両脇を
のぞいた複数の回折格子の夫々で生じるシフト量も少な
くなる。さらに複数の回折格子による平均化効果も得ら
れるためランダムに発生する検出誤差も総合的には小さ
くなるといった利点も得られる。
の平面形状を表わし、本実施例では正方形の格子要素を
ｘ方向とｙ方向とに関して一定のピッチで密に配列した
２次元回折格子とする。この場合、回折格子の各要素の
夫々は全て２次元回折格子のｘ方向用とｙ方向用とに共
用されている。第８図は第７図はｘ方向の部分断面を示
し、このようなマークWM上にレジスト層PRが形成される
と、マークWMのｘ方向の両脇に位置する回折格子EL、ER
の周辺においてはレジスト層PRの厚みむらが顕著に現わ
れる。ところが回折格子EL、ERの内側に位置する回折格
子群の周辺においてはレジスト層PRの厚みむらは極めて
少なくなり、レジスト層PRの表面も平坦化される。この
マークWMをスポット光SPxでｘ方向に走査すると、光電
信号IWにはｘ方向に関して６つのピーク波形が現われ
る。そこで回折格子EL、ERに対応した両脇のピーク波形
はマーク位置検出の処理には使わずに無視し、内側にあ
る４つのピーク波形に基づいて、加算平均等の演算を用
いてマーク位置検出を行なうようにする。このようにす
ると、レジスト層PRの厚みむらが少なくなるため両脇を
のぞいた複数の回折格子の夫々で生じるシフト量も少な
くなる。さらに複数の回折格子による平均化効果も得ら
れるためランダムに発生する検出誤差も総合的には小さ
くなるといった利点も得られる。
尚、第７図、第８図に示した回折格子群において格子
要素は正方形とし、格子要素と格子要素との間の間隔も
要素の寸法と同じにしてある。このためスポット光SPx
（又はSPy）の走査方向の幅は格子要素の走査方向の寸
法とほぼ等しくしておくことが望ましい。またTTL−Off
−Axis方式のレーザースポット光によるマークWMの検出
も同様に実施できる。この場合、TTL−On−Axis方式の
スポット光SPx、SPyとTTL−Off−Axis方式のスポット光
とをウェハ上で同一の形状にしておくと、ウェハ上の同
じマーク（回折格子）をそれぞれのスポット光で検出で
きるため、On−Axis用とOff−Axis用とで別々のマーク
を設けておく必要がないといった利点がある。また第１
図に示したマークWMは、ｘ方向用とｙ方向用との各２本
の回折格子を井桁状に組んだ形にしてもよい。
要素は正方形とし、格子要素と格子要素との間の間隔も
要素の寸法と同じにしてある。このためスポット光SPx
（又はSPy）の走査方向の幅は格子要素の走査方向の寸
法とほぼ等しくしておくことが望ましい。またTTL−Off
−Axis方式のレーザースポット光によるマークWMの検出
も同様に実施できる。この場合、TTL−On−Axis方式の
スポット光SPx、SPyとTTL−Off−Axis方式のスポット光
とをウェハ上で同一の形状にしておくと、ウェハ上の同
じマーク（回折格子）をそれぞれのスポット光で検出で
きるため、On−Axis用とOff−Axis用とで別々のマーク
を設けておく必要がないといった利点がある。また第１
図に示したマークWMは、ｘ方向用とｙ方向用との各２本
の回折格子を井桁状に組んだ形にしてもよい。
（発明の効果） 以上本発明によれば、小さな専有面積で２次元的なア
ライメントマークが形成できるため、ウェハ等の基板上
のチップとチップとの間のストリートライン（スクライ
ブライン）中にマークを設けても、ストリートラインの
幅がそれ程大きくならないといった利点がある。
ライメントマークが形成できるため、ウェハ等の基板上
のチップとチップとの間のストリートライン（スクライ
ブライン）中にマークを設けても、ストリートラインの
幅がそれ程大きくならないといった利点がある。
第１図は本発明の第１の実施例によるアライメントマー
クの形状を示す平面図、第２図は本発明の方法を適用す
るのに好適な露光装置の構成を示す図、第３図は光電信
号の波形図、第４図はレジスト層の影響を受けた光電信
号の波形図、第５図は本発明の第２の実施例によるアラ
イメントマークの形状を示す平面図、第６図は第５図の
マークを検出したときの光電信号の波形図、第７図は第
３の実施例によるアライメントマークの形状を示す平面
図、第８図は第７図のマークの断面構造を示す断面図で
ある。 （主要部分の符号の説明） Ｗ……ウェハ WM……アライメントマーク SPx、SPy……スポット光 E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9……格子要素
クの形状を示す平面図、第２図は本発明の方法を適用す
るのに好適な露光装置の構成を示す図、第３図は光電信
号の波形図、第４図はレジスト層の影響を受けた光電信
号の波形図、第５図は本発明の第２の実施例によるアラ
イメントマークの形状を示す平面図、第６図は第５図の
マークを検出したときの光電信号の波形図、第７図は第
３の実施例によるアライメントマークの形状を示す平面
図、第８図は第７図のマークの断面構造を示す断面図で
ある。 （主要部分の符号の説明） Ｗ……ウェハ WM……アライメントマーク SPx、SPy……スポット光 E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9……格子要素
Claims (3)
- 【請求項１】表面に微少量の凸部、又は凹部よりなる要
素を規則的に配列した回折格子が形成された基板をアラ
イメントする方法において、前記回折格子は第１の方向
に平行に伸びて複数本が形成されるとともに、該第１の
方向と交差する第２の方向に平行に伸びて複数本が形成
され、前記第１方向の回折格子と前記第２方向の回折格
子との少なくとも交差部においては前記要素が共通にな
るように配置され、前記第１方向の複数の回折格子の夫
々と前記第２方向の複数の回折格子の夫々とを光ビーム
により相対的に走査し、各回折格子からの回折光を光電
検出することによって、前記基板の２次元的なアライメ
ントを行うことを特徴とするアライメント方法。 - 【請求項２】前記回折格子の要素は、前記第１方向と第
２方向との夫々に所定のピッチで２次元的に配列されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
法。 - 【請求項３】前記第１方向もしくは第２方向に平行に配
列された回折格子は３本以上であり、該回折格子群のう
ち少なくとも両端に位置する回折格子からの回折光は前
記アライメントの際に無視することを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217577A JPH0810126B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | アライメント方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217577A JPH0810126B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | アライメント方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9844495A Division JP2674561B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | アライメント方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6371603A JPS6371603A (ja) | 1988-04-01 |
| JPH0810126B2 true JPH0810126B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=16706458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61217577A Expired - Fee Related JPH0810126B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | アライメント方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810126B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119574B2 (ja) * | 1988-09-12 | 1995-12-20 | 富士通株式会社 | 二次元位置検出方法 |
| US7271907B2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-09-18 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus with two-dimensional alignment measurement arrangement and two-dimensional alignment measurement method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5725127A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Battery disconnection warning device |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61217577A patent/JPH0810126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6371603A (ja) | 1988-04-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |