JPS5825638A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPS5825638A JPS5825638A JP56124211A JP12421181A JPS5825638A JP S5825638 A JPS5825638 A JP S5825638A JP 56124211 A JP56124211 A JP 56124211A JP 12421181 A JP12421181 A JP 12421181A JP S5825638 A JPS5825638 A JP S5825638A
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- Japan
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- wafer
- reticle
- alignment
- light
- optical system
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7065—Production of alignment light, e.g. light source, control of coherence, polarization, pulse length, wavelength
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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- G—PHYSICS
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体ウエノ・−の焼き付は装置、史に詳しく
はレチクル上にある回路パターンをウェハー上に位１４
合せ露光を行う装置に関するものである。
はレチクル上にある回路パターンをウェハー上に位１４
合せ露光を行う装置に関するものである。
昨今のウエノ・−の大型化、回路ハターンの微細化は従
来の一括露光方式では問題とならなかった様な諸問題を
顕在化させた。
来の一括露光方式では問題とならなかった様な諸問題を
顕在化させた。
例えば、周囲の環境温１ｙに伴うウェハーの熱膨張の問
題、プロセス処理を経る事に伴うウェハーの歪の問題、
使用する露光装置のクセによるパターンの微小な変形等
である。これらの問題は高速化、高集積化が追求され、
回路パターンが微細化するにつれ愈々問題として現われ
てきた。ステッパーは上記の問題を解決する為に現れた
手法と言える。ステッパーは次の様な利点を持っている
。即ち １）縮小結像系とする事により解像力の高いレンズが設
計し易い。
題、プロセス処理を経る事に伴うウェハーの歪の問題、
使用する露光装置のクセによるパターンの微小な変形等
である。これらの問題は高速化、高集積化が追求され、
回路パターンが微細化するにつれ愈々問題として現われ
てきた。ステッパーは上記の問題を解決する為に現れた
手法と言える。ステッパーは次の様な利点を持っている
。即ち １）縮小結像系とする事により解像力の高いレンズが設
計し易い。
２） ウェハーを部分部分に分割して露光していく為、
ウェハーの全体的な歪を補正する事ができる。
ウェハーの全体的な歪を補正する事ができる。
３）縮小系とする事によりレチクル側の塵埃の影響を受
けにくい 等々である。
けにくい 等々である。
ステッパーの方式はレチクルとウェハーの位置合せ、即
ちアライメントの方式によってオフアクシス方式とＴＴ
Ｌ方式に大別される。オフアクシス方式は結像レンズを
′介さずに、あらかじめ結像レンズとの相対位置が分っ
ているアライメント顕微鏡を用いてウェハーを位置決め
する方法である。ウェハーは位置決めされた後、所定敏
だけ高精度に送られ、その状態がレチクルと整合したと
見ｔａされる。この方法はあく迄も間接的な整合方法で
ある為誤差を招き易く、又、ウェハーの歪みのうちのラ
ンダム成分には対処するのが難しいという欠点を持つ。
ちアライメントの方式によってオフアクシス方式とＴＴ
Ｌ方式に大別される。オフアクシス方式は結像レンズを
′介さずに、あらかじめ結像レンズとの相対位置が分っ
ているアライメント顕微鏡を用いてウェハーを位置決め
する方法である。ウェハーは位置決めされた後、所定敏
だけ高精度に送られ、その状態がレチクルと整合したと
見ｔａされる。この方法はあく迄も間接的な整合方法で
ある為誤差を招き易く、又、ウェハーの歪みのうちのラ
ンダム成分には対処するのが難しいという欠点を持つ。
一方のＴＴＬ方式はレチクルとウエノ・−のアライメン
ト状態を結像レンズを介して観測し、アライメントを行
う方式である。オフアクシス法の様に結像レンズの外に
基準位置を別に設ける必要は無いという意味でＴＴＬは
優れている。
ト状態を結像レンズを介して観測し、アライメントを行
う方式である。オフアクシス法の様に結像レンズの外に
基準位置を別に設ける必要は無いという意味でＴＴＬは
優れている。
ステッパーの太さな目的の一つけウェハーの部分部分に
ついてアライメントを行い最適化して行く事によってト
ータルなアライメント精度を上げる事にある。ＴＴＬは
各ショット毎に結像レンズを介してアライメント状態を
確認できるというメリットも持っている。
ついてアライメントを行い最適化して行く事によってト
ータルなアライメント精度を上げる事にある。ＴＴＬは
各ショット毎に結像レンズを介してアライメント状態を
確認できるというメリットも持っている。
本発明の目的は、□従って投影レンズを介してアライメ
ントするべきレチクルの様な第１物体とウェハーの様な
第２物体を直接観察し、ずれ量を検知して駆動するＴＴ
Ｌアライメント機能を備えた露光装置を提供する事にあ
る。
ントするべきレチクルの様な第１物体とウェハーの様な
第２物体を直接観察し、ずれ量を検知して駆動するＴＴ
Ｌアライメント機能を備えた露光装置を提供する事にあ
る。
本発明の別の目的は、又、レチクル上の回路パターン大
きさの変化に合わせて投影レンズに対して任意の箇所に
アライメントマークを設定する事ができ、装置上に特別
なアライメントマーク用の位置を設ける必要の無いフレ
キシビリテイに富む露光装置を提供する事にある。
きさの変化に合わせて投影レンズに対して任意の箇所に
アライメントマークを設定する事ができ、装置上に特別
なアライメントマーク用の位置を設ける必要の無いフレ
キシビリテイに富む露光装置を提供する事にある。
本発明の更に別の目的は、露光を行うま捷の状態となっ
ているレチクルとウェハーのアライメント状態を直接確
認し、両者の関係を保ったまま露光動作にうつる事ので
きる、誤差要因の少い高精度な装置を提供する事にある
。
ているレチクルとウェハーのアライメント状態を直接確
認し、両者の関係を保ったまま露光動作にうつる事ので
きる、誤差要因の少い高精度な装置を提供する事にある
。
本発明の別の目的は、コントラストの低いしエバーから
でもアライメントの信号を検知できるコントラストの強
調機能を持ったアライメント機能を持った露光装置を提
供する事にある。
でもアライメントの信号を検知できるコントラストの強
調機能を持ったアライメント機能を持った露光装置を提
供する事にある。
本発明の匹に別の目的はアライメントの際、マスクから
とウェハーからの信号を分離し、独立に取）出す為に偏
光素子が投影光学系の中に挿入された露光装置を提供す
る事である。
とウェハーからの信号を分離し、独立に取）出す為に偏
光素子が投影光学系の中に挿入された露光装置を提供す
る事である。
本発明の別な目的ｄニアライメントの際、焼付光と同−
又は等価な波長の光を用いて検出を行い、投影レンズの
色収差の影響を受けない露光装置を提供する車にある。
又は等価な波長の光を用いて検出を行い、投影レンズの
色収差の影響を受けない露光装置を提供する車にある。
本発明による露光装置の概要を以下図を参照しながら説
明を行う。
明を行う。
第１図に本発明の一実施例を示す。図中１で示されたレ
チクルが投影レンズ２を介してウェハー３上に結像され
る。レチクルはレチクルステージ上に載置されあらかじ
め所定の関係を満足する様ＫＡ整が行なわれる。レチク
ルには初期位置設定用のマークが刻まれており、このマ
ークと機械本体についているマークを整合させる事によ
りレチクルセットが完了する。整合動作は不図示のレチ
クル駆動ステージによってなされるが、駆動着の検出に
はレチクルステージを上から覗く格好で取り付いている
アライメントマ−プ基が活用される。本発明の方式では
レチクルとウェハーのずれを直接計測する為しチクルの
位置設定は前述のオフアクシス方式程酷しくけない。機
械本体についているレチクルセットマークはウェハーを
ステップさせるウェハーステージ４のステップ軸である
Ｘ、Ｙ軸とマツチする様（（セツティングされている。
チクルが投影レンズ２を介してウェハー３上に結像され
る。レチクルはレチクルステージ上に載置されあらかじ
め所定の関係を満足する様ＫＡ整が行なわれる。レチク
ルには初期位置設定用のマークが刻まれており、このマ
ークと機械本体についているマークを整合させる事によ
りレチクルセットが完了する。整合動作は不図示のレチ
クル駆動ステージによってなされるが、駆動着の検出に
はレチクルステージを上から覗く格好で取り付いている
アライメントマ−プ基が活用される。本発明の方式では
レチクルとウェハーのずれを直接計測する為しチクルの
位置設定は前述のオフアクシス方式程酷しくけない。機
械本体についているレチクルセットマークはウェハーを
ステップさせるウェハーステージ４のステップ軸である
Ｘ、Ｙ軸とマツチする様（（セツティングされている。
従ってレチクルのセットが完了した時点ではレチクルの
Ｘ、Ｙ軸と、ウェハーステージのＸ、Ｙ軸とは高精度で
平行が出ている事になる。この精度はウェハーをステッ
プさせて次の焼付は位置に来た時のアライメント補正量
と密接な関係がある。レチクルのセットマークは焼き付
けるべきレチクル上の回路パターンとは独立に設定でき
る性格のものであり、又、対応する機械側のマークの位
置が定まっているので、その位置はあらかじめ定められ
ている。レチクルのアライメントを行う際にはアライメ
ントスコープの対物レンズがマークに相当する位置まで
移動しマークを光電的に検知する。検知゛方式は後述の
レチクル・ウェハー合致方式と共用可能である。
Ｘ、Ｙ軸と、ウェハーステージのＸ、Ｙ軸とは高精度で
平行が出ている事になる。この精度はウェハーをステッ
プさせて次の焼付は位置に来た時のアライメント補正量
と密接な関係がある。レチクルのセットマークは焼き付
けるべきレチクル上の回路パターンとは独立に設定でき
る性格のものであり、又、対応する機械側のマークの位
置が定まっているので、その位置はあらかじめ定められ
ている。レチクルのアライメントを行う際にはアライメ
ントスコープの対物レンズがマークに相当する位置まで
移動しマークを光電的に検知する。検知゛方式は後述の
レチクル・ウェハー合致方式と共用可能である。
レチクルのセットが完了した後には実際のウェハーとの
位置合せ露光という手順を踏む事になる。Ｔ Ｔ Ｔ、
方式では投影レンズに色収差が存在する為マスクとウェ
ハーのピントが合っているのは焼き付は波長のみで他の
波長ではピントが狂ってしまう。池の波長でもピントを
合わせる為に投影レンズの一部を切り換えたり、付加的
にレンズを挿入する等の方法が知られている。
位置合せ露光という手順を踏む事になる。Ｔ Ｔ Ｔ、
方式では投影レンズに色収差が存在する為マスクとウェ
ハーのピントが合っているのは焼き付は波長のみで他の
波長ではピントが狂ってしまう。池の波長でもピントを
合わせる為に投影レンズの一部を切り換えたり、付加的
にレンズを挿入する等の方法が知られている。
これらの方法はフォトレジストに感光しない光を用いる
事ができるというメリットのある反面、切り換えやレン
ズ付加の動作に伴う誤差を生じ、又、投影レンズの色収
差的か問題や動作に伴う所要時間の問題等を含んでいる
。従ってステッパー程の微細アライメントが必要な装置
となると焼き付は波長、又はそれと等価な光で付加レン
ズ等を介さず直接投影光学系自体を用いてレチクルとウ
ェハーの整合状態を観察するのが好ましい事になる。従
来、この思想で公知の実施例では光源として水銀灯を用
いて光電検知を行っている。しかし、従来公知の様にウ
ェハーは光の反射物体である為、通常の明視野的な検知
法ではコントラストを充分に取れないケースが頻出する
。この解決法として光学的にコントラストを上げる暗視
野的な検知法があるわけであるが、水銀灯からの光をフ
ァイバーで導いて来る方式では明るさが全く不足してし
まう。
事ができるというメリットのある反面、切り換えやレン
ズ付加の動作に伴う誤差を生じ、又、投影レンズの色収
差的か問題や動作に伴う所要時間の問題等を含んでいる
。従ってステッパー程の微細アライメントが必要な装置
となると焼き付は波長、又はそれと等価な光で付加レン
ズ等を介さず直接投影光学系自体を用いてレチクルとウ
ェハーの整合状態を観察するのが好ましい事になる。従
来、この思想で公知の実施例では光源として水銀灯を用
いて光電検知を行っている。しかし、従来公知の様にウ
ェハーは光の反射物体である為、通常の明視野的な検知
法ではコントラストを充分に取れないケースが頻出する
。この解決法として光学的にコントラストを上げる暗視
野的な検知法があるわけであるが、水銀灯からの光をフ
ァイバーで導いて来る方式では明るさが全く不足してし
まう。
光量不足の問題についてこれを解決し、暗視野的な検出
を可能１．た光電検出系については例ム えば本出願人による特開昭５２−１３２８５１がある。
を可能１．た光電検出系については例ム えば本出願人による特開昭５２−１３２８５１がある。
この方式は光源として高輝度を得られるレーザーに着目
し、レーザービームを物体面上で走査するものである。
し、レーザービームを物体面上で走査するものである。
レーザーとしては通常６３２．８ｎｍの発振波長を持ッ
Ｈｅ−Ｎｅレーザーが常用される。
Ｈｅ−Ｎｅレーザーが常用される。
本発明に従うとのシステムでは投影光学系が２線（４３
６ｎｍ）又は７線とｈ線（４０５ｎｍ）に対して補正さ
れている。Ｈｅ−Ｎｅレーザーの６３２．８ｎｍを用い
る事は色収差が余りに大きくなってし寸う為不可である
。本発明では従って？線と近接した波長４４１．６ｎｍ
のＨｅ−０ｄレーザーを用いる事を特徴としている。投
影レンズで補正されている２線の近傍である為、４４１
．６ｎｍでの収差発生所は僅小であり、投影レンズは最
高の性能を発揮して像の劣化は殆ど認められ寿い事が判
明した。従って本発明の装［１イにｌ−１ｅ（，３（１
イ弯 ：：ｇ １図の投影光学系はこのｔ＋ｈにレチクル個に
対してもウェハー側に対してもテｌ／セントリックであ
るという特徴を持っている。主光線がレチクルに対して
垂直になっている為、対物レンズはレチクルの何処にセ
ットしても全く同じ条件となる。公知の投影系の多くは
レチクル個はテレ七ントリックになっておらず、従って
レチクル？観奈する位Ｉｆを変えると主光−の方向が変
化してし１いウェハーから反射して戻って来る光の方向
が変化してしまうという点があった。
６ｎｍ）又は７線とｈ線（４０５ｎｍ）に対して補正さ
れている。Ｈｅ−Ｎｅレーザーの６３２．８ｎｍを用い
る事は色収差が余りに大きくなってし寸う為不可である
。本発明では従って？線と近接した波長４４１．６ｎｍ
のＨｅ−０ｄレーザーを用いる事を特徴としている。投
影レンズで補正されている２線の近傍である為、４４１
．６ｎｍでの収差発生所は僅小であり、投影レンズは最
高の性能を発揮して像の劣化は殆ど認められ寿い事が判
明した。従って本発明の装［１イにｌ−１ｅ（，３（１
イ弯 ：：ｇ １図の投影光学系はこのｔ＋ｈにレチクル個に
対してもウェハー側に対してもテｌ／セントリックであ
るという特徴を持っている。主光線がレチクルに対して
垂直になっている為、対物レンズはレチクルの何処にセ
ットしても全く同じ条件となる。公知の投影系の多くは
レチクル個はテレ七ントリックになっておらず、従って
レチクル？観奈する位Ｉｆを変えると主光−の方向が変
化してし１いウェハーから反射して戻って来る光の方向
が変化してしまうという点があった。
この為、アライメントスコープはレチクルの特定の位置
に対して藺整され、逆にその位置でしかアライメントを
行う事ができないという欠点があった。アライメントマ
ークを置く位置はしチクルに設定される回路パターンの
大きさに関係無く決捷ってしまうのでアライメント動作
が複雑となる。即ち、所定の位置で位置合わせしてもＡ
Ａマーク同志が合致した事にすぎず、ウェハー上に転写
されているパターンとレチクル上のパターンが合致した
事にはならないからである。レチクルのＡＡマークの中
心と回路パターンの中心間の距離とウェハーのＡＡマー
クの中心と回路パターン中心の距離は投影系の倍率で換
算したとしても一般に異っている（第２図（ａ）参照）
。このずれ量はあらかじめわかっている址なので、従来
の方式ではＡＡマーク同志を合わせた後、ウェハーを所
定量だけ０．１μｍ精度の駆動をしてやって初めてレチ
クルとウェハーがアライメントが完了する事となる。従
来法だと従って、Ａ人マークを合致させてからはひたす
らレーザー干渉計などを用いたステージの送シ精変に依
存するシーケンスにならざるを得す、シーケンスの複雑
さのみならず、時間のロスが大きく複雑高精度で環境設
定も酷しいステージを持つ事が必須となってしまう。こ
の原因は投影レンズの為アライメントマークを設定でき
る位置が限定されてしまうという事に起因している事は
前述の通りである。
に対して藺整され、逆にその位置でしかアライメントを
行う事ができないという欠点があった。アライメントマ
ークを置く位置はしチクルに設定される回路パターンの
大きさに関係無く決捷ってしまうのでアライメント動作
が複雑となる。即ち、所定の位置で位置合わせしてもＡ
Ａマーク同志が合致した事にすぎず、ウェハー上に転写
されているパターンとレチクル上のパターンが合致した
事にはならないからである。レチクルのＡＡマークの中
心と回路パターンの中心間の距離とウェハーのＡＡマー
クの中心と回路パターン中心の距離は投影系の倍率で換
算したとしても一般に異っている（第２図（ａ）参照）
。このずれ量はあらかじめわかっている址なので、従来
の方式ではＡＡマーク同志を合わせた後、ウェハーを所
定量だけ０．１μｍ精度の駆動をしてやって初めてレチ
クルとウェハーがアライメントが完了する事となる。従
来法だと従って、Ａ人マークを合致させてからはひたす
らレーザー干渉計などを用いたステージの送シ精変に依
存するシーケンスにならざるを得す、シーケンスの複雑
さのみならず、時間のロスが大きく複雑高精度で環境設
定も酷しいステージを持つ事が必須となってしまう。こ
の原因は投影レンズの為アライメントマークを設定でき
る位置が限定されてしまうという事に起因している事は
前述の通りである。
従来、ウェハー側をテレセントリックにするという考え
方は本出願人によるｌ特公昭５４−１１７０４に見られ
る様にウェハー観察の問題、デフォーカスによる像の大
きさの安定度といつだ点で公知の実施形である。本発明
の実施例でｈ更にレチクル側もテレセンドリンクとする
事によりアライメントマーク設定位置に対する制限を取
り除いている。この為アライメントマークはレチクルの
任意の位置に置く事が可能となり、レチクルの回路パタ
ーンに隣接して、例えばスクライプ線に相当する所に入
れる事が５丁能となった（第２図（ｂ）を参照）。レチ
クル側までテレセントリックとする光学系は既に等焙焼
付装置などで実用化されており、今回のステッパーに於
いても重要な役割を果たす事となるのである。
方は本出願人によるｌ特公昭５４−１１７０４に見られ
る様にウェハー観察の問題、デフォーカスによる像の大
きさの安定度といつだ点で公知の実施形である。本発明
の実施例でｈ更にレチクル側もテレセンドリンクとする
事によりアライメントマーク設定位置に対する制限を取
り除いている。この為アライメントマークはレチクルの
任意の位置に置く事が可能となり、レチクルの回路パタ
ーンに隣接して、例えばスクライプ線に相当する所に入
れる事が５丁能となった（第２図（ｂ）を参照）。レチ
クル側までテレセントリックとする光学系は既に等焙焼
付装置などで実用化されており、今回のステッパーに於
いても重要な役割を果たす事となるのである。
回路パターンに隣接してアライメントマークを配置でき
るという事はアライメントマーク同志を合わせた事が、
そのま壕レチクルの回路パターンとウェハーの回路パタ
ーンとの合致【運が°るという事を意味している。従っ
て次にアライメントマークを観察している顕微鏡が焼き
付は光を邪魔しない状態になると、レチクルとウェハー
はアライメントされたままの状態で露光動作と入る事と
なる。従来の様に回路パターン同志を合わせる為に所定
の量だけ高精度で送るという誤差要因を背負わ無い分、
本発明のシステムは安定度が高い。
るという事はアライメントマーク同志を合わせた事が、
そのま壕レチクルの回路パターンとウェハーの回路パタ
ーンとの合致【運が°るという事を意味している。従っ
て次にアライメントマークを観察している顕微鏡が焼き
付は光を邪魔しない状態になると、レチクルとウェハー
はアライメントされたままの状態で露光動作と入る事と
なる。従来の様に回路パターン同志を合わせる為に所定
の量だけ高精度で送るという誤差要因を背負わ無い分、
本発明のシステムは安定度が高い。
レチクル側をテレセントリックとする事のもう一つの利
点は先知述べたレーザー光学系適用の件がある。第１図
には公知の実施形に基づいたレーザー光学系の構成が示
しである。図中５がＨｅ −Ｃｄ レーザー、６が回
転ポリゴンを示している。具体的な光学配置の詳細は例
えば本田ぐミしχ℃・る 願人による特開昭５６−２４５０４等に詳渉騙ヵので、
ここでは省略するが、レーザー光を集光して得られるス
ポット又はスリットをボリゴ／＾ 介して物体面上で走査する光学系が図示されている。走
査スポットは物体面上を走査する際アライメントマーク
のエツジの部分で散乱する。
点は先知述べたレーザー光学系適用の件がある。第１図
には公知の実施形に基づいたレーザー光学系の構成が示
しである。図中５がＨｅ −Ｃｄ レーザー、６が回
転ポリゴンを示している。具体的な光学配置の詳細は例
えば本田ぐミしχ℃・る 願人による特開昭５６−２４５０４等に詳渉騙ヵので、
ここでは省略するが、レーザー光を集光して得られるス
ポット又はスリットをボリゴ／＾ 介して物体面上で走査する光学系が図示されている。走
査スポットは物体面上を走査する際アライメントマーク
のエツジの部分で散乱する。
その散乱光のみが光電検出器７，８に導れるのである。
投影光学系がレチクル側、ウエノ・−側ともテレセント
リックなので、垂直入射した光は垂直反射して再び顕微
鏡系に戻るのである。
リックなので、垂直入射した光は垂直反射して再び顕微
鏡系に戻るのである。
ウェハー側は前記の理由でテレセンドリンクに構成され
るのが一般的であるが、レチクル側がテレセンドリンク
に設計されていないとウェハーからの反射光は垂直に戻
らず暗視野検出を達成するのが難しくなる。
るのが一般的であるが、レチクル側がテレセンドリンク
に設計されていないとウェハーからの反射光は垂直に戻
らず暗視野検出を達成するのが難しくなる。
Ｈｅ−Ｃｄレーザーの導入は従ってレチクル−ウェハー
の双方にテレセントリックな投影レンズとの組合せで効
果が大きい。Ｈｅ−Ｃｄレーザーは又、色収差を問題と
しなくて良い点、投影レンズに色収差的な面で何等の負
担をかけない点でもメリットが大きい。
の双方にテレセントリックな投影レンズとの組合せで効
果が大きい。Ｈｅ−Ｃｄレーザーは又、色収差を問題と
しなくて良い点、投影レンズに色収差的な面で何等の負
担をかけない点でもメリットが大きい。
第１図に示す実施例のもう一つの大きな特徴は偏光の利
用にある。レーザー光は偏光していル為、偏光ビームス
プリッタ−１４等の光学素子を活用する事により、光電
検出の光を効率的に利用する事ができる。更に、レチク
ルからの信号を検出する際、下地のウェハーの反射の影
響を受けない様にする為にレチクルから直接反射シてア
ライノ／トスコープに戻ってくる光と、ウェハー迄到達
してから戻ってくる光の偏光状態を異った状態、例えば
直交させてやる事が望ましい。こうする事により下地の
影響を受けない安定した信号としてレチクルの情報を取
り出す事ができる。
用にある。レーザー光は偏光していル為、偏光ビームス
プリッタ−１４等の光学素子を活用する事により、光電
検出の光を効率的に利用する事ができる。更に、レチク
ルからの信号を検出する際、下地のウェハーの反射の影
響を受けない様にする為にレチクルから直接反射シてア
ライノ／トスコープに戻ってくる光と、ウェハー迄到達
してから戻ってくる光の偏光状態を異った状態、例えば
直交させてやる事が望ましい。こうする事により下地の
影響を受けない安定した信号としてレチクルの情報を取
り出す事ができる。
従来、こうした偏光による分離を行う為にとられてきた
手段はアライメント時に投影レンズの一部を切り換えて
、その際の挿入レンズの一部 部としてｉ板を配置するという方式がとられてきた。切
り換えを行うのは主として投影レンズの色補正の関係で
あったが、本発明でけＨｅ−０ｄレーザーを応用する事
により、レンズを切り替える必要がない。
手段はアライメント時に投影レンズの一部を切り換えて
、その際の挿入レンズの一部 部としてｉ板を配置するという方式がとられてきた。切
り換えを行うのは主として投影レンズの色補正の関係で
あったが、本発明でけＨｅ−０ｄレーザーを応用する事
により、レンズを切り替える必要がない。
λ
る解像力の劣化が問題となる。Ｔ板は軸上結像光束が成
る可く平行光に近い所に入れれば解像λ 力は殆ど劣化しない事が確かめられた。７板を２枚の結
晶板の貼り合わせで作るとして、結晶の総金属をｄ１結
晶の常光線の屈折率を０１常、 λ る軸上マージナル光線の傾きを！、■板に入射する軸外
最大主光線の結晶内常光線の角度をθ、波長をλとした
時、 の関係を満たしている事が好ましい。
る可く平行光に近い所に入れれば解像λ 力は殆ど劣化しない事が確かめられた。７板を２枚の結
晶板の貼り合わせで作るとして、結晶の総金属をｄ１結
晶の常光線の屈折率を０１常、 λ る軸上マージナル光線の傾きを！、■板に入射する軸外
最大主光線の結晶内常光線の角度をθ、波長をλとした
時、 の関係を満たしている事が好ましい。
λ
１板は投影レンズの中、即ち、レチクルとウェハーの中
間の光路中に挿入されている。第１λ 図の例では１板９は投影レンズの中間位１４に配置され
ている。
間の光路中に挿入されている。第１λ 図の例では１板９は投影レンズの中間位１４に配置され
ている。
λ
１板を入れだま甘で焼き伺けを行っても解像力劣化が見
られない所よゆ、光重信号の分離が焼き付はレンズをそ
のま１用いて可能となった。
られない所よゆ、光重信号の分離が焼き付はレンズをそ
のま１用いて可能となった。
第１図の系では７がウエノ・−迄到達した光を受けるフ
ォトディテクター８がレチクルから直接アライメントス
コープに戻ってくる光を受けるフォトディテクターを意
味している。
ォトディテクター８がレチクルから直接アライメントス
コープに戻ってくる光を受けるフォトディテクターを意
味している。
第１図で残りの部分の作用は１０で示されるファイバー
が目視又はＴＶで観察する場合の光源となっている。ウ
ェハー文運した光は１１のビームスプリッタ−を介して
、１２の撮像素子迄導れている。目視又はＴＶ観察の場
合にはレーザー光がフレアとなってウェハー像に重なる
事があるので、観察の場合には邪魔にならぬ様な状態、
例えばシャッターでオフするとか、ポリゴンを止めて以
降の光学系に入らぬ様な状態としておく事が望ましい。
が目視又はＴＶで観察する場合の光源となっている。ウ
ェハー文運した光は１１のビームスプリッタ−を介して
、１２の撮像素子迄導れている。目視又はＴＶ観察の場
合にはレーザー光がフレアとなってウェハー像に重なる
事があるので、観察の場合には邪魔にならぬ様な状態、
例えばシャッターでオフするとか、ポリゴンを止めて以
降の光学系に入らぬ様な状態としておく事が望ましい。
オートアライメント動作け７と８のディテクターで得ら
れた信号を処理する事によって得られる。レチクルの信
号け８のディテクターで、ウェハーの信号け７のディテ
クターで別個にとり、両者を合成する事によってレチク
ルとウェハーのずれ量を検知する。検知信号に基づいて
ウェハー又はレチクルステージが動いてずれ量が補正さ
れる。対物レンズユニットが露光する光を邪魔しない状
態になった後、シャッターが切られて露光が完了し、次
の露光位置にウニ／・−ステージが所定量だけステップ
し、新たなアライメント露光動作に移るのである。
れた信号を処理する事によって得られる。レチクルの信
号け８のディテクターで、ウェハーの信号け７のディテ
クターで別個にとり、両者を合成する事によってレチク
ルとウェハーのずれ量を検知する。検知信号に基づいて
ウェハー又はレチクルステージが動いてずれ量が補正さ
れる。対物レンズユニットが露光する光を邪魔しない状
態になった後、シャッターが切られて露光が完了し、次
の露光位置にウニ／・−ステージが所定量だけステップ
し、新たなアライメント露光動作に移るのである。
一方、７と８の信号合成により測定は極めて安定して高
精度を「替る事ができる。前述の動作を各ステップ毎に
繰り返せば各ショットでアライメントが為されるので、
ウェハー前面に亘って一様で高精度な焼き付けを行う事
ができる。
精度を「替る事ができる。前述の動作を各ステップ毎に
繰り返せば各ショットでアライメントが為されるので、
ウェハー前面に亘って一様で高精度な焼き付けを行う事
ができる。
ウェハーのプロセスに伴う変形や熱膨張など、βらゆる
種類のウェハー上の回路パターンの微小な変形に、本発
明の露光装置は対応していく事ができる。父、各ショッ
トでアライメントを行うのでレーザー干渉計等のステー
ジモニターは必ずしも必要ではなく、ステップ精度が粗
くても対処できる。
種類のウェハー上の回路パターンの微小な変形に、本発
明の露光装置は対応していく事ができる。父、各ショッ
トでアライメントを行うのでレーザー干渉計等のステー
ジモニターは必ずしも必要ではなく、ステップ精度が粗
くても対処できる。
第３図に本発明に従って構成した露光装置の別の実施例
の全体図を示す。図中第１図と同じもの、例えばルチク
ル、２投影レンズ、３ウエハーといったものは同じ番号
で示している。
の全体図を示す。図中第１図と同じもの、例えばルチク
ル、２投影レンズ、３ウエハーといったものは同じ番号
で示している。
図中２１が露光を行う照明系であり、２２は焼き付は光
源としての超高圧水銀灯を示している。
源としての超高圧水銀灯を示している。
このユニットによ如露光に用いられる７線又は１線とｈ
線が投影系に供給される。２３はレチクルステージであ
る。レチクル１の搬送を行うと同時に、前述のレチクル
のセット及び微細なアライメントを行う機能を持ってい
る。２４はオフアクシスの顕微鏡である。汎用性を持た
す為オフアクシスのアライメントに使える他、ウェハー
のプリアライメントにも用いる事ができる。２５は目視
用の双眼ユニットである。
線が投影系に供給される。２３はレチクルステージであ
る。レチクル１の搬送を行うと同時に、前述のレチクル
のセット及び微細なアライメントを行う機能を持ってい
る。２４はオフアクシスの顕微鏡である。汎用性を持た
す為オフアクシスのアライメントに使える他、ウェハー
のプリアライメントにも用いる事ができる。２５は目視
用の双眼ユニットである。
本発明の要旨を第１図に基づいて説明を行ってきだが、
熱論本発明の実施例は第１図に留まるものではない。
熱論本発明の実施例は第１図に留まるものではない。
λ
と投影レンズの間に置いても良い。又、τ板はウェハー
と投影レンズに置く事も可能である。
と投影レンズに置く事も可能である。
又、本発明のステージは各ショットについてオートアラ
イメントを行う例を示したが、時々アライメント状態を
チェックｌ一つつ露光を行う様なシステムも可能である
。その際には各ショット別にスデツプする縫をレーザー
干渉計又はエンコーダーの様なものでモニターしてやれ
ば良い。ＡＡマークが何らかの理由でウエノ・−の特定
部分だけ破損してしまった場合など、その箇所だけステ
ージのモニターを使って送ってやるのも一つの方法であ
る。
イメントを行う例を示したが、時々アライメント状態を
チェックｌ一つつ露光を行う様なシステムも可能である
。その際には各ショット別にスデツプする縫をレーザー
干渉計又はエンコーダーの様なものでモニターしてやれ
ば良い。ＡＡマークが何らかの理由でウエノ・−の特定
部分だけ破損してしまった場合など、その箇所だけステ
ージのモニターを使って送ってやるのも一つの方法であ
る。
以上説明してきた様に本発明はレチクルとウェハーを露
光状態と全く同じ状態に追い込んでアライメントを確認
できる一九の意味での’］’ Ｔ Ｌアライメント露光
装置を実現したものである。
光状態と全く同じ状態に追い込んでアライメントを確認
できる一九の意味での’］’ Ｔ Ｌアライメント露光
装置を実現したものである。
本発明により投影レンズの焼き付は波長と殆ど等価なレ
ーザー光を用いる事によって、投影レンズ（より何らの
規制を受ける事無く、高検出率の光電検出系を構成する
事が可能となった。
ーザー光を用いる事によって、投影レンズ（より何らの
規制を受ける事無く、高検出率の光電検出系を構成する
事が可能となった。
又、本発明に従えば、アライメントマークの位置は任意
なのでレチクル上の回路パターンの大きさに対応した配
置をとる事が容易である。又、投影レンズに７板を挿入
しておく事によってレチクルとウェハーの信号を分離し
安定した高精度計測を行う事も可能となった。
なのでレチクル上の回路パターンの大きさに対応した配
置をとる事が容易である。又、投影レンズに７板を挿入
しておく事によってレチクルとウェハーの信号を分離し
安定した高精度計測を行う事も可能となった。
従って、本発明は焼き付ける実際の波長でアライメント
をモニターできる点、アライメント完了後露光に到る迄
レチクルとウェハーは全く動かない点等、高検出率検出
系と相俟って誤差要因の少ない極めて安定した露光装置
を提供しでいると言える。
をモニターできる点、アライメント完了後露光に到る迄
レチクルとウェハーは全く動かない点等、高検出率検出
系と相俟って誤差要因の少ない極めて安定した露光装置
を提供しでいると言える。
はレチクルの構成とウェハーの構成を示した図、第３図
は装置全体の外観図である。
は装置全体の外観図である。
１・・・レチクル、２・・・投影レンズ、３・・・ウェ
ハー、４・・・ウェハーステージ、５・・・レーザー、
６・・・回転ポリゴン、７・８・・・フォトディテクタ
ーλ ９・・・１板、ＩＯ・・−ファイバー、１２・・・撮像
素子、１３・・・ＴＶモニター、である。
ハー、４・・・ウェハーステージ、５・・・レーザー、
６・・・回転ポリゴン、７・８・・・フォトディテクタ
ーλ ９・・・１板、ＩＯ・・−ファイバー、１２・・・撮像
素子、１３・・・ＴＶモニター、である。
手続補正書（方式）
昭和５７年２ 月２５０
１、事件の表示
昭和５６年 特バ′［願 第 １２４２１１ 号２、
発明の名称 露光装置 ３゜補正をする者 コハイ′１との関係 特許用ｍ人住所 東
京都犬川区下丸子３−３０−２名称 （１００）キャノ
ン株式会社 代７゜者賀来龍三部 ４、代理人 居 所 閏１４６東京都大１η区下九了３−３０−２キ
ャノン株式会＋１内（電話７５８−２１１１）勅さｔｈ ５、補正命令の日付 昭和５７年１月２６日（発送日） ６、補正の対象 図面 ７、補正の内容 第２図を別紙の通り補正する。
発明の名称 露光装置 ３゜補正をする者 コハイ′１との関係 特許用ｍ人住所 東
京都犬川区下丸子３−３０−２名称 （１００）キャノ
ン株式会社 代７゜者賀来龍三部 ４、代理人 居 所 閏１４６東京都大１η区下九了３−３０−２キ
ャノン株式会＋１内（電話７５８−２１１１）勅さｔｈ ５、補正命令の日付 昭和５７年１月２６日（発送日） ６、補正の対象 図面 ７、補正の内容 第２図を別紙の通り補正する。
手続補正書（自発）
昭和５７年７月１ｔ１１１
１、事件の表示
昭ｆｉ１５６年 特ｔ１原〔１第 １２４２１１
号２、発明の名称 露光装置 ３、補正をする者 中１ ｆ’ｌとの関係 １１１．ｆ’ｌ’
ｆｌ暫〔１人１１ 所 東全部人＋１’１区４ζ丸
１’３３０−２名（４、（１００）キャノン株式会社 代表名賀来龍三部 ４、代理人 居＋’ｌｉ ｒＦｌ ＋４６ 東ｉｉ＜ 都大ＩＩＩ
Ｉ／ｌ’ ＪＬ Ｉ’ ３−３０−２ミンセ浄ラニ芋
蔽そ村５ぺ ７５８−２１１１）氏名 （、（’ｌ
＞儀−だＲ１ “ψ１１′１ 日礒ホ ５、補正の対象 （１）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 補正の内容 （１）特許請求の範囲は別紙の通り。
号２、発明の名称 露光装置 ３、補正をする者 中１ ｆ’ｌとの関係 １１１．ｆ’ｌ’
ｆｌ暫〔１人１１ 所 東全部人＋１’１区４ζ丸
１’３３０−２名（４、（１００）キャノン株式会社 代表名賀来龍三部 ４、代理人 居＋’ｌｉ ｒＦｌ ＋４６ 東ｉｉ＜ 都大ＩＩＩ
Ｉ／ｌ’ ＪＬ Ｉ’ ３−３０−２ミンセ浄ラニ芋
蔽そ村５ぺ ７５８−２１１１）氏名 （、（’ｌ
＞儀−だＲ１ “ψ１１′１ 日礒ホ ５、補正の対象 （１）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 補正の内容 （１）特許請求の範囲は別紙の通り。
（２）明細書箱６頁１５行目の「・・・完了する。」の
後に「第２図（ａ）（＋））はレチクル」−の配置を示
しており、中央の正方形が電子回路パターン、その両側
の小さな長方形がアライメントマーク、１番外側にある
のがレチクルセットマークである。」を追加する。
後に「第２図（ａ）（＋））はレチクル」−の配置を示
しており、中央の正方形が電子回路パターン、その両側
の小さな長方形がアライメントマーク、１番外側にある
のがレチクルセットマークである。」を追加する。
（ろ）明細書第１６頁１５行目の「スクライブ線」の前
に１第２図（Ｃ）のウェハーの」を追加する。
に１第２図（Ｃ）のウェハーの」を追加する。
（４）明細書箱１６頁１１行目に
（５）明細書第１６頁下がら２行目に１見られない所よ
り」とあるのを１生じないばかりでなく」と訂正する。
り」とあるのを１生じないばかりでなく」と訂正する。
特許請求の範囲
（１）第１の物体のアライメントマークの所定波長の像
を第２の物体のアライメントマーク上に結像光学系によ
って投影し両者の位置関係より第１の物体と第２の物体
を所定の位置関係にした後、前記アライメントマーク部
分と空間的に異なる位置に形成された露光パターン部分
の前記所定波長に対して実質的に等しい波長の像を第２
の物体」−に前記結像光学系を使用して投影する露光装
置において、前記結像光学系の輔」二結像光束が略々平
行光である位置に固定的に位相変換素子が配置されてい
ることを特徴とする露光装置。
を第２の物体のアライメントマーク上に結像光学系によ
って投影し両者の位置関係より第１の物体と第２の物体
を所定の位置関係にした後、前記アライメントマーク部
分と空間的に異なる位置に形成された露光パターン部分
の前記所定波長に対して実質的に等しい波長の像を第２
の物体」−に前記結像光学系を使用して投影する露光装
置において、前記結像光学系の輔」二結像光束が略々平
行光である位置に固定的に位相変換素子が配置されてい
ることを特徴とする露光装置。
（２、特許請求の範囲第１項の露光装置において、λ
前記位相変換素子は一板であることを特徴とする露光装
置。
置。
（３）特許請求の範囲第２項の露光装置ｆおいて、フ
板に入射する軸上マージナル光線の傾きをｌ。
ユ板に入射する軸外最大主光線の結晶内常光線の角度な
θ、波長をλとした時、 ２△ｎ５ｉｎθｅｓｉｎｉ −一−−−耳：ｏ ｓ２ｏ’−ｄ≦２ の関係を満たしていることを特徴とする露光装置。
θ、波長をλとした時、 ２△ｎ５ｉｎθｅｓｉｎｉ −一−−−耳：ｏ ｓ２ｏ’−ｄ≦２ の関係を満たしていることを特徴とする露光装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）第１の物体のアライメントマークの所定波長の像
を第２の物体のアライメントマーク上に結像光学系によ
って投影し両者の位置関係より第１の物体と第２の物体
を所定の位置関係にした後、前記アライメントマーク部
分と空間的に異なる位置に形成された露光バター７部分
の前記所定波長に対して実質的に等しい波長の像を第２
の物体上に前記結像光学系を使用して投影する露光装置
に於いて、前記＠塚元学系の軸上結像光束が略々平行光
である位置に固定的に位相変換素子が配置されているこ
とを特徴とする露光装置。 （２、特許請求の範囲第１項の露光装置に於いて、λ 前記位相変換素子はＴ板であることを特徴とする露光装
置。 （３）特許請求の範囲第２項の露光装置に於いてに入射
する軸」ニマージナル光線の傾きをｉ。 線の角度をθ、波長をλとした時、 の関係を満たしている事を特徴とする露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124211A JPS5825638A (ja) | 1981-08-08 | 1981-08-08 | 露光装置 |
| US06/401,895 US4521082A (en) | 1981-08-08 | 1982-07-26 | Exposure apparatus |
| GB08222040A GB2105860B (en) | 1981-08-08 | 1982-07-30 | Projection printing |
| DE3228806A DE3228806C2 (de) | 1981-08-08 | 1982-08-02 | Belichtungseinrichtung mit Ausrichteinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124211A JPS5825638A (ja) | 1981-08-08 | 1981-08-08 | 露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825638A true JPS5825638A (ja) | 1983-02-15 |
Family
ID=14879738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56124211A Pending JPS5825638A (ja) | 1981-08-08 | 1981-08-08 | 露光装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4521082A (ja) |
| JP (1) | JPS5825638A (ja) |
| DE (1) | DE3228806C2 (ja) |
| GB (1) | GB2105860B (ja) |
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| JP2018526812A (ja) * | 2015-06-15 | 2018-09-13 | ザイゴ コーポレーションＺｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 変形体の変位測定 |
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| DE69123937T2 (de) * | 1990-10-31 | 1997-07-31 | Dainippon Screen Mfg | Gerät zum Abtasten einer inneren Trommelfläche und zugehöriges Abtastverfahren |
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- 1981-08-08 JP JP56124211A patent/JPS5825638A/ja active Pending
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