JPS587823A - アライメント方法およびその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は投影式アライナにおいてレチクル（マスク）と
ウェーハの相対位置合ゼ會行なうアライメント方法およ
びその装置に関するものである。

従来のこの種のアライメント方法は、マスクに形成した
ターゲットとウェーハに形成したターゲットを夫々検出
し、両ターゲットがウェーハ面上において一致するよう
にして両者の位置合ぜ１行なっている。この場合、マス
ク上のターゲットは他のマスクパターンと同様にして元
の透過、不透過パターンとして形成てきるためその検出
は容易であるが、ウェーハ上のターゲットはウェーハ表
面の凹凸によって形成しているためその検出が困難にな
るといり問題がある。ＩＩＩ＃にウェーへのターゲット
もマスクのターゲットと同様にノ署ターン露光用の投影
元学系を遍して行なっているが、光学系の開口数（Ｎム
）の増大が投影特性上から制限されているため解ｇ１１
度に限界がう多、シかもつ工−ハのターゲットは８１０
．や８１の僅かな段差（２００〜１００００ム）、若し
くはプｏセスによってこれよシも小さな段差で形成され
ているため充分な光反射の差が得られず、場合較よって
はウェーハターゲットを全く検出することができないこ
ともある。また）ｊ！ｌ常では検出にｇ線管使用してｈ
るので干渉縞ができ易く信碧形状が複雑になると％Ａり
問題がある＠ また、パターンの投影ＫＸ＠や電子線上使用する場合に
、Ｘ＠では約１０ｐｍギャップのらるＸＳマスクとウェ
ーハのターゲットを同一の顕微鏡で相対位置を検出し、
電子ビームでは感覚させるためのビーム装置によるビー
ム全ウェーハパターンに照射し１反射ビーム量を検出し
てアライメントを行なっている。しかしながら、Ｘｌｌ
はｌｏｐｍ離れたマスクとウェーハのターゲットを同時
に見るため高層ムＯレンズを使用できず、電子ビームで
は感光のｔめのビームと位置検出が同一のため設計的な
制約があり高精度、高範囲な位置検出が困難になるとい
ら問題がある。

したがって本発明の目的は、基準パターフッ発生し得る
マスクパターンの投影装置に隣ｐ合って高開口数のレン
ズ會有するパターン位置検出装置を設け、パターン投影
装置とパターン位置検出装置との相対位置會求める一方
で、パターン位置検出装置にてウェーハ位置を求めるこ
とにより、パターン投影装置に対するウェーへのアライ
メントを行なり得、これによｐ高精度の位置決めを行な
うことができるアライメント方法および装置を提供する
ことにめる。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明装置の一実施例の構成図であり、１紘マ
スクパターン投影装置、２はこのマスクパターン投影装
置１にＩＩ！０合って配設したパターン位置検出ｉ７ｉ
装置でるる。前記マスクパターン投影装置１は、水銀ラ
ンプ３、結曽用の縮小レンズ４を有シ、レチクル（マス
ク）５のパターン’ｆｆＸＹテーブル６の上面近傍位置
に結曹するようにしている。そして、前記レチクル５に
は第２図体）に示すような矩形の基準パターン７ｔ−形
成し、この基準パターン７を同時める込は個別ＫＸ！Ｘ
Ｙテーブル上曽することかできる。前記パターン位置検
出装置２は、連続スペクトルを発射するランプ８゜コン
デンサレンズ９、ノ）−７ミラー１０、高開口数対物レ
ンズ１１、円筒レンズ１２、リニアイメージセンナ１３
’に有し、ランプ８元’ＩＸＹテーブル６上の被検物に
歯射さぜる一方、その反射元ｔリニアイメージセンナ１
３にて検出して被検物の位置音検出することができる。

一方、前記ＸＹテーブル６の上面には、第２図俤）に示
すようＫ、前記基準パターン７を形成する開口に対応す
る矩形状の開口１番と、この開口の下方に設けた光セン
サ１５とｔ有する光量検出器１６に一配設している。ま
た、この光量検出器１６０隣夛には被検物としてのウェ
ー／ｌ’ｌ載置支持さゼており、これら光量検出器１６
とウェー／Ｓ１７とは前記マスクパターン投影装置１と
／（ターン位置検量装置２との関ｔ−ｘ！チーフルｂの
９４１１によって往復移動される。前記ウェー／１１７
にはターゲット１Ｂが形成されていることは勿論である
。更に前記ＸＹテーブル６にはＸＹテーブルの移動位置
【検出する測長機１９ｊ設け、かつこの測長機１９の出
力や前記光量検（１）器１６の出力を制御部２０に人力
するようにしている。

次に以上の構成の本発明装置の作用とともに本発明方法
【説明する。先ず、ＸＹテーブル６を移動してマスクパ
ターン投影装置１０基準パターン７の蜜が開口１４に一
致するよりにし、これによりそのときのＸＹテーブル位
置ｔＶＳ長機１９にて求める。この場合、ＸＹテーブル
６の移動に伴なう光量検出器ｔ６の出力変化を検出する
ことにより基準パター７７と開口１４との一致を正確に
求めることができる。次いで、ＸＹテーブル６を図示の
左方へ移動さぞ、今度はパターン位置検出装置２にて開
口形状ｔ−１＃ｉ識し、リニアイメージセンｔ１３の検
ａｌ１号に基づいて開口１４か位置検出装置２０党軸と
一致する際ＯＸＹテーブル位置會求める。し急がって、
この測長にょシマスフパターン投影Ｓａｔとパターン位
置検出装置２との相対位置を求めることができる。

一方、パターン位置検出装置２では、高開ロ数ノ対物し
ンズｌｌＯ高解像作用によってウェーハ１７上のターゲ
ット１ｇ＝ｉ検出し、これにょシウエーハ１７位置を求
めることができる。

この結果、マスクパターン投影装置１とパターン位置検
出装置２の相対位置シよびパターン付蓋検出装置２に対
するウェーハ１７位置から、マスクパターン投影装置に
対するウェーハの好適位置を求めることができ、正確な
アライメント全行なうことができるのである。

したがって、このアライメントでは解像方の高い１ｌＩ
Ｂ開口数の対物レンズ１ｉＹｒ用すてウェーハ位置音検
出して込るので、ウェーハターゲットｔｓ実Ｋかつ高精
度に検出でき、アライメントの４８度化を実現できる。

また、検出には連続スペクトル光を使用しているので干
渉縞は生じ難く信号形状がシンプルになって信号処理が
容易になるという利点啄める。

ここで、第１図に示すよらに木調ランプ３の直接的な照
度を検出する第１照度センサ２１、マスク５の直前位置
の照度を検出する第２照度センサ２２、ゆエーハ１７と
同一面上の照度を検出する第３照度センサ２３を夫々ラ
ンプ制御部２４に接続し、かつ第３照度センサ２３ｆ’
ｌＸＹテーブル６の移動作用によりウェーハの露光直前
に照度検出を行ない得るよりにしている。このように構
成子ｔＬｔｆ、ＩＩ、　１　照ｌｌ　セン＋　２１　、
！：第２照度センサ２２とで行なりスポット的な照度検
出およびこれにょるウェーハへの露光量制御に加えて、
第３照度センサ２３にてウェーハ表面での平均的な照度
を検出し、この検出値により補正値を求めて前述の第１
、第２照度センナによる制御全補正することによｐ、ウ
ェーハ上での各チップ毎の照度バラツキを防止して微細
パターンの＾精度化を促進さぜることができる。

ｊ１！３図は本発明装置の他の実施例を示し、−中８１
図と同一部分には同−符号全村している。本実施例はマ
スクパターン投影装置１ムの光源にχ線源２５’ｌ使用
し、結健用のレンズ會省略する代りに基準パターン７を
有するマスク５ｋＸｉｌ検出器２６の開口（ウェーハ１
７表面と同一高さ）２７に近接配置してマスクパターン
投影を行なうようＫしたものであるうしたがって、Ｘ線
検出器２６内にはｘＩｌセンサ２８１１：配設している
。本実施例によれば、ウェーハ１７へのマスクパターン
の投影ＫＸ＠”を使用すること、この投影装置１ムの位
置検ａｓＫＸｍｌ検出器２６ｔ−使用することが前例と
相違する外は前例と全く同様にして高精度のアライメン
トを行なうことができる。

第４図は更に他の実施例を示し、マスクパターン投影Ｗ
ｅｔｌＢＫ電子ｍｔ−利用した実施例である。

即ち、マスクパターン投影装置は電子線源２９、パター
ン発生装置３０．電子レンズ３１會備え、パターン発生
装置３１によりマスクパターンおよび基準パターン奮発
生させる。また、基準パターンはＩ！テーブル６上に設
けた開口３２および電子線センサ３３からなる電子線検
出器３４にて検出することができる。本実施例において
に、ウェーハ１７へのマスクパターンの投影ニ１！子！
ｔ−使用すること、この投影装置の位置検出に電子線検
出器を使用することが前例と相違する外は前例と全く同
様にして高精度のアライメントを行ならことができる。

第５図は第４図の実施例の変形例でるり、特にパターン
位置検出装置會変形したものでろろう図中、第４図と同
一部分には同一符号を付してｈるが、パターン位置検出
装置２には、その一部として電子層走査源３５と電子耐
検出器３６とｔ有するターゲット精密検出装置３７’（
１−隣設しており、ウェーハ１７の一方のターゲットを
前例と同様にパターン位置検出装置２にて検出し友後、
他方のターゲラ）ｋターゲット精密検出装置３７にて極
めて微細に位置検出することにより、ウェーハ１７に＋
ｆｌ＋糟度に位置決めｔ行なう。なシ、開口３２の位置
検出はターゲット精密検出装ｆ３７にて行なうように丁
れば電子耐検出器３６ｔそのまま利用できるので有利で
るる。

本実施例によれば、ウェーハ１７の位置や′開口３２の
位置？パターン位置検出装置の一部でるるターゲット精
密検出装置３７にて微細に検出することができるので、
アライメント精ｆ會更に同上することができる。

仁こで、基準パターンは第２図に示した形状に限られる
ものではない。

以上のように本発明のアライメント方法および装置によ
れば、基準パターン′９ｒ発生し得るマスクパターンの
投影装置Ｋ１１ｌり合って高開口数のレンズ會有するパ
ターン位置検出装置を設け、パターン投影装置とパター
ン位置検出装置との相対位置音束める一部で、パターン
位置検出装置にてウェーハ位置を求めることにより、パ
ターン投影装置に対するウェーハのアライメント全行危
うようＫしているので、高開口数のレンズによるアライ
メントを可艷にして高ｎｌｔのアライメントを行危うこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

謔１図社本発明装置の全体構Ｈ，図、第２１■、０３）
は基準パターンを構成する開口およびその検出用開口の
各平面図、第３図ないし第５図は本発明装首の各異なる
実施例の構成図である。 １、ＬＡ、ＩＢ・・・マスクパターン投影装置、２・・
・パターン位置検出装置、５・・・マスク、６・・・Ｘ
Ｙテーブル、７・・・基準パターン、１１・・・高開口
数レンズ、１３・・・リニアイメージセンサ、１６・・
・光量検出器、１７・・・ウェーハ、１Ｂ・・・ターゲ
ット、１９・・・レーザ測長機、２０・・・制御部、２
１〜２３・・・照度センサ、２４・・・ランプ制御部、
２５・・・ｘｌＩ源、２６・・・Ｘ！検出器、２９・・
・電子ａ源、３０・・・パターン発生装置、３１・・・
電子レンズ１．（４・・・電子層検出器、３５・・・電
子走査源、３６・・・電子層検出器。 第　　１　　図 ／ （，４７（Ｂ］ 第　　３　　図 ６′／ｙ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マスクパターンの投影装置から発生される基準パタ
   ーン會検出する一方、前記投影装置とは別個に設けたパ
   ターン位置検出装置の位置を検出して前記基準パターン
   とパターン位置検出装置の相対位置を検出し、更に前記
   パターン位置検出装置によりウェーハ位置を検出するこ
   とｋよりマスクパターンの投影装置に対するウェーハの
   アライメントを行なうこと″Ｉｋ特徴とするアライメン
   ト方法。 λ　少なくとも基準パターン奮発生し得るマスクパター
   ンの投影装置と、このマスクパターンの投影装置と隣り
   合って設けられパターン位置検出装置と、その上１１に
   ウェーハと基準パターン等の検出器上並設し、これらウ
   ェーハと検出器とｔ前記投影装置とパターン位置検出装
   置との間で移動さぞ祷るＸ！テーブルと、このＸτテー
   ブルの移動量音検出する測長機と會備え、前記検出器は
   基準パターンとパターン位置検出装置の各位置を前記測
   長機と協働して検出器きるように構成するとともに、検
   Ｗ器およびパターン位置検出装置の出力に基づいてＸ！
   テーブル￥ｒｆｌＡ＠Ｌ、、得るよりに構成したこと１
   −＊徴とするアライメント装置。