JPS5963503A - マ−ク位置検出方法 - Google Patents
マ−ク位置検出方法Info
- Publication number
- JPS5963503A JPS5963503A JP57173673A JP17367382A JPS5963503A JP S5963503 A JPS5963503 A JP S5963503A JP 57173673 A JP57173673 A JP 57173673A JP 17367382 A JP17367382 A JP 17367382A JP S5963503 A JPS5963503 A JP S5963503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- output signal
- light
- scanning
- laser beam
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- 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
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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、例えばレーザービーム等でマーク上を走査し
て、これらのマークからの信号を検出することによりマ
ーク位置を測定するマーク位置検出方法に関するもので
ある。
て、これらのマークからの信号を検出することによりマ
ーク位置を測定するマーク位置検出方法に関するもので
ある。
例えば半導体製造工程において必要とされるマスクアラ
イナによるマスクとウェハーとの位置合わせは、マスク
及びウェハー上に予め描かれた自動位置合わせ用のアラ
イメントマーク上をレーザービームで走査し、エツジの
散乱回折光を位置合わせ情報に使用している。この場合
、受光部で光学的に直接反射光を除去した後に、それぞ
れの位置合わせアライメントマークのエシジからの散乱
回折光の強度を光電変換して電気的パルスに変え、この
パルス位置をクロック計数器等で計測してパターンの位
置を求め、位置合わせをすることが一般に行われている
。
イナによるマスクとウェハーとの位置合わせは、マスク
及びウェハー上に予め描かれた自動位置合わせ用のアラ
イメントマーク上をレーザービームで走査し、エツジの
散乱回折光を位置合わせ情報に使用している。この場合
、受光部で光学的に直接反射光を除去した後に、それぞ
れの位置合わせアライメントマークのエシジからの散乱
回折光の強度を光電変換して電気的パルスに変え、この
パルス位置をクロック計数器等で計測してパターンの位
置を求め、位置合わせをすることが一般に行われている
。
この従来のマスクとウェハーの位置合わせは、第１図（
ａ）に示すようなアライメントマークＭをマス）に、（
’ｂ）に示すようなアライメントマークＷをウェハーに
描いて、（Ｃ）に示すように重ね合わせて行うわけであ
るが、この状態において光走査装置を用いて比較的スポ
ット径の大きいレーザービームによりアライメントマー
クＭ、Ｗ上を示矢文力向に走査すると、その受光部で（
ｄ）に示すようなパルス信号が得られる。このパルス信
号をコンパレータにより適当なスレッシュホールド電圧
Ｖでカットし、（ｅ）に示すような矩形波状のパルス列
を求め、このパルス列から７ライメントマ一クＭ、Ｗの
間隔を算出して各マークＭ、Ｗの相対的な変位量を判定
し、駆動回路により位置合ゎせを行っている。
ａ）に示すようなアライメントマークＭをマス）に、（
’ｂ）に示すようなアライメントマークＷをウェハーに
描いて、（Ｃ）に示すように重ね合わせて行うわけであ
るが、この状態において光走査装置を用いて比較的スポ
ット径の大きいレーザービームによりアライメントマー
クＭ、Ｗ上を示矢文力向に走査すると、その受光部で（
ｄ）に示すようなパルス信号が得られる。このパルス信
号をコンパレータにより適当なスレッシュホールド電圧
Ｖでカットし、（ｅ）に示すような矩形波状のパルス列
を求め、このパルス列から７ライメントマ一クＭ、Ｗの
間隔を算出して各マークＭ、Ｗの相対的な変位量を判定
し、駆動回路により位置合ゎせを行っている。
ここで、第２図（ａ）は極めて細径のレーザービームＬ
を照射した場合のマスクｌのアライメントマークＭの散
乱回折光ＩＤとウェハー２の反射光ＩＲとの反射光の軌
跡を示し、（ｂ）はアライメントマークＭかも得られた
信号を示している。ＡはアライメントマークＭの散乱回
折光ＩＤのみの波形であり、他のＢ、Ｃの各波形はウェ
ハー２の反射光ＩＲの干渉が加わった場合の信号例であ
る。受光部で得られるアライメントマークＭからの散乱
回折光ノ強度は、マークエツジｍを中心にした正規分布
の形をした信号であるが、ウェハー２からの反射光ＩＲ
の干渉によって変形し、またその変形状態は走査ごとに
Ｂ、Ｃに示すように特にアライメントマークＭの外側の
波形分、つまり第２図で言えば立ち上り部において不規
則に変化する。従って、レーザービームの径の大小に拘
らず散乱回折光にはこのようなばらつきが不安定な変動
として含まれており、この波形をそのまま利用してアラ
イメントマークＭの位置を検出すれば誤差の介入は避け
られない。
を照射した場合のマスクｌのアライメントマークＭの散
乱回折光ＩＤとウェハー２の反射光ＩＲとの反射光の軌
跡を示し、（ｂ）はアライメントマークＭかも得られた
信号を示している。ＡはアライメントマークＭの散乱回
折光ＩＤのみの波形であり、他のＢ、Ｃの各波形はウェ
ハー２の反射光ＩＲの干渉が加わった場合の信号例であ
る。受光部で得られるアライメントマークＭからの散乱
回折光ノ強度は、マークエツジｍを中心にした正規分布
の形をした信号であるが、ウェハー２からの反射光ＩＲ
の干渉によって変形し、またその変形状態は走査ごとに
Ｂ、Ｃに示すように特にアライメントマークＭの外側の
波形分、つまり第２図で言えば立ち上り部において不規
則に変化する。従って、レーザービームの径の大小に拘
らず散乱回折光にはこのようなばらつきが不安定な変動
として含まれており、この波形をそのまま利用してアラ
イメントマークＭの位置を検出すれば誤差の介入は避け
られない。
Ｌ述の欠点を解決する方法として、反射投影光学系或い
は屈折投影光学系を用いるマスクアライナではマスクと
ウェハーとの間に位相板等を配置することによって、ア
ライメントマークＭのエツジからの散乱回折光とウェハ
ーからの反射光との間に位相差を与え、ウェハーの反射
光の干渉によるアライメントマークＭの散乱回折光強度
の変動を除去することを可能としている。その結果、位
置合わせ精度は向上することになるが、コンタクト方式
のマスクアライナではマスクとウェハーとが殆ど電着し
ているので、この種の光学的な干渉防止機構を配置する
のは構造上困難であり、ウェハーの反射光による干渉を
回避することは不可能である。
は屈折投影光学系を用いるマスクアライナではマスクと
ウェハーとの間に位相板等を配置することによって、ア
ライメントマークＭのエツジからの散乱回折光とウェハ
ーからの反射光との間に位相差を与え、ウェハーの反射
光の干渉によるアライメントマークＭの散乱回折光強度
の変動を除去することを可能としている。その結果、位
置合わせ精度は向上することになるが、コンタクト方式
のマスクアライナではマスクとウェハーとが殆ど電着し
ているので、この種の光学的な干渉防止機構を配置する
のは構造上困難であり、ウェハーの反射光による干渉を
回避することは不可能である。
本発明の目的は、上述の欠点を排除するために、走査す
るレーザービームの径を細くし、かつマークパターンを
太くすることによってマークの前後のエツジの信号をそ
れぞれ分離した片エツジ信号として検出し、マーク位置
の検出精度の向上を図るマーク位置検出方法を提供する
ことにあり゛、その要旨は、マークの位置を光ビームの
走査によって光学的に検出する方法において、マークの
走査幅よりも光ビームの径を細くし、マークの両端のエ
ツジにおける散乱による第１、第２の走査順のパルス状
の出力信号を得て、第１の出力信号の立ち下り部と第２
の出力信号の立ち上り部を基にマーク位置を検出するこ
とを特徴とする方法である。
るレーザービームの径を細くし、かつマークパターンを
太くすることによってマークの前後のエツジの信号をそ
れぞれ分離した片エツジ信号として検出し、マーク位置
の検出精度の向上を図るマーク位置検出方法を提供する
ことにあり゛、その要旨は、マークの位置を光ビームの
走査によって光学的に検出する方法において、マークの
走査幅よりも光ビームの径を細くし、マークの両端のエ
ツジにおける散乱による第１、第２の走査順のパルス状
の出力信号を得て、第１の出力信号の立ち下り部と第２
の出力信号の立ち上り部を基にマーク位置を検出するこ
とを特徴とする方法である。
次に、本発明を第３図以下に図示のマスクアライナに応
用した場合の実施例に基づいて詳細に説明する。
用した場合の実施例に基づいて詳細に説明する。
第３図（ａ）〜（Ｃ）はアライメントマークの位置合わ
せの原理的説明図であり、第３図（ａ）はレーザービー
ムＬによりマスク１のアライメントマークＭ上を走査し
た場合であって、マスクｌはウェハー２上にほぼ重ねら
れている。（ｂ）はこれらを−にから見た図面であり、
（ｃ）は（ａ） 、 （ｂ）における光走査に対応して
得られる出力信号ＳＪＩ、Ｓｒを示している。（ａ）
、 （ｂ）において走査するレーザービームＬのビーム
径をｄとし、アライメントマークＭの走査方向の幅りを
Ｄ ＝ ２ ’ｄ〜３ｄとする。この場合、（ｃ）・に
示す出力信号Ｓ′の波形はレーザービームＬがレーザー
走査軌跡ｐに沿って走査した場合に、アライメントマー
クＭの前後のエツジｍ、ｍ′の２点における散乱光がパ
ルス状波形として得られる。このとき、前述のウェハー
２の反射光ＩＲの干渉により、不規則に変化する部分は
アライメントマークＭの外側の波形部分、つまり出力信
号Ｓρの立ち一ヒリ部分、及び出力信号Ｓｒの立ち下り
部分であり、出力信号Ｓρの立ち下り部分、及び出力信
号Ｓｒの立ち上り部分は、反射光Ｉｒの光強度が小さい
ので比較的に安定している。本発明では、この安定して
いる部分をマーク位置検出情報として使用する。
せの原理的説明図であり、第３図（ａ）はレーザービー
ムＬによりマスク１のアライメントマークＭ上を走査し
た場合であって、マスクｌはウェハー２上にほぼ重ねら
れている。（ｂ）はこれらを−にから見た図面であり、
（ｃ）は（ａ） 、 （ｂ）における光走査に対応して
得られる出力信号ＳＪＩ、Ｓｒを示している。（ａ）
、 （ｂ）において走査するレーザービームＬのビーム
径をｄとし、アライメントマークＭの走査方向の幅りを
Ｄ ＝ ２ ’ｄ〜３ｄとする。この場合、（ｃ）・に
示す出力信号Ｓ′の波形はレーザービームＬがレーザー
走査軌跡ｐに沿って走査した場合に、アライメントマー
クＭの前後のエツジｍ、ｍ′の２点における散乱光がパ
ルス状波形として得られる。このとき、前述のウェハー
２の反射光ＩＲの干渉により、不規則に変化する部分は
アライメントマークＭの外側の波形部分、つまり出力信
号Ｓρの立ち一ヒリ部分、及び出力信号Ｓｒの立ち下り
部分であり、出力信号Ｓρの立ち下り部分、及び出力信
号Ｓｒの立ち上り部分は、反射光Ｉｒの光強度が小さい
ので比較的に安定している。本発明では、この安定して
いる部分をマーク位置検出情報として使用する。
第４図（ａ）〜（Ｃ）はマスク１のアライメントマーク
Ｍとウェハー２のアライメントマークＷの重ね合わせ状
態から、両者の位置関係を求める過程までを図示してい
る。第４図（ａ）はアライメントマークＭ、Ｗの位置及
び走査レーザービームＬによる走査軌跡ｐを示し、アラ
イメントマークＭの前端エツジをＰｉ、、 Ｐ５、Ｐ７
、ｐＨ、その後端エツジをＰ２、Ｐ８． Ｐ８、Ｐｉ２
、アライメントマークＷの前端工・ンジをＰ３、Ｐ９
、その後端エツジをＰ４、ＰＩＯとし、これらは第４図
（ｂ）における点線で示される位置にそれぞれ対応する
ものである。また、走査軌ＦＩＩｐ上のアライメントマ
ークＭ、Ｗの順次の中心間の距離をＤｌ、 Ｄ２、Ｄ３
、Ｄ４、Ｄ５とし、ＤＩ＝ ０２でかつＤ４＝０５のと
きにマスクｌとウェハー２との位置合わせが完了するこ
とになる。（ｂ）はアライメントマークＭ、Ｗ上をレー
ザービームＬで走査し、その直接反射光をストッパで除
去した後のマークＭ、Ｗのエツジ２１〜Ｐ１２での散乱
回折光を光電変換器で変換して得られた電気的出力信号
Ｓである。これらのアライメントマークＭ、Ｗの幅りは
、走査ビーム径ｄに比較して２〜３倍の大きさにされて
いるために、アライメントマークＭ、Ｗの前端エツジＰ
１、Ｐ３、Ｐ５、・・・、及び後端エツジＰ２、Ｐ４、
Ｐ６・・・での散乱回折光は個々に得られる。従って、
この散乱回折光による出力信号Ｓも分離して出力され、
この分離された出力信号Ｓを後述する検出回路により適
当なスレッシュホールドレベルＶの丸印の位置において
カットし波形整形すると、（Ｃ）に示すパルス列が得ら
れる。
Ｍとウェハー２のアライメントマークＷの重ね合わせ状
態から、両者の位置関係を求める過程までを図示してい
る。第４図（ａ）はアライメントマークＭ、Ｗの位置及
び走査レーザービームＬによる走査軌跡ｐを示し、アラ
イメントマークＭの前端エツジをＰｉ、、 Ｐ５、Ｐ７
、ｐＨ、その後端エツジをＰ２、Ｐ８． Ｐ８、Ｐｉ２
、アライメントマークＷの前端工・ンジをＰ３、Ｐ９
、その後端エツジをＰ４、ＰＩＯとし、これらは第４図
（ｂ）における点線で示される位置にそれぞれ対応する
ものである。また、走査軌ＦＩＩｐ上のアライメントマ
ークＭ、Ｗの順次の中心間の距離をＤｌ、 Ｄ２、Ｄ３
、Ｄ４、Ｄ５とし、ＤＩ＝ ０２でかつＤ４＝０５のと
きにマスクｌとウェハー２との位置合わせが完了するこ
とになる。（ｂ）はアライメントマークＭ、Ｗ上をレー
ザービームＬで走査し、その直接反射光をストッパで除
去した後のマークＭ、Ｗのエツジ２１〜Ｐ１２での散乱
回折光を光電変換器で変換して得られた電気的出力信号
Ｓである。これらのアライメントマークＭ、Ｗの幅りは
、走査ビーム径ｄに比較して２〜３倍の大きさにされて
いるために、アライメントマークＭ、Ｗの前端エツジＰ
１、Ｐ３、Ｐ５、・・・、及び後端エツジＰ２、Ｐ４、
Ｐ６・・・での散乱回折光は個々に得られる。従って、
この散乱回折光による出力信号Ｓも分離して出力され、
この分離された出力信号Ｓを後述する検出回路により適
当なスレッシュホールドレベルＶの丸印の位置において
カットし波形整形すると、（Ｃ）に示すパルス列が得ら
れる。
先に述べたように、第３図（Ｃ）における出力信号Ｓ、
Ｒでは立ち下り部、出力信号Ｓｒでは立ち上り部の変動
が少ない。従って、本発明では前端エツジＰｉ、 ’Ｐ
３、Ｐ５・・・においては出力信号Ｓの立ち下り部が比
較的圧しい情報を有し、後端エツジＰ２、Ｐ４、Ｐ６・
・φにおいては立ち」−り部が正しい情報を持つ確率が
大きいことから、これらの立ち下り部及び立ち七り部を
抽出するようにしている。各アライメントマークＭ、Ｗ
からは第４図（ｂ）に示すように２個１組の第１、第２
の出力信号Ｓ１、Ｓ２が得られ、第１の出力信号Ｓ１の
立ち下り部、第２の出力信号のＳ２の立ち上り部を一定
しベルＶでカットしたクロスポイント、即ち第４図（Ｃ
）に示す白丸を位置情報として使用し、これらの間の中
心位置を各アライメントマークＭ、Ｗの中心位置とする
。
Ｒでは立ち下り部、出力信号Ｓｒでは立ち上り部の変動
が少ない。従って、本発明では前端エツジＰｉ、 ’Ｐ
３、Ｐ５・・・においては出力信号Ｓの立ち下り部が比
較的圧しい情報を有し、後端エツジＰ２、Ｐ４、Ｐ６・
・φにおいては立ち」−り部が正しい情報を持つ確率が
大きいことから、これらの立ち下り部及び立ち七り部を
抽出するようにしている。各アライメントマークＭ、Ｗ
からは第４図（ｂ）に示すように２個１組の第１、第２
の出力信号Ｓ１、Ｓ２が得られ、第１の出力信号Ｓ１の
立ち下り部、第２の出力信号のＳ２の立ち上り部を一定
しベルＶでカットしたクロスポイント、即ち第４図（Ｃ
）に示す白丸を位置情報として使用し、これらの間の中
心位置を各アライメントマークＭ、Ｗの中心位置とする
。
この場合に、第１の出力信号Ｓ１の立ち下り部同志の間
隔をｄｉ、 ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５とし、第２の出力
信号Ｓ２の立ち上り部同志の間隔をｄｌ’、ｄ２′、ｄ
３′、 ｄ４′、ｄ５′とすると、先のマスクｌとウェ
ハー２間の距離Ｄ１．０２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５はそれぞ
れ、 Ｄ１＝ （ｄＤｄｌ ’ ） ／ ２ Ｄ２＝ （ｄ２＋ｄ２ ’ ） ／ ２Ｄ３＝ （ａ３
＋ｄ３１ ）／ ２ Ｄ４＝ （ｄ４＋ｄ４ ’ ）／ ２ ｎ４＝ （ｄ５＋ｄ５ ’ ）／ ２ となり、アライメントマークＭとＷとのｄ巨離ｔ±、前
端エツジの立ち下り部同志の間隔と後端工・ンジの立ち
上り部同志の間隔との平均値となる。
隔をｄｉ、 ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５とし、第２の出力
信号Ｓ２の立ち上り部同志の間隔をｄｌ’、ｄ２′、ｄ
３′、 ｄ４′、ｄ５′とすると、先のマスクｌとウェ
ハー２間の距離Ｄ１．０２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５はそれぞ
れ、 Ｄ１＝ （ｄＤｄｌ ’ ） ／ ２ Ｄ２＝ （ｄ２＋ｄ２ ’ ） ／ ２Ｄ３＝ （ａ３
＋ｄ３１ ）／ ２ Ｄ４＝ （ｄ４＋ｄ４ ’ ）／ ２ ｎ４＝ （ｄ５＋ｄ５ ’ ）／ ２ となり、アライメントマークＭとＷとのｄ巨離ｔ±、前
端エツジの立ち下り部同志の間隔と後端工・ンジの立ち
上り部同志の間隔との平均値となる。
第５図はアライメントマークＭ、Ｗを検出する光学系の
構成図を示すものである。レーザー光源１１から出射さ
れたレーザービームＬの光軸番こ沿って順次にコンデン
サーレンズ１２、回転多面鏡１３が配置されている。更
に、この回転多面鏡、１３により偏向されたレーザービ
ームＬの光軸（こ沿って、リレーレンズ１４、フィール
ド・レンズ′１５、復路の反射光を光電検出光学系に分
割するだめのビームスプリッタ１６、リレーレンズ１７
、絞り１８、対物レンズ１９が順次膜けられ、レーザー
ビームＬの走査位置にはマスク１、ウニ／＼−２が配置
されている。また、復路でビームスプリッタ１６により
分離される反射光の光軸老番こは、結像レンズ２０、波
長カットフィルタ２１、部分遮光板２２、コンデンサー
レンズ２３、光電変換器２４が配列されている。
構成図を示すものである。レーザー光源１１から出射さ
れたレーザービームＬの光軸番こ沿って順次にコンデン
サーレンズ１２、回転多面鏡１３が配置されている。更
に、この回転多面鏡、１３により偏向されたレーザービ
ームＬの光軸（こ沿って、リレーレンズ１４、フィール
ド・レンズ′１５、復路の反射光を光電検出光学系に分
割するだめのビームスプリッタ１６、リレーレンズ１７
、絞り１８、対物レンズ１９が順次膜けられ、レーザー
ビームＬの走査位置にはマスク１、ウニ／＼−２が配置
されている。また、復路でビームスプリッタ１６により
分離される反射光の光軸老番こは、結像レンズ２０、波
長カットフィルタ２１、部分遮光板２２、コンデンサー
レンズ２３、光電変換器２４が配列されている。
上記の構成を有する光学系において、レーザー光源が１
１から出用されたレーザービームＬは、コンデンサーレ
ンズ１２により点ａで集光された後に回転多面鏡１３に
入射し、直線で示すようにここでほぼ直角方向に偏向さ
れると共に光軸を直交する方向に走査される。そして更
に、リレーレンズ１４、フィールドレンズ１５を通過し
た後に再び点すにおいて集光され、順次にビームスプリ
ッタ１６、リレーレンズ１７を通過し、レーザービーム
Ｌの主光線は絞り１８の中央゛に位置する対物レンズ１
９の焦点Ｃを通り対物レンズ１９に入射する。レーザー
ビームＬの主光線は対物レンズ１９の焦点Ｃを通ってい
るために光軸と平行になり、主光線はマスク１及びウニ
／＼−２に垂直に入射することになる。マスク１及びウ
ニｌ＼−２に入射したレーザービームＬは、対物レンズ
１９により微小スポットとして結像し、回転多面鏡１３
の回転に従ってマスク１及びウニ／＼−２の面上を走査
する。
１から出用されたレーザービームＬは、コンデンサーレ
ンズ１２により点ａで集光された後に回転多面鏡１３に
入射し、直線で示すようにここでほぼ直角方向に偏向さ
れると共に光軸を直交する方向に走査される。そして更
に、リレーレンズ１４、フィールドレンズ１５を通過し
た後に再び点すにおいて集光され、順次にビームスプリ
ッタ１６、リレーレンズ１７を通過し、レーザービーム
Ｌの主光線は絞り１８の中央゛に位置する対物レンズ１
９の焦点Ｃを通り対物レンズ１９に入射する。レーザー
ビームＬの主光線は対物レンズ１９の焦点Ｃを通ってい
るために光軸と平行になり、主光線はマスク１及びウニ
／＼−２に垂直に入射することになる。マスク１及びウ
ニｌ＼−２に入射したレーザービームＬは、対物レンズ
１９により微小スポットとして結像し、回転多面鏡１３
の回転に従ってマスク１及びウニ／＼−２の面上を走査
する。
いま、マスク１、ウニｌ＼−２の走査された個所がエツ
ジ以外の平滑面であれば、その反射光は対物レンズ１９
の焦点Ｃの位置の入射瞳及びその近辺を通り、往路と同
じ直線を経てリレーレンズ１７を介してビームスプリッ
タ１６に至る。一方、走査された個所が平滑面でない場
合、即ち前述の第４図（ａ）に示されるアライメントマ
ークＭ、 Ｗの前後のエツジＰ１、Ｐ２、Ｐ３−・・を
照射した場合には、走査ビームＬはこれらの工・ンジＰ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ・・て散乱する。この散乱反射光は
点線て示す往路をそのまま戻らず、対物レンズ１９を通
過後にその入射瞳の中心、つまり焦点Ｃを必ずしも通ら
ないで入射瞳の端部を通過する。このことは反射光が入
射瞳上で散乱光と非散乱光とに空間的に分離されている
ことを示している。
ジ以外の平滑面であれば、その反射光は対物レンズ１９
の焦点Ｃの位置の入射瞳及びその近辺を通り、往路と同
じ直線を経てリレーレンズ１７を介してビームスプリッ
タ１６に至る。一方、走査された個所が平滑面でない場
合、即ち前述の第４図（ａ）に示されるアライメントマ
ークＭ、 Ｗの前後のエツジＰ１、Ｐ２、Ｐ３−・・を
照射した場合には、走査ビームＬはこれらの工・ンジＰ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ・・て散乱する。この散乱反射光は
点線て示す往路をそのまま戻らず、対物レンズ１９を通
過後にその入射瞳の中心、つまり焦点Ｃを必ずしも通ら
ないで入射瞳の端部を通過する。このことは反射光が入
射瞳上で散乱光と非散乱光とに空間的に分離されている
ことを示している。
マスク１及びウェハー２の平滑面で反射された非数、乱
光は、入射瞳位置を通過後に点して結像するようにリレ
ーレンズ１７を介してビームスプリッタ１６に導かれ、
ここで直角に偏向されて光電検出光学系方向に進む光と
、直進して回転多面鏡１３方向に戻る光との２方向に分
離される。光電検出光学系の方向に偏向された非散乱光
は、リレーレンズ１７の焦点すと部分遮光板２２とを共
役にする働きをするレンズ２０、光電検出用の光を透過
し図示しない観察用光源の光を遮光する波長力・ントフ
ィルタ２１を通過し、部分遮光板２２の中心位置に結像
する。透明ガラスで形成された部分遮光板２２の中心部
は、光を遮光する金属又は墨等の物質でパターニングさ
れた非透過部となっており、非散乱光はその先のコンデ
ンサーレンズ２３、光電変換器２４に進むことはない。
光は、入射瞳位置を通過後に点して結像するようにリレ
ーレンズ１７を介してビームスプリッタ１６に導かれ、
ここで直角に偏向されて光電検出光学系方向に進む光と
、直進して回転多面鏡１３方向に戻る光との２方向に分
離される。光電検出光学系の方向に偏向された非散乱光
は、リレーレンズ１７の焦点すと部分遮光板２２とを共
役にする働きをするレンズ２０、光電検出用の光を透過
し図示しない観察用光源の光を遮光する波長力・ントフ
ィルタ２１を通過し、部分遮光板２２の中心位置に結像
する。透明ガラスで形成された部分遮光板２２の中心部
は、光を遮光する金属又は墨等の物質でパターニングさ
れた非透過部となっており、非散乱光はその先のコンデ
ンサーレンズ２３、光電変換器２４に進むことはない。
しかし、散乱光は非散乱光とほぼ同様な復路を通過して
も、必ずしも部分遮光板２２の中心部に集光することは
なく、従って光電変換器２４には散乱光が入射すること
になるので、走査レーザービームＬがアライメントマー
クＭ、Ｗのエツジに至ったときのみ、光電変換器２４か
ら出力信号Ｓが発生する。
も、必ずしも部分遮光板２２の中心部に集光することは
なく、従って光電変換器２４には散乱光が入射すること
になるので、走査レーザービームＬがアライメントマー
クＭ、Ｗのエツジに至ったときのみ、光電変換器２４か
ら出力信号Ｓが発生する。
更に、第６図は本発明に係る方法を実現するための回路
であり、光電変換器２４で得られた出力信号から位置合
わせ情報を得てアライナの自動位置合わせを行う電気回
路である。光電変換器２４の出力は増幅回路３０に入力
し、順次にパルス変換回路３１、パルス間隔測定回路３
２、ＣＰＵ３３、駆動回路３４に接続されている。なお
、パルス変換回路３１は閾値電圧発生回路３５及び増幅
回路３０に接続したコンパレータ３６から成っている。
であり、光電変換器２４で得られた出力信号から位置合
わせ情報を得てアライナの自動位置合わせを行う電気回
路である。光電変換器２４の出力は増幅回路３０に入力
し、順次にパルス変換回路３１、パルス間隔測定回路３
２、ＣＰＵ３３、駆動回路３４に接続されている。なお
、パルス変換回路３１は閾値電圧発生回路３５及び増幅
回路３０に接続したコンパレータ３６から成っている。
パルス間隔測定回路３２はコンパレータ３６が接続する
パルス計数回路３７と基準クロック発生回路３８、クロ
ック計数回路３９及びラッチ等を用いた数個の並列した
クロック計数値記憶回路４０．４１．４２．４３とから
構成されている。駆動回路３４はＣＰＵ３３からの駆動
情報が入力するドライ八回路４４と、これに接続しウェ
ハーステージをＸ方向、Ｙ方向、θ方向にそれぞれ駆動
するパルスモータ４５．４６．４７から成っている。
パルス計数回路３７と基準クロック発生回路３８、クロ
ック計数回路３９及びラッチ等を用いた数個の並列した
クロック計数値記憶回路４０．４１．４２．４３とから
構成されている。駆動回路３４はＣＰＵ３３からの駆動
情報が入力するドライ八回路４４と、これに接続しウェ
ハーステージをＸ方向、Ｙ方向、θ方向にそれぞれ駆動
するパルスモータ４５．４６．４７から成っている。
従って、アライメントマークＭ、Ｗで反射された散乱光
に基づく光電変換器２４からの出力信号Ｓは、増幅回路
３０で第４図（ｂ）に示すように増幅された後にパルス
変換回路３１に入力する。このパルス変換回路３１にお
いては、コンパレータ３６と電圧発生回路３５とにより
一定レベルでカットされたクロスポイント位置をパルス
幅とする第４図（Ｃ）に示すような矩形波状のパルス波
形に変換される。このパルス波形による出力はパルス間
隔測定回路３２に入力され、先に述べた演算に基づくパ
ルス波形のエツジ間隔をデジタル量として求め、その出
力はＣＰＵ３３に送信され、ここでマスク１とウェハー
２との位置ずれ量を計算する。この位置ずれ量は駆動回
路３４のドライバ回路４４に指令され、更にドライバ回
路４４は各パルスモータ４５．４６．４７を駆動してウ
ェハーステージを移動することになる。
に基づく光電変換器２４からの出力信号Ｓは、増幅回路
３０で第４図（ｂ）に示すように増幅された後にパルス
変換回路３１に入力する。このパルス変換回路３１にお
いては、コンパレータ３６と電圧発生回路３５とにより
一定レベルでカットされたクロスポイント位置をパルス
幅とする第４図（Ｃ）に示すような矩形波状のパルス波
形に変換される。このパルス波形による出力はパルス間
隔測定回路３２に入力され、先に述べた演算に基づくパ
ルス波形のエツジ間隔をデジタル量として求め、その出
力はＣＰＵ３３に送信され、ここでマスク１とウェハー
２との位置ずれ量を計算する。この位置ずれ量は駆動回
路３４のドライバ回路４４に指令され、更にドライバ回
路４４は各パルスモータ４５．４６．４７を駆動してウ
ェハーステージを移動することになる。
このように本発明に係るマーク位置検出方法は、走査ビ
ーム径を細くし、マークの走査幅を太くすることにより
、マークの前後のエツジ信号を分離して求め、測定精度
の信頼性の高い前端エツジの立ち下り部と後端エツジの
立ち上り部の中心位置をマークの中心位置とするので位
置検出精度が向上する。これを例えはマスク、ウエノ＼
−のアライメントマークのアライナに適用すれば、位相
板等の高価で精度の要求される機構が不要となる。また
、印刷原版の位置合わせ等にも有効に利用できるものへ
である。
ーム径を細くし、マークの走査幅を太くすることにより
、マークの前後のエツジ信号を分離して求め、測定精度
の信頼性の高い前端エツジの立ち下り部と後端エツジの
立ち上り部の中心位置をマークの中心位置とするので位
置検出精度が向上する。これを例えはマスク、ウエノ＼
−のアライメントマークのアライナに適用すれば、位相
板等の高価で精度の要求される機構が不要となる。また
、印刷原版の位置合わせ等にも有効に利用できるものへ
である。
第１図（ａ）〜（ｅ）は従来のアライメントマークの検
出方法の説明図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は従来の検
出方法に誤差に介入する状態の説明図、第３図（ａ）〜
（Ｃ）、第４図（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るアライメ
ントマークの検出方法の説明図、第５図１±アライメン
トマークを検出する光学系の構成図、第６図は本発明の
方法を実現する検出回路の一実施例のブロック回路構成
図である。 符号１はマスク、２はウニ／＼−１１１はレーザ光源、
１３は回転多面鏡、１９は対物レンズ、２０は結像レン
ズ、２２は部分遮光板、２４は光電変換器、３０は増幅
回路、３１はパルス変換回路、３２はパルス間隔測定回
路、３３はＣＰＵ、３４は駆動回路、ｄはレーザービー
ムの径、Ｄはマスクアライメントマークの走査幅、Ｍは
マスクアライメントマーク、Ｗはウェハーアライメント
マーク、Ｌはレーザービームである。 稍許出願人 キャノン株式会社 第１図 ・ 第２図 （Ｑ） （ｂ） 第３図 （Ｃ１） （ｂ） 藺 時開 第４図 第５図
出方法の説明図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は従来の検
出方法に誤差に介入する状態の説明図、第３図（ａ）〜
（Ｃ）、第４図（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るアライメ
ントマークの検出方法の説明図、第５図１±アライメン
トマークを検出する光学系の構成図、第６図は本発明の
方法を実現する検出回路の一実施例のブロック回路構成
図である。 符号１はマスク、２はウニ／＼−１１１はレーザ光源、
１３は回転多面鏡、１９は対物レンズ、２０は結像レン
ズ、２２は部分遮光板、２４は光電変換器、３０は増幅
回路、３１はパルス変換回路、３２はパルス間隔測定回
路、３３はＣＰＵ、３４は駆動回路、ｄはレーザービー
ムの径、Ｄはマスクアライメントマークの走査幅、Ｍは
マスクアライメントマーク、Ｗはウェハーアライメント
マーク、Ｌはレーザービームである。 稍許出願人 キャノン株式会社 第１図 ・ 第２図 （Ｑ） （ｂ） 第３図 （Ｃ１） （ｂ） 藺 時開 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 マークの位置を光ビームの走査によって光学的に
検出する方法において、マークの走査幅よりも光ビーム
の径を細くし、マークの両端のエツジにおける散乱によ
る第１、第２の走査順のパルス状の出力信号を得て、＄
１の出力信号の立ち下り部と第２の出力信号の立ち上り
部を基にマーク位置を検出することを特徴とするマーク
位置検出方法。 ２、前記両信号が一定レベル信号と交叉する４個のクロ
スポイントのうち、内側の２個のクロスポイントを使用
するようにした特許請求の範囲第１項に記載のマーク位
置検出方法。 ３、前記の内側の２個のクロスポイント同志の中心位置
をマークの中心位置とする特許請求の範囲第１項に記載
のマーク位置検出方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173673A JPS5963503A (ja) | 1982-10-02 | 1982-10-02 | マ−ク位置検出方法 |
| US06/536,331 US4579453A (en) | 1982-10-02 | 1983-09-27 | Method and apparatus for detecting a mark position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173673A JPS5963503A (ja) | 1982-10-02 | 1982-10-02 | マ−ク位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963503A true JPS5963503A (ja) | 1984-04-11 |
| JPH0117522B2 JPH0117522B2 (ja) | 1989-03-30 |
Family
ID=15964974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57173673A Granted JPS5963503A (ja) | 1982-10-02 | 1982-10-02 | マ−ク位置検出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4579453A (ja) |
| JP (1) | JPS5963503A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4652914A (en) * | 1984-04-27 | 1987-03-24 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Method of recording register marks |
| US4937459A (en) * | 1984-11-16 | 1990-06-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Alignment signal detecting device |
| JPH0723844B2 (ja) * | 1985-03-27 | 1995-03-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 表面形状測定器 |
| NL8503182A (nl) * | 1985-11-19 | 1987-06-16 | Philips Nv | Inrichting voor het langs optische weg meten van een oppervlakteprofiel. |
| DE3542514A1 (de) * | 1985-12-02 | 1987-06-04 | Zeiss Carl Fa | Wegmesseinrichtung |
| JPH0785466B2 (ja) * | 1986-07-04 | 1995-09-13 | キヤノン株式会社 | 位置合せ装置 |
| US5124562A (en) * | 1989-01-27 | 1992-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface position detecting method at a predetermined and plurality of adjacent points |
| US5666205A (en) * | 1990-12-03 | 1997-09-09 | Nikon Corporation | Measuring method and exposure apparatus |
| JP3323537B2 (ja) * | 1991-07-09 | 2002-09-09 | キヤノン株式会社 | 微細構造評価装置及び微細構造評価法 |
| US5463429A (en) * | 1993-11-15 | 1995-10-31 | Eastman Kodak Company | Surface inspection optical geometry alignment system |
| US5477057A (en) * | 1994-08-17 | 1995-12-19 | Svg Lithography Systems, Inc. | Off axis alignment system for scanning photolithography |
| JP3352286B2 (ja) * | 1995-07-13 | 2002-12-03 | キヤノン株式会社 | 位置制御方法及び装置並びにそれを使用した半導体製造装置 |
| US5767523A (en) * | 1997-04-09 | 1998-06-16 | Svg Lithography Systems, Inc. | Multiple detector alignment system for photolithography |
| US6628406B1 (en) * | 2000-04-20 | 2003-09-30 | Justin L. Kreuzer | Self referencing mark independent alignment sensor |
| US7511826B2 (en) * | 2006-02-27 | 2009-03-31 | Asml Holding N.V. | Symmetrical illumination forming system and method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53121471A (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-23 | Nippon Chemical Ind | Automatic position matching device |
| JPS5534490A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-11 | Canon Inc | Alignment device |
-
1982
- 1982-10-02 JP JP57173673A patent/JPS5963503A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-27 US US06/536,331 patent/US4579453A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0117522B2 (ja) | 1989-03-30 |
| US4579453A (en) | 1986-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4301363A (en) | Alignment device | |
| JPS5963503A (ja) | マ−ク位置検出方法 | |
| US4566795A (en) | Alignment apparatus | |
| JPS5952535B2 (ja) | 光学装置 | |
| JPS6011325B2 (ja) | 走査装置 | |
| JPH0141249B2 (ja) | ||
| NL8201571A (nl) | Werkwijze voor het centreren van een halfgeleiderplaatje. | |
| US4563094A (en) | Method and apparatus for automatic alignment | |
| JPS61174717A (ja) | 位置合わせ装置 | |
| JP2890943B2 (ja) | 位置検出方法及びそれを用いた位置検出装置 | |
| US4611122A (en) | Signal detection apparatus with plural elongate beams corresponding | |
| JPH02188713A (ja) | 画像形成装置 | |
| US4663534A (en) | Position detecting device utilizing selective outputs of the photodetector for accurate alignment | |
| JPH0479128B2 (ja) | ||
| JPS5999206A (ja) | 識別マ−ク間の間隔測定装置 | |
| JPH08201680A (ja) | オートフォーカス装置 | |
| JPH07104130B2 (ja) | 位置合わせ装置 | |
| JPH0429962B2 (ja) | ||
| JPH0516649B2 (ja) | ||
| JPS61134022A (ja) | 位置合せ信号検出装置 | |
| JP2797053B2 (ja) | Ｘ線露光装置 | |
| JPS61199633A (ja) | アライメントマ−クおよび該マ−クによる物体の相対位置検出装置 | |
| JPH0228311A (ja) | アライメント装置 | |
| JPS59132125A (ja) | 位置合わせ装置 | |
| JPH0361804A (ja) | 基板の位置合わせ装置 |