JPS60214531A - 位置合わせ方法 - Google Patents
位置合わせ方法Info
- Publication number
- JPS60214531A JPS60214531A JP59071140A JP7114084A JPS60214531A JP S60214531 A JPS60214531 A JP S60214531A JP 59071140 A JP59071140 A JP 59071140A JP 7114084 A JP7114084 A JP 7114084A JP S60214531 A JPS60214531 A JP S60214531A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- sample
- mask
- light
- interference fringes
- Prior art date
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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
- 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
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
３４ 。
本発明は特に高密度な半導体装置（以下ＬＳＩという）
等の微細パターンを形成するだめの露光装置のマスクと
試料（ウェハ）との位置合わせ方法に関するものである
。 ゛ 従来例の構成とその問題点 ＬＳＩは最近ますます高密度化され、各々の素子の微細
パターンの寸法は１ミクロン以下に及んでいる。
等の微細パターンを形成するだめの露光装置のマスクと
試料（ウェハ）との位置合わせ方法に関するものである
。 ゛ 従来例の構成とその問題点 ＬＳＩは最近ますます高密度化され、各々の素子の微細
パターンの寸法は１ミクロン以下に及んでいる。
従来からの露光装置の原理図を第１図に示す。フォトマ
スク１とウェハ２との位置合わせを行ない光を光源３よ
り照射し露光する。この時の位置合わせは、フォトマス
ク１及びウェハ２上の各々に設けられた位置合わせマー
クをＴＶカメラ等で観察し、重ね合わせることにより行
なっていたが。
スク１とウェハ２との位置合わせを行ない光を光源３よ
り照射し露光する。この時の位置合わせは、フォトマス
ク１及びウェハ２上の各々に設けられた位置合わせマー
クをＴＶカメラ等で観察し、重ね合わせることにより行
なっていたが。
その位置合わせ精度は±ｏ、３ミクロン程度であり、サ
ブミクロンの素子を形成する場合には９合わせ精度が悪
く実用にならない。
ブミクロンの素子を形成する場合には９合わせ精度が悪
く実用にならない。
又、Ｘ線露光装置のマスクとウエノ・との位置合わせ方
法を第２図に示す。マスク３に設けられた回折格子４と
ウェハ５上に設けられた回折格子６に対して光束Ａを入
射し９回折格子４及び６によって回折した光Ａ を検出
することにより、マスク３とウェー・６との位置合わせ
を高精度で行なうことができる。ただし、この場合、マ
スク３とウェハ６とのギャップＺを数ミクロンのオーダ
ーで一定間隔に保つ必要があるだめ、高精度な位置合わ
せを行なうことが難かしい。
法を第２図に示す。マスク３に設けられた回折格子４と
ウェハ５上に設けられた回折格子６に対して光束Ａを入
射し９回折格子４及び６によって回折した光Ａ を検出
することにより、マスク３とウェー・６との位置合わせ
を高精度で行なうことができる。ただし、この場合、マ
スク３とウェハ６とのギャップＺを数ミクロンのオーダ
ーで一定間隔に保つ必要があるだめ、高精度な位置合わ
せを行なうことが難かしい。
発明の目的
本発明はこのような従来からの問題に鑑み、微細パター
ンを形成するだめの光露光又はＸ線露光等のマスクとウ
ニ・・との位置合わせを、簡単な構成で高精度な位置合
わせを可能にする位置合わせ方法を提供することを目的
としている。
ンを形成するだめの光露光又はＸ線露光等のマスクとウ
ニ・・との位置合わせを、簡単な構成で高精度な位置合
わせを可能にする位置合わせ方法を提供することを目的
としている。
発明の構成
本発明はレーザー発生源等より発生した光を光学系を介
して２方向より入射し、該２光束の干渉により得られる
干渉縞に対して、略平行に配設された回折格子を有する
マスクとウエノ１とを前記２光束の光路中に配置し、各
々の回折格子によって反射又は透過した回折光を光検出
器で受光し、前記２光束の干渉縞と各回折格子との相対
位置を検知し、干渉縞に対し、各回折格子を合わせるこ
とにより、マスクとウェハとの位置合わせを高精度で実
現するものである。
して２方向より入射し、該２光束の干渉により得られる
干渉縞に対して、略平行に配設された回折格子を有する
マスクとウエノ１とを前記２光束の光路中に配置し、各
々の回折格子によって反射又は透過した回折光を光検出
器で受光し、前記２光束の干渉縞と各回折格子との相対
位置を検知し、干渉縞に対し、各回折格子を合わせるこ
とにより、マスクとウェハとの位置合わせを高精度で実
現するものである。
実施例の説明
本発明の一実施例を第３図に示す。
レーザー発生装置（回路）よりコヒーレントな光Ｒを発
生させ、この光Ｒをビームスプリッタ−ＢＳに入射させ
、はぼ同一強度の反射光Ｒ１と透過光Ｒ２とに振幅分割
する。
生させ、この光Ｒをビームスプリッタ−ＢＳに入射させ
、はぼ同一強度の反射光Ｒ１と透過光Ｒ２とに振幅分割
する。
振幅分割された反射光Ｒ１と透過光Ｒ２は、各々反射鏡
Ｍ１とＭ２に入射し、マスク７上に設けられた回折格子
８に対して、双方の反射光がほぼ等しい角度φで入射す
るように、ＢＳ 、Ｍｌ。
Ｍ１とＭ２に入射し、マスク７上に設けられた回折格子
８に対して、双方の反射光がほぼ等しい角度φで入射す
るように、ＢＳ 、Ｍｌ。
Ｍ２．回折格子８を配置する。回折格子８によって回折
した回折光Ｒ３を光検出器Ｄ１で受光する。
した回折光Ｒ３を光検出器Ｄ１で受光する。
マスク７に対応した位置に配置された試料（ウェハ）９
上には回折格子１０が設けられている。この回折格子１
０には、マスク７によって、反射光Ｒ１と透過光Ｒ２と
がさえぎられず、直接２光束６ペ２ Ｒ１・Ｒ２が入射するように、マスクと回折格子１ｏと
を配置する。又、回折格子８と１０には、２光束Ｒ１・
Ｒ２がほぼ等分に入射するようにする。
上には回折格子１０が設けられている。この回折格子１
０には、マスク７によって、反射光Ｒ１と透過光Ｒ２と
がさえぎられず、直接２光束６ペ２ Ｒ１・Ｒ２が入射するように、マスクと回折格子１ｏと
を配置する。又、回折格子８と１０には、２光束Ｒ１・
Ｒ２がほぼ等分に入射するようにする。
２光束Ｒ１，Ｒ２が回折格子１０によって回折した回折
光Ｒ４を光検出器Ｄ２で受光する。
光Ｒ４を光検出器Ｄ２で受光する。
レーザーの波長を人、２光束Ｒ１，Ｒ２が干渉して作る
干渉縞のピッチをＰとすると、マスク７及び試料９の各
回折格子８と１ｏ上の干渉縞のピッチＰは。
干渉縞のピッチをＰとすると、マスク７及び試料９の各
回折格子８と１ｏ上の干渉縞のピッチＰは。
】
で表わされる。
この干渉縞のピッチＰにほぼ等しいピッチを有する回折
格子８からは、２光束Ｒ１とＲ２の干渉した光を波面分
割する格子によって回折されだ回折光Ｒ３が得られる。
格子８からは、２光束Ｒ１とＲ２の干渉した光を波面分
割する格子によって回折されだ回折光Ｒ３が得られる。
この回折光Ｒ３を光検出器Ｄ１で受光し、マスク７を微
小変位させたときの回折光Ｒ３の光強度変化を測定する
ことにより。
小変位させたときの回折光Ｒ３の光強度変化を測定する
ことにより。
干渉縞と回折格子８との間の非常に分解能のよい７ 才
位置関係を示す光強度変化が得られる。
この位置関係を示す光強度を利用して、２光束の干渉縞
とマスクγ上の回折格子８との位置関係を検出し、マス
ク７の位置を補正・して、２光束の干渉縞とマスク７上
の回折格子８との位置合わせを行なう。
とマスクγ上の回折格子８との位置関係を検出し、マス
ク７の位置を補正・して、２光束の干渉縞とマスク７上
の回折格子８との位置合わせを行なう。
さらに、前記干渉縞のピッチＰにほぼ等しいピッチを有
する試料９上の回折格子１０からも、前記マスク７」二
の回折格子８と同様に、回折光Ｒ４が得られ、この回折
光Ｒ４を光検出器Ｄ２にて受光し、試料９を微小変位さ
せたときの光強度変化を測定することにより、干渉縞と
回折格子１０との位置関係を検出することができる。
する試料９上の回折格子１０からも、前記マスク７」二
の回折格子８と同様に、回折光Ｒ４が得られ、この回折
光Ｒ４を光検出器Ｄ２にて受光し、試料９を微小変位さ
せたときの光強度変化を測定することにより、干渉縞と
回折格子１０との位置関係を検出することができる。
この位置関係を示す光強度を利用して、２光束の干渉縞
と試料９上の回折格子１０との位置関係を検出し、試料
９の位置を補正して、２光束の干渉縞と試料９上の回折
格子との位置合わせを行なう。
と試料９上の回折格子１０との位置関係を検出し、試料
９の位置を補正して、２光束の干渉縞と試料９上の回折
格子との位置合わせを行なう。
この時、マスク７と試料９上の回折格子８，１゜は、干
渉縞に対して位置合わせされたことになり。
渉縞に対して位置合わせされたことになり。
さらに、マスク７上の回折格子８と試料９上の回折格子
１ｏとが、高精度に位置合わせされたことになる。
１ｏとが、高精度に位置合わせされたことになる。
例えば波長λ＝０．６３２８μｍ、２光束の入射角φ−
１８，４４５のとき、干渉縞のピッチＰ−１μｍとなり
、又、回折格子８及び１０のピッチも１μｍで構成し１
回折格子８又は１０を微小変位させたとき、光検出器Ｄ
１又はＤ２での光強度変化は第４図に示すごとく、１μ
ｍピッチで正弦波状の光強度変化が得られる。（第４図
で横軸は回折格子の微小変位、縦軸は光強度）、この光
強度と変位との関係を利用して、マスクγ上の回折格子
８と試料９上の回折格子とを位置合わせすることにより
、数１ｏｏ八程への位置合わせ精度が得られる。
１８，４４５のとき、干渉縞のピッチＰ−１μｍとなり
、又、回折格子８及び１０のピッチも１μｍで構成し１
回折格子８又は１０を微小変位させたとき、光検出器Ｄ
１又はＤ２での光強度変化は第４図に示すごとく、１μ
ｍピッチで正弦波状の光強度変化が得られる。（第４図
で横軸は回折格子の微小変位、縦軸は光強度）、この光
強度と変位との関係を利用して、マスクγ上の回折格子
８と試料９上の回折格子とを位置合わせすることにより
、数１ｏｏ八程への位置合わせ精度が得られる。
又、本実施例では回折光Ｒ３，Ｒ４の各々の回折光に対
して、光検出器ＤＩ 、Ｄ２と各々光検出器を、別個に
用いているが、１つの光検出器にて、回折光Ｒ３，Ｒ４
を受光してもよい。つまり、２光束Ｒ１、Ｒ２が回折格
子８及び１ｏによって回折した回折光は複数方向に回折
され、たとえば、９ で ７ 回折格子１０によって回折した回折光は、Ｒ４及びＲ４
１方向にも回折される。従って、回折光Ｒ３とＲ４１と
を受光できる位置に光検出器Ｄ１を設けても、前記と同
様に、マスク７と試料９との位置合わせが高精度にでき
る。
して、光検出器ＤＩ 、Ｄ２と各々光検出器を、別個に
用いているが、１つの光検出器にて、回折光Ｒ３，Ｒ４
を受光してもよい。つまり、２光束Ｒ１、Ｒ２が回折格
子８及び１ｏによって回折した回折光は複数方向に回折
され、たとえば、９ で ７ 回折格子１０によって回折した回折光は、Ｒ４及びＲ４
１方向にも回折される。従って、回折光Ｒ３とＲ４１と
を受光できる位置に光検出器Ｄ１を設けても、前記と同
様に、マスク７と試料９との位置合わせが高精度にでき
る。
又、第２の実施例として、干渉縞のピッチＰの整数倍の
ピッチを有する回折格子をマスク７及び試料９上に設け
ることにより、第１の実施例と同様に高精度な位置合わ
せができる。例えば干渉縞のピッチＰ＝１μｍのとき１
回折格子８及び１゜のピッチを４μｍピッチにすること
ができる。４μｍピッチの回折格子であれば、マスク７
及び試料９上に、従来の光露光法で回折格子を作ること
が可能であり１回折格子の作成が容易にできる。
ピッチを有する回折格子をマスク７及び試料９上に設け
ることにより、第１の実施例と同様に高精度な位置合わ
せができる。例えば干渉縞のピッチＰ＝１μｍのとき１
回折格子８及び１゜のピッチを４μｍピッチにすること
ができる。４μｍピッチの回折格子であれば、マスク７
及び試料９上に、従来の光露光法で回折格子を作ること
が可能であり１回折格子の作成が容易にできる。
又、第３の実施例として、第６図のごとくマスク７上の
回折格子８の近傍に切欠部１１を設け、さらに、試料９
上に切欠部１１に対応するような位置に回折格子１ｏを
設けても、同様な効果が得られる。
回折格子８の近傍に切欠部１１を設け、さらに、試料９
上に切欠部１１に対応するような位置に回折格子１ｏを
設けても、同様な効果が得られる。
又、第１〜３の実施例において９通常、試料９１ｏ ぐ
、〜 上には、紫外光に対して感光するレジストが塗布されて
いるが、このレジストを感光させない波長の光１例えば
、波長λ＝０．６３２８μｍのＨθ−Ｎ。
、〜 上には、紫外光に対して感光するレジストが塗布されて
いるが、このレジストを感光させない波長の光１例えば
、波長λ＝０．６３２８μｍのＨθ−Ｎ。
レーザーを用いることにより、レーザー光の回折等によ
る悪影響をレジストに与えることがなく。
る悪影響をレジストに与えることがなく。
信頼性の高い微細パターンが得られる。
さらに第４の実施例として前記の様な位置合わせ方法と
、従来の位置合わせ方法とを組合わせることにより、マ
スクＴ上のパターンを試料９上に精度よく位置合わせし
て転写することができる。
、従来の位置合わせ方法とを組合わせることにより、マ
スクＴ上のパターンを試料９上に精度よく位置合わせし
て転写することができる。
たとえば、マスク７上に、図６のごとく、位置合わせマ
ーク１１と回折格子８を設ける。又、試料９上に、位置
合わせマーク１２と回折格子１ｏを設ける。
ーク１１と回折格子８を設ける。又、試料９上に、位置
合わせマーク１２と回折格子１ｏを設ける。
マスクＴ上の位置合わせマーク１２と、試料９上の位置
合わせマーク１３とを、ＴＶカメラ等で観察し、重ね合
わせることにより、１μｍ程度の荒位置決めを行なう。
合わせマーク１３とを、ＴＶカメラ等で観察し、重ね合
わせることにより、１μｍ程度の荒位置決めを行なう。
その後、マスク７上の回折格子８と試料９上の回折格子
１ｏとを前述のごとく位置合わせすることにより、数１
ｏｏ八程への１１ ＋ ・ 位装置合わせが可能になる。
１ｏとを前述のごとく位置合わせすることにより、数１
ｏｏ八程への１１ ＋ ・ 位装置合わせが可能になる。
第１から第４の実施例では一方向のみの位置合わせ方法
について言及したが、第６の実施列としてマスク７及び
試料９上の各回折格子８．１０を第７図のごとく直交配
置し、各々の回折格子に２光束を入射し、２光束の干渉
縞と位置合わせすることにより、２方向１ｘ、ｙ）の位
置合わせが高精度にできる。
について言及したが、第６の実施列としてマスク７及び
試料９上の各回折格子８．１０を第７図のごとく直交配
置し、各々の回折格子に２光束を入射し、２光束の干渉
縞と位置合わせすることにより、２方向１ｘ、ｙ）の位
置合わせが高精度にできる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、２光束の干渉縞に対して
、マスク及び試料上に回折格子を設け。
、マスク及び試料上に回折格子を設け。
この回折格子によって、回折又は反射した光を光検出器
で受光し、干渉縞と各回折格子との位置情報として取り
出し、干渉縞に対して、各回折格子を位置合わせするこ
とにより、マスクと試料とを数１ｏｏ入程度の精度で高
精度に位置合わせを実現することができる。
で受光し、干渉縞と各回折格子との位置情報として取り
出し、干渉縞に対して、各回折格子を位置合わせするこ
とにより、マスクと試料とを数１ｏｏ入程度の精度で高
精度に位置合わせを実現することができる。
第１図は従来からの露光装置の原理図、第２図はＸ線露
光装置のマスクとウェハとの位置合わせ方法を示す原理
図、第３図は本発明の第１の実施例を示す原理図、第４
図は干渉縞のピンチ１μｍ。 回折格子のピンチ１μｍのときの１回折格子の微小変位
と光強度との関係を示す図、第６図は本発明の第３の実
施例を示す図、第６図は同第４の実施例を示す図、第７
図は同第６の実施例を示す図である。 Ｒ１・・・反射光、Ｒ２・・・透過光、７・・・・マス
ク、８・・・・・回折格子、Ｒ３・・・・回折光、Ｄｌ
・・・・・光検出器、９・・・・・・試料、１０・・・
回折格子、Ｒ４・・・・・回折光、Ｄ２・・・・・光検
出器、Ｒ４１・・回折光、１１・・・・・・切欠部、１
２．１３・・・・位置合わせマーク。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 □５ 第４図 第 ５ＦＩ４ ０ ■ 第６図 ２ 第７図
光装置のマスクとウェハとの位置合わせ方法を示す原理
図、第３図は本発明の第１の実施例を示す原理図、第４
図は干渉縞のピンチ１μｍ。 回折格子のピンチ１μｍのときの１回折格子の微小変位
と光強度との関係を示す図、第６図は本発明の第３の実
施例を示す図、第６図は同第４の実施例を示す図、第７
図は同第６の実施例を示す図である。 Ｒ１・・・反射光、Ｒ２・・・透過光、７・・・・マス
ク、８・・・・・回折格子、Ｒ３・・・・回折光、Ｄｌ
・・・・・光検出器、９・・・・・・試料、１０・・・
回折格子、Ｒ４・・・・・回折光、Ｄ２・・・・・光検
出器、Ｒ４１・・回折光、１１・・・・・・切欠部、１
２．１３・・・・位置合わせマーク。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 □５ 第４図 第 ５ＦＩ４ ０ ■ 第６図 ２ 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） コヒーレントな２光束の光路中に配置した回折
格子を有するマスクと前記２光束の光路中に配置した回
折格子を有する試料上とに、前記２光束を入射し、前記
マスクと試料上の各々の回折格子によって反射又は透過
した回折光を光検出器にて受光し、前記光検出器の光強
度変化を測定することにより、前記２光束の干渉縞と前
記マスク及び試料上の各々の回折格子との相対的な位置
関係を検出することを特徴とした位置合わせ方法。 （２） マスク上の回折格子によって、反射又は透過し
た回折光を受光する光検出器と、前記光検出器とは別に
、試料上の回折格子によって、反射又は透過した回折光
を受光する光検出器とを設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の位置合わせ方法。 （３） ２光束の干渉縞のピッチＰの整数倍のピッチ２
・ 、 を有する回折格子をマスクと試料上に設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の位置合わせ方法。 （４） マスク上に設けた回折格子近傍に切欠き部を設
け、前記切欠き部に対応する位置に回折格子を配設した
試料を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の位置合わせ方法。 １句 試料上に塗布されたレジストの感光帯域とは異な
る波長を有するコヒーレントな２光束を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置合わせ方法。 （６） マスク及び試料上に回折格子を各々に対して直
交配置し、各々の回折格子に２光束を入射したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置合わせ方法。 （７）位置合わせマーク及び回折格子をマスク及び試料
上に各々設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の位置合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59071140A JP2578742B2 (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | 位置合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59071140A JP2578742B2 (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | 位置合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60214531A true JPS60214531A (ja) | 1985-10-26 |
| JP2578742B2 JP2578742B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=13451981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59071140A Expired - Lifetime JP2578742B2 (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | 位置合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2578742B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6314430A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-21 | Tokyo Optical Co Ltd | 投影露光装置用の光学的位置合わせ装置 |
| JPH02293748A (ja) * | 1989-05-08 | 1990-12-04 | Matsushita Electron Corp | マスクならびにマスクとウエーハとの位置合わせ方法 |
| WO2024120435A1 (zh) * | 2022-12-08 | 2024-06-13 | 光科芯图(北京)科技有限公司 | 一种基于全息光刻的对准方法、系统及设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53137673A (en) * | 1977-05-03 | 1978-12-01 | Massachusetts Inst Technology | Device for and method of matching plate position |
-
1984
- 1984-04-10 JP JP59071140A patent/JP2578742B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53137673A (en) * | 1977-05-03 | 1978-12-01 | Massachusetts Inst Technology | Device for and method of matching plate position |
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| JPH02293748A (ja) * | 1989-05-08 | 1990-12-04 | Matsushita Electron Corp | マスクならびにマスクとウエーハとの位置合わせ方法 |
| WO2024120435A1 (zh) * | 2022-12-08 | 2024-06-13 | 光科芯图(北京)科技有限公司 | 一种基于全息光刻的对准方法、系统及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2578742B2 (ja) | 1997-02-05 |
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