JPS6066820A - 位置合わせ及び露光方法 - Google Patents
位置合わせ及び露光方法Info
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- JPS6066820A JPS6066820A JP58175356A JP17535683A JPS6066820A JP S6066820 A JPS6066820 A JP S6066820A JP 58175356 A JP58175356 A JP 58175356A JP 17535683 A JP17535683 A JP 17535683A JP S6066820 A JPS6066820 A JP S6066820A
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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
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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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70408—Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- 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
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
本発明は、精度の高い位置合わせ装置、箱に高密な半導
体装置（以下ＬＳＩとよぶ）の位置合わせ装置に適用で
きる位置合わせ方法に関する１゜従来例の構成とその問
題点 半導体装置は最近捷す捷す高密度化さｈ、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ＬＳＩ製造時のフ、１トマスクとＬＳＩウェハ
の位置合わせＵｌｌ、ウエノ・に設けた位置合せマーク
を用いて、ウニ・・を着装し／６−ステージの回転と２
軸子行移動し、フ］トマスク上のマークとウェハ上のマ
ークを重ね合わせることによって行なっていたが、その
位１６合わぜ精度は±０．３ミクロン程度であり、ザブ
ミクロンの素子を形成する場合には、合わぜ精度か悪く
実用にならない。また、Ｓ、オースチン（Ａｐｐｊｉｅ
ｄｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ 、Ｖｏｌ’、３１
Ｎｏ 、了１）、４．２８゜１９７７）らか示した干
渉法を用いた位置合わせ方法では、第１図で示したよう
に、入射レーザビーム１をフォトマスク２に入射し、フ
ォトマスク２上に形成した格子３で回折し、この回折し
た光をもう一度、ウェハ４上に形成した格子５によって
回折することにより、回折光６，７．８・・・・・・・
・を得る５、この回折光は、フ４トマスクでの回折次数
とウェハての回折次数の二値表示で表わすと、回折光〇
は（０，１）２回折光７は（’＋’）＋回折光ｓｔｄ：
（−１＋２） ・・で表わずことができる。この回折光
をレンズにより一点に集め光強度合測定する。回折光は
入射レーザビーム１に対してノア−右対称な位置に光強
度を持ち、フ４トマスク２とウェハ４との位置合わせに
は、左右に観察さ、１シた回１ノ１光の強度を一致させ
ることにより行なえる。、この方法では位置合わせ精度
は、数１００人とさ、１１ている３、しかし、この方法
においては、フｉ ｔ□マスク２とウニ・・４との位置
合わぜは、フォトマスク２とウェハ４との間隔りに大き
く影響さ、１するたλ５、間隔りの精度を要求する。寸
だ、フォトマスク２とウェハ４を接近させ、間隔りの精
度を保持した状態で位置合わせする必要があり装置が複
雑となるため、実用に問題かあった、。
体装置（以下ＬＳＩとよぶ）の位置合わせ装置に適用で
きる位置合わせ方法に関する１゜従来例の構成とその問
題点 半導体装置は最近捷す捷す高密度化さｈ、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ＬＳＩ製造時のフ、１トマスクとＬＳＩウェハ
の位置合わせＵｌｌ、ウエノ・に設けた位置合せマーク
を用いて、ウニ・・を着装し／６−ステージの回転と２
軸子行移動し、フ］トマスク上のマークとウェハ上のマ
ークを重ね合わせることによって行なっていたが、その
位１６合わぜ精度は±０．３ミクロン程度であり、ザブ
ミクロンの素子を形成する場合には、合わぜ精度か悪く
実用にならない。また、Ｓ、オースチン（Ａｐｐｊｉｅ
ｄｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ 、Ｖｏｌ’、３１
Ｎｏ 、了１）、４．２８゜１９７７）らか示した干
渉法を用いた位置合わせ方法では、第１図で示したよう
に、入射レーザビーム１をフォトマスク２に入射し、フ
ォトマスク２上に形成した格子３で回折し、この回折し
た光をもう一度、ウェハ４上に形成した格子５によって
回折することにより、回折光６，７．８・・・・・・・
・を得る５、この回折光は、フ４トマスクでの回折次数
とウェハての回折次数の二値表示で表わすと、回折光〇
は（０，１）２回折光７は（’＋’）＋回折光ｓｔｄ：
（−１＋２） ・・で表わずことができる。この回折光
をレンズにより一点に集め光強度合測定する。回折光は
入射レーザビーム１に対してノア−右対称な位置に光強
度を持ち、フ４トマスク２とウェハ４との位置合わせに
は、左右に観察さ、１シた回１ノ１光の強度を一致させ
ることにより行なえる。、この方法では位置合わせ精度
は、数１００人とさ、１１ている３、しかし、この方法
においては、フｉ ｔ□マスク２とウニ・・４との位置
合わぜは、フォトマスク２とウェハ４との間隔りに大き
く影響さ、１するたλ５、間隔りの精度を要求する。寸
だ、フォトマスク２とウェハ４を接近させ、間隔りの精
度を保持した状態で位置合わせする必要があり装置が複
雑となるため、実用に問題かあった、。
丑だ、サブミクロン線巾を持つ素子の位置合わせには、
素子からの二次電子数１ゴ彊でよる観察に」。
素子からの二次電子数１ゴ彊でよる観察に」。
る方法があるが、大気中での取り扱いができろ＝いため
、ＬＳＩを製造する上でのスループットが小さくなり実
用上問題があった。
、ＬＳＩを製造する上でのスループットが小さくなり実
用上問題があった。
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
ンの位置合わせを大気中で、かつ、ｎｌ）−ｔｒな構成
で行なえるＬＳＩのンＡトマスクとウェハの間の位置合
わせ方法及び位置合わせの後に行なう露光方法を提供す
ることを目的とする４、発明の構成 本発明は、コヒーレン！・な光を二方向から入射し、該
三光束の干渉により得られる干渉縞に対して、平行に配
置された格子を前記三光束の光路中に持ち、該格子によ
って反射またｄ透過し／こ光を干渉させて光強度を測定
することにより、ｌｊ’ｌ ｔｉ＋２ニー光束の干渉縞
と該格子との相対位置を検知する方法にＪ：す、半導体
微細素子の位置合わせを高精度に行ない、その後に露光
を行なうことを実現するものである。
ンの位置合わせを大気中で、かつ、ｎｌ）−ｔｒな構成
で行なえるＬＳＩのンＡトマスクとウェハの間の位置合
わせ方法及び位置合わせの後に行なう露光方法を提供す
ることを目的とする４、発明の構成 本発明は、コヒーレン！・な光を二方向から入射し、該
三光束の干渉により得られる干渉縞に対して、平行に配
置された格子を前記三光束の光路中に持ち、該格子によ
って反射またｄ透過し／こ光を干渉させて光強度を測定
することにより、ｌｊ’ｌ ｔｉ＋２ニー光束の干渉縞
と該格子との相対位置を検知する方法にＪ：す、半導体
微細素子の位置合わせを高精度に行ない、その後に露光
を行なうことを実現するものである。
実施例のＩ＋５２明
第２図に本発明による位置合わせ方法及び露光をイ１な
えるホログラフィック露光装置および光検知器を具（＋
ｉｉｉ Ｌだ位置合わせ装置を示しだ。
えるホログラフィック露光装置および光検知器を具（＋
ｉｉｉ Ｌだ位置合わせ装置を示しだ。
コヒーレン！・な光１０をレーザー発生装置からビーム
スプリッタ（ＢＳ ）に入射させ、はぼ同一強度の反射
光１１と透過光１２とに振幅分割し、各々反射鏡Ｍ１と
反射鏡Ｍ２に入射し、ウェハＷの入面に対して双方の反
射光がほぼ等しい角度θで入射するように、Ｂ、Ｓ Ｍ
ｌ、Ｍ２．Ｗを配置する１、ウェハＷ上には格子Ｇが形
成されており、イ、゛１千Ｇによ−）で回折した反射光
１３および１４が、１外々レンズＬ１およびＬ２を通し
て光検知器Ｄ１お、ｌ、ひＤ２に入射する。
スプリッタ（ＢＳ ）に入射させ、はぼ同一強度の反射
光１１と透過光１２とに振幅分割し、各々反射鏡Ｍ１と
反射鏡Ｍ２に入射し、ウェハＷの入面に対して双方の反
射光がほぼ等しい角度θで入射するように、Ｂ、Ｓ Ｍ
ｌ、Ｍ２．Ｗを配置する１、ウェハＷ上には格子Ｇが形
成されており、イ、゛１千Ｇによ−）で回折した反射光
１３および１４が、１外々レンズＬ１およびＬ２を通し
て光検知器Ｄ１お、ｌ、ひＤ２に入射する。
レーザの波長をλ、Ｍｌ、Ｍ２からの反射光１１．１２
が干渉して作る干渉縞のピッチをＡとすると、ウエノ・
上にできる干渉縞は Ａ−λ／ ２ ｓｉｎθ で表わせる。
が干渉して作る干渉縞のピッチをＡとすると、ウエノ・
上にできる干渉縞は Ａ−λ／ ２ ｓｉｎθ で表わせる。
この干渉縞のピッチ１にほぼ等しいピンチを持つ格子Ｇ
からは、２光束１１と１２の干渉した光を波面分割する
格子によって回折された光が得ら７１シ、さらにレンズ
を通して波面分割された光を集束１〜で干渉させると、
２光束１１．１２の干渉縞と格子Ｇとの間の位置関係を
示す光強度情報が得ら７する。光検知器Ｄ１およびＤ２
上での観測される光強電工は Ｉ−ｕＡ２＋ｕＢ２＋ｕＡ −ｕＢ十ｕＡ１ｕＢ ・・
、−・（１）ただし、ｕＡ、 ｕＢは各々光束１１．１
２の振幅強度ｕＡ″、ｕＢ４は共役複素振幅である１、
・・ （２） ｕＡ″・ｕＢ＋ｕＡ ＠ ｕＢ − δＡ−δＢ ２−Ａｍ Ｂ ｓ＋ｎ （（Ｎ−１） ４−ｋｘ （ｓ
ｉｎθＡ ｓ＋ｎθＢ ） ）として示される。第４図
に光強電工の観測角度依存性をン」、しだ。観測角度を
−π／２〜０〜π／２ と変化させると、４つのピーク
があられれ、−０１゜０、のピークには、入射光Ａ、Ｂ
の０次の回折光が汗なる３、−０２，θ２のピークは入
射光Ａ、Ｂの１次の回折光が含１れ、その各々の回折光
に、光束Ａと光束Ｂの作る干渉縞とウェハ上の格子との
間の位置情報が含まれている。、第６図（・ε二元（６
冒１ｊ器の位置を第４図のピークを示す位置に固定し、
）′１−４束Ａと光束Ｂの作る干渉縞とウエノ・上の格
勺′との間の相対位置Ｘを変化させたときの光強電工の
変化を示した。相対位置Ｘの変化は格子のピッチｌ′毎
に光強度を周期的に変化させ、光強度を観測することに
よって、干渉縞と格子との間の相対ｆ〜シ装を示すこと
ができる。
からは、２光束１１と１２の干渉した光を波面分割する
格子によって回折された光が得ら７１シ、さらにレンズ
を通して波面分割された光を集束１〜で干渉させると、
２光束１１．１２の干渉縞と格子Ｇとの間の位置関係を
示す光強度情報が得ら７する。光検知器Ｄ１およびＤ２
上での観測される光強電工は Ｉ−ｕＡ２＋ｕＢ２＋ｕＡ −ｕＢ十ｕＡ１ｕＢ ・・
、−・（１）ただし、ｕＡ、 ｕＢは各々光束１１．１
２の振幅強度ｕＡ″、ｕＢ４は共役複素振幅である１、
・・ （２） ｕＡ″・ｕＢ＋ｕＡ ＠ ｕＢ − δＡ−δＢ ２−Ａｍ Ｂ ｓ＋ｎ （（Ｎ−１） ４−ｋｘ （ｓ
ｉｎθＡ ｓ＋ｎθＢ ） ）として示される。第４図
に光強電工の観測角度依存性をン」、しだ。観測角度を
−π／２〜０〜π／２ と変化させると、４つのピーク
があられれ、−０１゜０、のピークには、入射光Ａ、Ｂ
の０次の回折光が汗なる３、−０２，θ２のピークは入
射光Ａ、Ｂの１次の回折光が含１れ、その各々の回折光
に、光束Ａと光束Ｂの作る干渉縞とウェハ上の格子との
間の位置情報が含まれている。、第６図（・ε二元（６
冒１ｊ器の位置を第４図のピークを示す位置に固定し、
）′１−４束Ａと光束Ｂの作る干渉縞とウエノ・上の格
勺′との間の相対位置Ｘを変化させたときの光強電工の
変化を示した。相対位置Ｘの変化は格子のピッチｌ′毎
に光強度を周期的に変化させ、光強度を観測することに
よって、干渉縞と格子との間の相対ｆ〜シ装を示すこと
ができる。
第２図には、光検知手段が２つ示されているか、一つで
も上記の説明により充分位置検知することができる。
も上記の説明により充分位置検知することができる。
この検出された相対位置に相等する分だけつ工・・Ｗの
取シ付けられたステージを送〈す、送ら１また量をさら
にｆｅｅｄ ｂａｃｋすることに」：す、ウェハＷ上の
格子Ｇと空間上の干渉縞との間の１１：確な位置合わせ
を行なうことができる。ウニ・・Ｗ上の格子Ｇのピッチ
を１μｍとすると、本方法による位置合わせ精度は数１
００人の精度が達成できる１、実際のＬＳＩのパターン
を形成するときの位置合わせは、ウェハＷ上に形成され
た回路素子部分のパターンと露光しようとする三光束の
干渉縞との間の位置合わせである。第６図はその様子を
示している。ウェハ上には、回折格子２０（ｑとＭ○Ｓ
トランジスタのゲートパターン２１とが従来からのホト
リノグラフィによって形成されている。
取シ付けられたステージを送〈す、送ら１また量をさら
にｆｅｅｄ ｂａｃｋすることに」：す、ウェハＷ上の
格子Ｇと空間上の干渉縞との間の１１：確な位置合わせ
を行なうことができる。ウニ・・Ｗ上の格子Ｇのピッチ
を１μｍとすると、本方法による位置合わせ精度は数１
００人の精度が達成できる１、実際のＬＳＩのパターン
を形成するときの位置合わせは、ウェハＷ上に形成され
た回路素子部分のパターンと露光しようとする三光束の
干渉縞との間の位置合わせである。第６図はその様子を
示している。ウェハ上には、回折格子２０（ｑとＭ○Ｓ
トランジスタのゲートパターン２１とが従来からのホト
リノグラフィによって形成されている。
この回折格子２０はゲートパターン２１と正確に位置決
めされており、たとえばチップ間に位置しているチップ
切断用の余白（スクライブライン）に設けることができ
る。格子２０のピンチは、光露光やＸ線露光で形成でき
る干渉縞のピッチに対して整数倍の線巾に形成されてい
る。干渉縞２２はウェハ全体又は位置合わせ用の格子２
０に照射され、格子２ｏと干渉縞２２の相対的な位置合
わせが行なわれるとともに、位置合わせの後に露光する
干渉縞２２との間の相対的な位置合わせを行ない、しか
るのちウェハ上に形成されたフォトレジスト上に三光束
の干渉縞２２にてパターン露光を行うことができる。こ
の方法においては、位置合わせを行なう際の三光束と、
フォトレジストを感光するだめの露光用光源は同一のも
のを使用できる。すなわちこの場合、位置合せ用と露光
用の放射光の波長が同一である。
めされており、たとえばチップ間に位置しているチップ
切断用の余白（スクライブライン）に設けることができ
る。格子２０のピンチは、光露光やＸ線露光で形成でき
る干渉縞のピッチに対して整数倍の線巾に形成されてい
る。干渉縞２２はウェハ全体又は位置合わせ用の格子２
０に照射され、格子２ｏと干渉縞２２の相対的な位置合
わせが行なわれるとともに、位置合わせの後に露光する
干渉縞２２との間の相対的な位置合わせを行ない、しか
るのちウェハ上に形成されたフォトレジスト上に三光束
の干渉縞２２にてパターン露光を行うことができる。こ
の方法においては、位置合わせを行なう際の三光束と、
フォトレジストを感光するだめの露光用光源は同一のも
のを使用できる。すなわちこの場合、位置合せ用と露光
用の放射光の波長が同一である。
露光用光源と位置合わせのだめの三光束の波長合わせに
は感光領域ではない光たとえば赤色の波長とすると、位
置合わせしている間にン号１・し／ストが感光されず、
位置合わせ時に露光する部分の光をしゃ断する必要がな
くなる。、このときの６＞置合わせ装置は第３図の場合
と同様であるが、イ１ン置合わせの三光束の波長が異な
るため、ウエノ・十に形成されている格子Ｇのピッチは
、二元東の１渉縞のピッチに一致させる・ 第７図に本発明による位置合わせ方法を実施する縮小投
影露光装置の原理および本発明に」：るレチクルとウエ
ノ・間の位置合わせの措成図を示し／３−３、まず通常
の縮小投影露光の場合の配置について説明する。光源、
レチクルＲ，レンズ系り、半・、「）体ウェハＷという
ｊ順に並んでおり、光源から出／（平行光１１１はレチ
ルクＲ土の・々ターンで光を遮られ、この濃淡パターン
を持つ光束がレンズ系りによって集光されてウェハ上に
レチクルの投影像Ｒ′を形成する。
は感光領域ではない光たとえば赤色の波長とすると、位
置合わせしている間にン号１・し／ストが感光されず、
位置合わせ時に露光する部分の光をしゃ断する必要がな
くなる。、このときの６＞置合わせ装置は第３図の場合
と同様であるが、イ１ン置合わせの三光束の波長が異な
るため、ウエノ・十に形成されている格子Ｇのピッチは
、二元東の１渉縞のピッチに一致させる・ 第７図に本発明による位置合わせ方法を実施する縮小投
影露光装置の原理および本発明に」：るレチクルとウエ
ノ・間の位置合わせの措成図を示し／３−３、まず通常
の縮小投影露光の場合の配置について説明する。光源、
レチクルＲ，レンズ系り、半・、「）体ウェハＷという
ｊ順に並んでおり、光源から出／（平行光１１１はレチ
ルクＲ土の・々ターンで光を遮られ、この濃淡パターン
を持つ光束がレンズ系りによって集光されてウェハ上に
レチクルの投影像Ｒ′を形成する。
位置合わぜに用いる構成はレーザ等のコヒーレントな光
をビームスプリッタ等に入射させ、はぼ同一強度の三光
束１１２，１１３に振幅分割する。
をビームスプリッタ等に入射させ、はぼ同一強度の三光
束１１２，１１３に振幅分割する。
三光束１１２，１１３を各々レチクルＲ上に設け／こ回
折格子１１４，１１５に入射させ、レチクルＨの置かれ
ている配置を入射光と回折光の位相や角度ψ１．ψ２に
よって表わす。レチクルＲがら出た回折光１１６，１１
７はレンズ系りを通過し、ウェハ上で三光束１１６，１
１７が干渉するようＰこＲ、Ｌ 、Ｗを配置する。ウェ
ハＷ上には第８図に小すごとく格子Ｇが形成されており
、格子Ｇに」２って回折した反射光１１８が光検知器り
に導ひかれる。ウェハ上の格子Ｇは第７図に一例を示す
Ｊ：うに、ウェハの所定領域に規則的に形成したくり返
しパターンを用いる。
折格子１１４，１１５に入射させ、レチクルＨの置かれ
ている配置を入射光と回折光の位相や角度ψ１．ψ２に
よって表わす。レチクルＲがら出た回折光１１６，１１
７はレンズ系りを通過し、ウェハ上で三光束１１６，１
１７が干渉するようＰこＲ、Ｌ 、Ｗを配置する。ウェ
ハＷ上には第８図に小すごとく格子Ｇが形成されており
、格子Ｇに」２って回折した反射光１１８が光検知器り
に導ひかれる。ウェハ上の格子Ｇは第７図に一例を示す
Ｊ：うに、ウェハの所定領域に規則的に形成したくり返
しパターンを用いる。
次に、本実施例におけるレチクルとウェハの相対的な位
置合わせの手順について、第９図を用いて説明する。
置合わせの手順について、第９図を用いて説明する。
レチクルＨに入射しだ三光束１１２，１１３をレチクル
に垂直に入射するようにし、かつ三光束１１２．１１３
がレチクル上の格−７１１４，１１６に入射するように
配置する。格子１１４，１１５は２光束を透過し、回折
光１１６，１１７を射１−１１する。格子に入射する三
光束の位相は等しくなるように光学系を配置しているの
で格子によ−）で回折した光の波面も第９図に示すよう
に光束１１６と１１７では対称となる。この位相をそろ
った２光束がウェハ面上で交叉角２θで交わると濃淡の
干渉縞が生じ、干渉縞の位置は波面が交わ−、た旬間で
定まる。この位置に対して、ウニ／・Ｗ土の格子を合わ
せる。
に垂直に入射するようにし、かつ三光束１１２．１１３
がレチクル上の格−７１１４，１１６に入射するように
配置する。格子１１４，１１５は２光束を透過し、回折
光１１６，１１７を射１−１１する。格子に入射する三
光束の位相は等しくなるように光学系を配置しているの
で格子によ−）で回折した光の波面も第９図に示すよう
に光束１１６と１１７では対称となる。この位相をそろ
った２光束がウェハ面上で交叉角２θで交わると濃淡の
干渉縞が生じ、干渉縞の位置は波面が交わ−、た旬間で
定まる。この位置に対して、ウニ／・Ｗ土の格子を合わ
せる。
ウェハ上の格子と２光束の干渉縞とのウェハ面内での回
転（アジマス）ψは、ウエノ・上の格子と干渉縞との間
で生じるモアレ縞の回転によって検知でき、モアレ縞の
本数が少なくなるように８１．９整する。
転（アジマス）ψは、ウエノ・上の格子と干渉縞との間
で生じるモアレ縞の回転によって検知でき、モアレ縞の
本数が少なくなるように８１．９整する。
まだ、ウェハ上の格子と２光束の干渉縞の該光束の入射
面内での回転（ティルト）ψは、干渉縞のピッチがウェ
ハ上の格子と比較すると相対的に長くなった場合と同様
になり、前述のアジマス調整と同じくモアレ状縞の本数
が少なくなるようにしてティルト調整ができる。１だテ
ィルト調整には光路が対称してあれば回折格子によって
反射した０次光が光源にもどるので、この光を利用して
ウェハＷのティルト調整もできる。
面内での回転（ティルト）ψは、干渉縞のピッチがウェ
ハ上の格子と比較すると相対的に長くなった場合と同様
になり、前述のアジマス調整と同じくモアレ状縞の本数
が少なくなるようにしてティルト調整ができる。１だテ
ィルト調整には光路が対称してあれば回折格子によって
反射した０次光が光源にもどるので、この光を利用して
ウェハＷのティルト調整もできる。
以上のようにしてアジマスとティルト調整を行なった後
に第１．２．３式で示された原理にもとづきレチクルと
ウェハ中のパターン位置合わせを行なうことができる。
に第１．２．３式で示された原理にもとづきレチクルと
ウェハ中のパターン位置合わせを行なうことができる。
このようにして、光源、レチクルＲ，ウェハＷの三者の
位置合わぜが完了すると、光源から出だ平行光１１１に
よってレチクル上のパターンは、レンズ系りを通してウ
ェハＷ上に投影され、この投影像によって、レジストに
パターンが形成される１、 この場合にも前述の実施例と同様、位置合わせに使用す
る三光束の波長が露光に使用する光１１１の波長と異な
り、フォトレジストの感光波長領域の波長を含まない光
であると、位置合わぜの間にフォトレジストが感光され
ない。
位置合わぜが完了すると、光源から出だ平行光１１１に
よってレチクル上のパターンは、レンズ系りを通してウ
ェハＷ上に投影され、この投影像によって、レジストに
パターンが形成される１、 この場合にも前述の実施例と同様、位置合わせに使用す
る三光束の波長が露光に使用する光１１１の波長と異な
り、フォトレジストの感光波長領域の波長を含まない光
であると、位置合わぜの間にフォトレジストが感光され
ない。
次に、位置合わせ方法が三光束の干渉縞と格Ｊ’との間
の位置合わせであり、Ｘ線の」：うにグロキ７ミチイ露
光する場についての実施例を示す。第１０図に示すよう
に、フォトマスクＭとウニ・・Ｗは近接して配置される
。フォトマスク上には、すでに説明している三光束によ
る位置合わせ用格千Ｇ１によって三光束の干渉縞との相
対位置合わぜを行なう。フォトマスク上にはさらに透明
な位置合わせ用の窓Ｈが設けられており、プロギ／ミテ
ィ露光する際のウェハＷの位置合わせをこの窓を通して
行なう。ウエノ・Ｗ上には位置合わせ用の格子Ｇ２が設
けられており、Ｇ１とＧ２との位置Ｑ；Ｊ、干渉縞の１
ピンチ毎に精度よく位置決めできる。。
の位置合わせであり、Ｘ線の」：うにグロキ７ミチイ露
光する場についての実施例を示す。第１０図に示すよう
に、フォトマスクＭとウニ・・Ｗは近接して配置される
。フォトマスク上には、すでに説明している三光束によ
る位置合わせ用格千Ｇ１によって三光束の干渉縞との相
対位置合わぜを行なう。フォトマスク上にはさらに透明
な位置合わせ用の窓Ｈが設けられており、プロギ／ミテ
ィ露光する際のウェハＷの位置合わせをこの窓を通して
行なう。ウエノ・Ｗ上には位置合わせ用の格子Ｇ２が設
けられており、Ｇ１とＧ２との位置Ｑ；Ｊ、干渉縞の１
ピンチ毎に精度よく位置決めできる。。
今、フォトマスクＭの窓Ｈに従来から用いられている位
置合わせマーク、たとえば、第１１図に示すような十字
マークを形成しておき、ウエノ・には格子Ｇ２の中に十
字マークを、第１２図に小ずように形成しておく。次に
第１１図の十字マークと第１２図の十字マークを略合致
するように位置合わせてする。第１３図（、）のｄｌは
ウェハＷ上に形成されたパターン、ｄ２はマスク上（７
）パターンであり、ｍ１９ｍ２が合致するように位置合
せを行う。さらに、三光束の干渉縞による位置合わせに
より精度の高い位置合わせを行なう（第１３ｂ）このよ
うに、フォトマスクの位置合わせは、フォトマスクを設
定した時点に一度行ない、これを用いてウェハ上に転写
を繰返し行なう。位置合わせが終了すると、Ｘ線、イオ
ンビーム、紫外線等のグロキンミティ露光法によって露
光を行なう。
置合わせマーク、たとえば、第１１図に示すような十字
マークを形成しておき、ウエノ・には格子Ｇ２の中に十
字マークを、第１２図に小ずように形成しておく。次に
第１１図の十字マークと第１２図の十字マークを略合致
するように位置合わせてする。第１３図（、）のｄｌは
ウェハＷ上に形成されたパターン、ｄ２はマスク上（７
）パターンであり、ｍ１９ｍ２が合致するように位置合
せを行う。さらに、三光束の干渉縞による位置合わせに
より精度の高い位置合わせを行なう（第１３ｂ）このよ
うに、フォトマスクの位置合わせは、フォトマスクを設
定した時点に一度行ない、これを用いてウェハ上に転写
を繰返し行なう。位置合わせが終了すると、Ｘ線、イオ
ンビーム、紫外線等のグロキンミティ露光法によって露
光を行なう。
発明の効果
以上、本発明は、互いに共役な光束を干渉させその結果
得られ／ζ干渉縞とウェハ上に形成した干渉縞のピッチ
と同じ又は整数倍のピッチの格子を相対的に位置合わぜ
した後に同一の装置によって露光可能とするもので、位
置合わせ精度が高く同一光源によって露光できるので装
置が簡単となるまた、本発明によればたとえばＸ線イオ
ンビーム紫外線等を用いた露光を１テう場合においても
、酔置合わせを高精度に行うことができ、正確な微細な
パターン形成が可能である。
得られ／ζ干渉縞とウェハ上に形成した干渉縞のピッチ
と同じ又は整数倍のピッチの格子を相対的に位置合わぜ
した後に同一の装置によって露光可能とするもので、位
置合わせ精度が高く同一光源によって露光できるので装
置が簡単となるまた、本発明によればたとえばＸ線イオ
ンビーム紫外線等を用いた露光を１テう場合においても
、酔置合わせを高精度に行うことができ、正確な微細な
パターン形成が可能である。
第１図は従来の位置合わせ装置の原理図、第２図は本発
明による位置合わせ方法の一実施例を実０ 現する装置
の構成図、第３図は不発ツＪによる位置合わせ方法の他
の実施例を実現する装置の構成図、第４図は本発明によ
って得られる位置合わせ方法によって観測した光強度の
角度依存性を示す図、第５図は本発明によって得られる
位置合わせ方法によって観測した光強度の格子位置依存
性を示す図、第６図はウェハ上に形成された回路素子部
分と三光束の干渉縞との位置合わせを行う際の説明図、
第７図は本発明による位置合わせ方法を実施する縮小投
影露光装置の原理およびレチクルとウェハ間の位置合わ
せ及び露光の構成図、第８図ｄウェハ上に形成した格子
の説明図、第９図はレチ０ クルとウェハ間の位置合わ
せの説明図、第１０１７１、はプロキシミティ露光を行
なう際の７オトマスクとウェハの間の位置合わせ及び露
光の説明図、第１１図はフォトマスク上の位置合わせ用
マークの平面図、第１２図はウェハ上の格子の中に形成
し／こ位置合わせ用マークの平面図、第１３図（ａ）
、 （ｂ）はフォトマスク上の位置合わせマークとウェ
ハ上の格子との開の位置合わせマークの位置合わせの説
明図である。 １０・−・・コヒーレン）！、１ｔ・・−・・・反射光
、１２・反射光、２０・・・・回折格子、２２・・１干
渉縞、１１２．１１３・・・・・光束、ｗ・・山・ウェ
ハ、Ｇ・・・・・格子、Ｒ・・・・・レチクル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第
３ 口 第 、４ 図 一〃 −θ？ −め Ｏθ／ ０２ ％第５図 ０ ％ ｎ ３り？ ？ノ 第６図 第７図 ／Ｉ／ 第９図 第１０図
明による位置合わせ方法の一実施例を実０ 現する装置
の構成図、第３図は不発ツＪによる位置合わせ方法の他
の実施例を実現する装置の構成図、第４図は本発明によ
って得られる位置合わせ方法によって観測した光強度の
角度依存性を示す図、第５図は本発明によって得られる
位置合わせ方法によって観測した光強度の格子位置依存
性を示す図、第６図はウェハ上に形成された回路素子部
分と三光束の干渉縞との位置合わせを行う際の説明図、
第７図は本発明による位置合わせ方法を実施する縮小投
影露光装置の原理およびレチクルとウェハ間の位置合わ
せ及び露光の構成図、第８図ｄウェハ上に形成した格子
の説明図、第９図はレチ０ クルとウェハ間の位置合わ
せの説明図、第１０１７１、はプロキシミティ露光を行
なう際の７オトマスクとウェハの間の位置合わせ及び露
光の説明図、第１１図はフォトマスク上の位置合わせ用
マークの平面図、第１２図はウェハ上の格子の中に形成
し／こ位置合わせ用マークの平面図、第１３図（ａ）
、 （ｂ）はフォトマスク上の位置合わせマークとウェ
ハ上の格子との開の位置合わせマークの位置合わせの説
明図である。 １０・−・・コヒーレン）！、１ｔ・・−・・・反射光
、１２・反射光、２０・・・・回折格子、２２・・１干
渉縞、１１２．１１３・・・・・光束、ｗ・・山・ウェ
ハ、Ｇ・・・・・格子、Ｒ・・・・・レチクル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第
３ 口 第 、４ 図 一〃 −θ？ −め Ｏθ／ ０２ ％第５図 ０ ％ ｎ ３り？ ？ノ 第６図 第７図 ／Ｉ／ 第９図 第１０図
Claims (3)
- （１） コヒーレントな第１の波長をもつ放射光を二方
向から入射さぜ、前記二つの放射光の干渉によりイ４Ｊ
られる干渉縞に対して略平行に配置された格子を・前記
第１の二枚射光の光路中に有し、前記格子によって反射
又は透過した放射光を再度干渉させて光検知手段に導ひ
き、この手段にて光強度を測定することにより、前記第
１の二枚射光の干渉ｆｆ、Ｈ４ｉと前記格子とを相対的
に位置合わせして、前記格子と同一基板上に配置したパ
ターンを第２の波長を１４つ放Ｉ］光に対して位置合わ
せし、その後に第２の放射光（／（Ｊ：って露光を行な
うことを特徴とする位置合わせ及び露光方法。 - （２）第１の放射光と第２の放射光の波長が等しいこと
を！情徴とする！！ｊ許請求の範囲第１項記載の位置合
わぜ及び面光方、去。 - （３）第１の放射光と第２の放射光の波長が異なること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の付置合わせ及
び露光方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175356A JPS6066820A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 位置合わせ及び露光方法 |
| US06/599,734 US4636077A (en) | 1983-04-15 | 1984-04-12 | Aligning exposure method |
| US07/296,721 USRE33669E (en) | 1983-04-15 | 1989-01-12 | Aligning exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175356A JPS6066820A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 位置合わせ及び露光方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2147802A Division JPH0334307A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体ウエハの露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066820A true JPS6066820A (ja) | 1985-04-17 |
| JPH0441486B2 JPH0441486B2 (ja) | 1992-07-08 |
Family
ID=15994637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175356A Granted JPS6066820A (ja) | 1983-04-15 | 1983-09-22 | 位置合わせ及び露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066820A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0223609A (ja) * | 1988-05-26 | 1990-01-25 | American Teleph & Telegr Co <Att> | デバイス製造方法 |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58175356A patent/JPS6066820A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0223609A (ja) * | 1988-05-26 | 1990-01-25 | American Teleph & Telegr Co <Att> | デバイス製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0441486B2 (ja) | 1992-07-08 |
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