JPS6077423A - ２重回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法 - Google Patents
２重回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法Info
- Publication number
- JPS6077423A JPS6077423A JP58184433A JP18443383A JPS6077423A JP S6077423 A JPS6077423 A JP S6077423A JP 58184433 A JP58184433 A JP 58184433A JP 18443383 A JP18443383 A JP 18443383A JP S6077423 A JPS6077423 A JP S6077423A
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- signal
- gap
- diffracted
- diffraction grating
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体ＩＣやＬＳＩを製造するための露光装置
やバタン評価装置に利用されるギャップと位置の高精度
アライメントに関するものである。
やバタン評価装置に利用されるギャップと位置の高精度
アライメントに関するものである。
半導体ＩＣやＬＳＩの微細化に伴い、マスクバクンをウ
ェハに一括しもしくはステップアンドリピート方式によ
って露光φ転写する装置において、マスクとウェハを互
いに高精度に位置合せする技術の確立は不可欠でありＸ
特に、サブミクロンバタンを露光・転写するＸ線露光装
置では高精度位置合せとともに、マスクとウェハ間のギ
ャップを高精度で一定値に設定する技術の確立が欠かせ
ないものと寿っている。
ェハに一括しもしくはステップアンドリピート方式によ
って露光φ転写する装置において、マスクとウェハを互
いに高精度に位置合せする技術の確立は不可欠でありＸ
特に、サブミクロンバタンを露光・転写するＸ線露光装
置では高精度位置合せとともに、マスクとウェハ間のギ
ャップを高精度で一定値に設定する技術の確立が欠かせ
ないものと寿っている。
この一方式として、例えばＪ、 Ｖａｃ、 Ｓｃｌ、
Ｔｅａｈｎｏｌ、Ｖｏｌ、 １９．Ｎｏ、 ４．１９８
１ 、 Ｐ２１４で紹介されているように、０．１μｍ
以下の位置合せを行うことを目的として２重回折格子を
用いた位置合せ法の開発が進められている。この方法は
、第１図に示す第１の物体１に設けた第１の回折格子２
と、第２の物体３に設けた第２の回折格子４とを一定ギ
ャップ２をおいて重ね、これら第１および第２の回折格
子にコヒーレント光もしくは準単色光を垂直に入射し、
両回折格子によって入射光に対して対称的な方向に回折
された同次数の回折光、例えば＋１次の回折光の強度を
減算処理し、その差分強度の変化によって第１の物体と
第２の物体の相対変位を検出して位置合せするものであ
るが、第２図に示すように、ギャップのわずかの変化に
よって位置合せ信号が大きく変化するため実用は困難で
あった。すなわち、第２図は波長λ＝ ０．６３２８μ
ｍ１回折格子のピッチＰ＝２μｍとした場合について、
第１・第２の物体の位置ずれ量ｄ（μｍ）と上記差分強
度Δ■との関係を示したもので、図中（イ）、（ロ）、
（→がそれぞれギャップ２を６．１．６．２，６．３（
μｍ）とした場合に対応する。
Ｔｅａｈｎｏｌ、Ｖｏｌ、 １９．Ｎｏ、 ４．１９８
１ 、 Ｐ２１４で紹介されているように、０．１μｍ
以下の位置合せを行うことを目的として２重回折格子を
用いた位置合せ法の開発が進められている。この方法は
、第１図に示す第１の物体１に設けた第１の回折格子２
と、第２の物体３に設けた第２の回折格子４とを一定ギ
ャップ２をおいて重ね、これら第１および第２の回折格
子にコヒーレント光もしくは準単色光を垂直に入射し、
両回折格子によって入射光に対して対称的な方向に回折
された同次数の回折光、例えば＋１次の回折光の強度を
減算処理し、その差分強度の変化によって第１の物体と
第２の物体の相対変位を検出して位置合せするものであ
るが、第２図に示すように、ギャップのわずかの変化に
よって位置合せ信号が大きく変化するため実用は困難で
あった。すなわち、第２図は波長λ＝ ０．６３２８μ
ｍ１回折格子のピッチＰ＝２μｍとした場合について、
第１・第２の物体の位置ずれ量ｄ（μｍ）と上記差分強
度Δ■との関係を示したもので、図中（イ）、（ロ）、
（→がそれぞれギャップ２を６．１．６．２，６．３（
μｍ）とした場合に対応する。
このような変化は、第１図に示した回折光のＡとＢ１す
なわち第１の物体１の裏面、すなわち回折格子２を設け
た面で反射する回折光Ａと、第１の物体１を通過し第２
の物体３で垂直に反射し、改めて第１の物体で回折する
光Ｂとの干渉の影響が原因しているものと考えられる。
なわち第１の物体１の裏面、すなわち回折格子２を設け
た面で反射する回折光Ａと、第１の物体１を通過し第２
の物体３で垂直に反射し、改めて第１の物体で回折する
光Ｂとの干渉の影響が原因しているものと考えられる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、ギャップ制御と位置合せ制御とを同時ｒかつ
高精度に行なうことが可能な２重回折格子によるギャッ
プ・位置合せ制御法を提供することにある。
の目的は、ギャップ制御と位置合せ制御とを同時ｒかつ
高精度に行なうことが可能な２重回折格子によるギャッ
プ・位置合せ制御法を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は入射光に対
して対称的な方向に回折された、第１の物体の第１の回
折格子を設けた面で直接反射回折した光を含むすべての
同次数の回折光強度を加算処理し、この加算強度の変化
によってギャップおよび位置合せ制御を行なうものであ
る。
して対称的な方向に回折された、第１の物体の第１の回
折格子を設けた面で直接反射回折した光を含むすべての
同次数の回折光強度を加算処理し、この加算強度の変化
によってギャップおよび位置合せ制御を行なうものであ
る。
第３図は本発明の一実施例を示す構成図であり、１１は
ウェハ、１２けウェハに設けた回折格子、１３はマスク
、１４はマスクに設けた回折格子、１５はレーザ光源、
１６．１７は光電変換器、１８は信号処理制御部、１９
はマスク微調ステージ、２０はウェハ微調ステージを示
す。
ウェハ、１２けウェハに設けた回折格子、１３はマスク
、１４はマスクに設けた回折格子、１５はレーザ光源、
１６．１７は光電変換器、１８は信号処理制御部、１９
はマスク微調ステージ、２０はウェハ微調ステージを示
す。
上記構成において、レーザ光源１５から発したコヒーレ
ント光は、真空吸着ホルダーによって保持されるマスク
１３上の回折格子１４に入射する。
ント光は、真空吸着ホルダーによって保持されるマスク
１３上の回折格子１４に入射する。
マスクの回折格子によって回折した光は、微調ステージ
２０上に保持されるウェハ１１上に作成された回折格子
１２で反射し、ｂ度マスク上の回折格子１４を通過する
。
２０上に保持されるウェハ１１上に作成された回折格子
１２で反射し、ｂ度マスク上の回折格子１４を通過する
。
これらウェハおよびマスクの回折格子で回折した光のう
ち、＋１次と一１次の回折光のみを光電変換器１６．１
７で受け、その光強度を電気信号に変換する。
ち、＋１次と一１次の回折光のみを光電変換器１６．１
７で受け、その光強度を電気信号に変換する。
次に、信号処理部１８で＋１次の回折光強度１−４−、
と−１次の回折光強度ｉ−１を加算し、ΣＩ−Ｉ 十、
＋ Ｉ−、をめる。
と−１次の回折光強度ｉ−１を加算し、ΣＩ−Ｉ 十、
＋ Ｉ−、をめる。
この加算強度ΣＩのギャップ２に対する変化は、第４図
に示すようにｐ’ｌ、ｙλごとにピークをもつ信号と、
マスク１３の裏面、すなわち回折格子１４を設けた面に
おける反射の影響で生ずるλ／２を周期とする信号とが
重畳した信号として示される。
に示すようにｐ’ｌ、ｙλごとにピークをもつ信号と、
マスク１３の裏面、すなわち回折格子１４を設けた面に
おける反射の影響で生ずるλ／２を周期とする信号とが
重畳した信号として示される。
Ｐ２／λ＋２ｐｋλ・・・でピークをもつ信号は、マス
ク裏面での反射を零とした理想条件下で得られるもので
あシ、この信号は、偽で変化する信号を積分器等によっ
て処理することにより、その包絡線として得ることがで
きる。したがって、との包絡線を監視しながらその最大
値にマスク・ウェー１間のギャップ２を調整することに
よって、Ｐンλ 。
ク裏面での反射を零とした理想条件下で得られるもので
あシ、この信号は、偽で変化する信号を積分器等によっ
て処理することにより、その包絡線として得ることがで
きる。したがって、との包絡線を監視しながらその最大
値にマスク・ウェー１間のギャップ２を調整することに
よって、Ｐンλ 。
２Ｐ２ 、・・・のギャップ値に設定することが可能と
／λ なる。もし、上記包絡線の最大値近傍が緩やかな変化を
示す場合には、さらに微分値をとるなどの処理を行なう
ことによって、最大値の検出を容易にすることができる
。
／λ なる。もし、上記包絡線の最大値近傍が緩やかな変化を
示す場合には、さらに微分値をとるなどの処理を行なう
ことによって、最大値の検出を容易にすることができる
。
さらに、この包絡線の最大値はし′２の周期をもつ信号
のピーク値と一致もしくは±２／４の範囲内で一致する
。このため、このシ２の周期をもつ信号をフィードバッ
ク信号として用いることによつλ て、±／４以下の精度でギャップ制御が可能となる。す
なわち、第４図において、Ｐ／λごとにピークをもつ信
号（イ）を粗合せ信号としてその最大点を検出し、さら
にシ２を周期とする信号（ロ）を微合せ信号として、領
域Ｇで微合せ制御を行なうことができる。
のピーク値と一致もしくは±２／４の範囲内で一致する
。このため、このシ２の周期をもつ信号をフィードバッ
ク信号として用いることによつλ て、±／４以下の精度でギャップ制御が可能となる。す
なわち、第４図において、Ｐ／λごとにピークをもつ信
号（イ）を粗合せ信号としてその最大点を検出し、さら
にシ２を周期とする信号（ロ）を微合せ信号として、領
域Ｇで微合せ制御を行なうことができる。
次に、このようなギャップ条件での位置ずれ量に対する
加算強度Σ■の変化は、第５図に示すようにずれ量が／
２のときに最大、０のときに最小を示す。この傾向は同
図に示すようにギャップが１μｍ程度変化しても変わら
ず、その最大、最小値をとる位置ずれ量は＃１とんど変
化しない。すなわち、第５図において、（イ）、（ロ）
、（ハ）はそれぞれギャップ２が１４．２２，１４．７
２，１５．２２（μｍ）の場合の位置ずれ量ｄと加算強
度Σ■との関係を示す。
加算強度Σ■の変化は、第５図に示すようにずれ量が／
２のときに最大、０のときに最小を示す。この傾向は同
図に示すようにギャップが１μｍ程度変化しても変わら
ず、その最大、最小値をとる位置ずれ量は＃１とんど変
化しない。すなわち、第５図において、（イ）、（ロ）
、（ハ）はそれぞれギャップ２が１４．２２，１４．７
２，１５．２２（μｍ）の場合の位置ずれ量ｄと加算強
度Σ■との関係を示す。
なお、回折格子のピッチＰは３．０μｍである。したが
って、この加算強度Σ■は位置合せ信号としても十分に
使用可能である。すなわち、ギャップ合せ信号の最大値
で位置ずれを起こさせ、位置ずれ量が／２のときに位置
合せ信号が最大となる。
って、この加算強度Σ■は位置合せ信号としても十分に
使用可能である。すなわち、ギャップ合せ信号の最大値
で位置ずれを起こさせ、位置ずれ量が／２のときに位置
合せ信号が最大となる。
このため、予めウェハとマスクに作製した回折格子マー
クを７２分だけずらして設けておけば、ギャップ、位置
ともΣ工の最大値を検出するととによって高精度に合せ
ることが可能となる。あるいはまた、はじめにギャップ
を設定した後、位置ずれ変化の最小値に合せることによ
って、位置合せが可能となる。
クを７２分だけずらして設けておけば、ギャップ、位置
ともΣ工の最大値を検出するととによって高精度に合せ
ることが可能となる。あるいはまた、はじめにギャップ
を設定した後、位置ずれ変化の最小値に合せることによ
って、位置合せが可能となる。
これらいずれの方法でも位置合せは可能であるが、格子
のラインアンドスペースが１；１がら太きくずれる場合
には、位置の最小値検出の方が有利である。
のラインアンドスペースが１；１がら太きくずれる場合
には、位置の最小値検出の方が有利である。
以上の２つのギャップと位置の合せを交互に行なうこと
によって、マスク、ウェハ上の１対の回折格子から位置
、ギャップの同時検出が可能となる。
によって、マスク、ウェハ上の１対の回折格子から位置
、ギャップの同時検出が可能となる。
以上、１次回折光を利用した場合を例に説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、よシ高次の回折
光を利用しても同様の効果を得ることができる。また、
上述した実施例ではマスク。
発明はこれに限定されるものではなく、よシ高次の回折
光を利用しても同様の効果を得ることができる。また、
上述した実施例ではマスク。
ウェハにそれぞれ１つの回折格子マークを作製した場合
につい−Ｃのみ説明したが、例えば特開昭５３−２２７
５９号において説明されているようにＸ、Ｔ軸方向に直
交する回折格子を１組としてマーりを作製すると、”
ｌ ”Ｎ１１両方向について同時にギャップ設定および
位置合せ制御ができ、さらにもう１つのマークを別に設
けることにょシマスク、ウェハ間の平行度をきわめて高
精度に１ｉｉｌＪ御できる。また、レーザ光源から発す
るコヒーレント光の代りに準単色′＞Ｃを用いても同様
の効果が得られる。
につい−Ｃのみ説明したが、例えば特開昭５３−２２７
５９号において説明されているようにＸ、Ｔ軸方向に直
交する回折格子を１組としてマーりを作製すると、”
ｌ ”Ｎ１１両方向について同時にギャップ設定および
位置合せ制御ができ、さらにもう１つのマークを別に設
けることにょシマスク、ウェハ間の平行度をきわめて高
精度に１ｉｉｌＪ御できる。また、レーザ光源から発す
るコヒーレント光の代りに準単色′＞Ｃを用いても同様
の効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、２重回折格子に
垂直に入射した光に対し、対称的な方向に回折された同
次数の回折光強度を、第１の物体の回折格子を設けた面
で直接反射回折した光を含めて加力処理し、その加算強
度を用いることによって、ギャップの高イ′青度設定・
制御が可能となるとともに、高精度な位置合せも同時に
可能とな勺、簡単な格子マークによって１００Ａオーダ
の位置・ギャップ設定を行なうことができる。
垂直に入射した光に対し、対称的な方向に回折された同
次数の回折光強度を、第１の物体の回折格子を設けた面
で直接反射回折した光を含めて加力処理し、その加算強
度を用いることによって、ギャップの高イ′青度設定・
制御が可能となるとともに、高精度な位置合せも同時に
可能とな勺、簡単な格子マークによって１００Ａオーダ
の位置・ギャップ設定を行なうことができる。
第１図は２重回折位置合せ法の原理図、第２図社従来の
差分強度を用いた位置合せ信号を示す図、第３図は本発
明の一実施例を示す構成図、第４図はギャップ合せ信号
としての加算強度信号を示す図、第５図は位置合せ信号
としての加算強度信号を示す図である。 １１−−−・ウェハ（ｉ２の物体）、１２・・・・ウェ
ハ上に設けた回折格子（第２の回折格子）、１３・−の
・マスク（第１の物体）、１４・・争・マスクに設けた
回折格子（第１の回折格子）、ｌ ５ｅｅ＊ｓレーザ光
源、１６，１γ５ｅｅｓ光電変換器、１８・・・・信号
処理部、１９・・・・マスク微調ステージ、２０ＩＩＩ
Ｉ・・ウェハ微調ステージ。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人山 川政樹
差分強度を用いた位置合せ信号を示す図、第３図は本発
明の一実施例を示す構成図、第４図はギャップ合せ信号
としての加算強度信号を示す図、第５図は位置合せ信号
としての加算強度信号を示す図である。 １１−−−・ウェハ（ｉ２の物体）、１２・・・・ウェ
ハ上に設けた回折格子（第２の回折格子）、１３・−の
・マスク（第１の物体）、１４・・争・マスクに設けた
回折格子（第１の回折格子）、ｌ ５ｅｅ＊ｓレーザ光
源、１６，１γ５ｅｅｓ光電変換器、１８・・・・信号
処理部、１９・・・・マスク微調ステージ、２０ＩＩＩ
Ｉ・・ウェハ微調ステージ。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人山 川政樹
Claims (1)
- 第１の物体に設けた第１の回折格子と、第２の物体に設
けたＭ２の回折格子とを一定のギャップをおいて重ね、
これら第１および第２の回折格子にコヒーレント光もし
くは準単色光を入射し、両回折格子によって生じた回折
光の強度の変化によって第１の物体と第２の物体の相対
変位を検出して位置合せする装置において、前記コヒー
レント光もしくは準単色光を第１の物体に垂直に入射さ
せ、入射光に対して対称的な方向に回折された、第１の
物体の第１の回折格子を設けた面で直接反射回折した光
を含むすべての同次数の回折光強度を加算処理し、この
加算強度の変化によって第１の物体と第２の物体間のギ
ャップを制御するとともに第１の物体と第２の物体の相
対変位を検出し位置合せ制御することを特徴とする２重
回折格子によるギャップ・位置合せ制御法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184433A JPS6077423A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | ２重回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184433A JPS6077423A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | ２重回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077423A true JPS6077423A (ja) | 1985-05-02 |
| JPH0460331B2 JPH0460331B2 (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=16153064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58184433A Granted JPS6077423A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | ２重回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077423A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006013400A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Canon Inc | ２つの対象物間の相対的位置ずれ検出方法及び装置 |
| JP2010183075A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Asml Netherlands Bv | インプリントリソグラフィ |
| JP2011029538A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58184433A patent/JPS6077423A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006013400A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Canon Inc | ２つの対象物間の相対的位置ずれ検出方法及び装置 |
| JP2010183075A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Asml Netherlands Bv | インプリントリソグラフィ |
| US8248608B2 (en) | 2009-02-04 | 2012-08-21 | Asml Netherlands B.V. | Imprint lithography |
| JP2011029538A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0460331B2 (ja) | 1992-09-25 |
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