JPS61116837A - 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法 - Google Patents

回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法

Info

Publication number
JPS61116837A
JPS61116837A JP59237532A JP23753284A JPS61116837A JP S61116837 A JPS61116837 A JP S61116837A JP 59237532 A JP59237532 A JP 59237532A JP 23753284 A JP23753284 A JP 23753284A JP S61116837 A JPS61116837 A JP S61116837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gap
diffraction grating
pitch
mask
positional deviation
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
Application number
JP59237532A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0582729B2 (ja
Inventor
Atsunobu Une
宇根 篤▲のぶ▼
Makoto Inoshiro
猪城 真
Nobuyuki Takeuchi
竹内 信行
Yasuhiro Torii
鳥居 康弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP59237532A priority Critical patent/JPS61116837A/ja
Publication of JPS61116837A publication Critical patent/JPS61116837A/ja
Publication of JPH0582729B2 publication Critical patent/JPH0582729B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体IC!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・位置合せ制御
法に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体IC+LSIの微細化に伴い、サブミクロンパタ
ンを生産的に転写できる装置としてX線露光装置の開発
が進められているが、発散X線源を用いるX線露光装置
では、高精度位置合せとともに、マスクとウエノ1間の
ギャップを高精度に設定する技術の確立が不可欠となっ
ている。
位置合せを行なう方法として、例えばJ 、 Vae 
Sc%、T@chno1. 、Mo1.19 + Nu
 4 + 1981 r P214で紹介されている2
重回折格子法がある。
第4図(5)に、この2重回折格子を用いて位置合せす
る装置の一例を示す。図において、レーザ光源1から発
したレーザ光は、ミラー2で方向を変えられ、真空吸着
ホルダ3によって保持されるマスク4の上に作製された
マスクマーク5に入射、それを通過した後、粗調ステー
ジ6の上の微調ステージ7の上に保持されるウエノ・8
に作製されたウェハマーク9で反射され、再度マスクマ
ーク5を通過する。
マスクマーク5、ウエノ)マーク9は回折格子バタンで
あり、同図中)に示すように前者は透過形で、窒化膜等
の透明薄膜10上にAnやTa等の不透明薄膜1)によ
シ回折格子パタンを形成したもの、後者は反射形で、ウ
エノ・8の表面を段差状にエツチングすることによシ回
折格子パタンを形成したものである。
これらマスクマーク5およびウエノ・マーク9によシ回
折された光のうち、入射光に対して対称的な方向に回折
された+1次回折光と一1次回折光のみを光電変換器1
2.13で受け、各回折光強度I+、l Llを光電変
換し、その減算強度△工=工+1−ニー1の変化を検出
することによって位置合せを行なう。すなわち、との減
算強度Δ工は、回折格子のピッチPを周期として同じ波
形を繰り返し、2つの回折格子がぴったり一致した時(
相対位置ずれ量d;0)と、2つの回折格子の相対位置
2にかかわらず零になる。したがって、通常△■が零に
なるように微調ステークTを移動させて位置合せを行な
っている。一方、ギャップの設定は、マスク周辺に作製
した容量形ギャップセンサ14を用いてギャップを測定
することによシ行なっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、この相対位置ずれ量dに対するΔ工の変化曲
線は、ギャップ2が微小変動することにより大きく変化
する。例えば、第5図は波長λ=0.63284m、ピ
ッチP = 1.1μmの場合について位置ずれ量dに
対する減算強度Δ工の変化を示したものであるが、同図
(4)に示したギャップZ = 20.0μmの場合に
対し、同図俤)のZ = 20.05μmの場合の曲線
は山や谷を多く含み、しかも多点で零点を横切る。この
ため位置合せ制御はむずかしく、高精度を保証できない
。高精度位置合せのためには、Z=20.02μmの条
件の61曲線を用いればよいが、このためにはギャップ
をきわめて正確に設定し、しかも変動をきわめて小さく
抑えなければならない。また、マスク周辺でギャップ測
定を行なっているところから、ウェハもしくはマスクの
平面度が悪い場合には、ギャップセンサ14によシその
位置のギャップを正確に設定してもマスク・ウニへ両マ
ーク間のギャップは必ずしも適正値に設定できない欠点
があった。
〔問題点を解決するための手段〕
このような問題点を解決するため、本発明は、位置ずれ
検出用マークの近傍にギャップ検出専用マークを設け、
かつマスク等光入射側の第1の物体に設ける位置ずれ検
出用回折格子のピッチPに対し、ウェハ等第2の物体に
設ける回折格子のピッチを整数倍にしてギャップおよび
位置合せ制御を行なうものである。
〔作用〕
ギャップ検出専用マークを設けることによシ位置および
ギャップの検出信号が完全に分離され、しかも両マーク
は近接して配置されるため位置ずれ検出用マーク間のギ
ャップが適正値に設定され、高精度のギャップ・位置合
せ制御が行なえる。特に、位置ずれ検出用に整数倍ピッ
チの回折格子マークを用いることによシ、ギャップ変動
による位置ずれ検出信号への影響をきわめて小さくする
ことができ、制御がきわめて容易となる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図である。
図中、マスク4、ウェハ8は第4図に示したものと同様
であるが、本実施例では、位置ずれ検出用の回折格子か
らなるマスクマーク5Aおよびウェハマーク9人の他に
、もう1組、ギャップ検出専用のマスクマーク5Bおよ
びウェハマーク9Bが設けである。2組のマークは、相
互いに近接しているため、第1図に示したレーザ光源1
から発しミラー2で方向を変えられてマスク4に照射す
るレーザビーム21の同一スポット内に配置することが
できる。したがってギャップ検出用に新たな検出機構系
は必要とせず、かつレーザビームは1本でよいため光学
系も簡単に構成できる。同様に2組のマークが近接して
設けられることから、位置ずれ検出点におけるギャップ
値はギャップ検出!     点におけるギャップ値に
ほぼ等しくなる。したがって、マスク4やウェハ8の平
面度が悪い場合でも、ギャップ値を、波形が単純で振幅
の大きい最適な位置ずれ検出信号が得られる適正な値に
容易に設定することができる。なお、位置ずれ検出用マ
ークとギャップ検出用マークとの近接によって互いの回
折光22.23と24.25とが干渉するおそれがある
場合には、図示のように、両マスクマーク5A、5Bの
回折格子を互いに直角に配置する。これによシ、位置ず
れ検出信号とギャップ検出信号とは完全に分離される。
ここで、位置ずれ検出用回折格子マークは、第2図に示
すように、マスクマーク5AのピッチPに対し、ウェハ
マーク9Aのピッチを2倍にしである。このような倍ピ
ツチ化によって、特開昭56−61608に示されるよ
うに、ウェハマーク9Aからの反射回折光は、破線で示
す角度θの回折光31゜となシ、マスク裏面で反射回折
される角度θの回折光33.34と干渉しないため、ギ
ャップ変動による位置ずれ検出信号への影響はきわめて
小さくなる。第3図は、波長λ=0.6328μmのレ
ーザ光を用い、マスクマーク5AのピッチPを3μm1
ウエハマーク9Aのピッチを6μmとして、ギャップ2
を133μmから21.3μmtで変化させた際の、+
1次回折光強度r+tから一1次回折光強度I−。
を減算した位置ずれ検出信号△Iの変化を示すもので、
それぞれのギャップ値2をそのときのM=置ずれ量dは
1区間1μmのスケールで示し、ΔIは検出器の出力と
してポル) (V)で示しである。
同図から明らかなように、ギャップ2に応じて波形が決
まシ、シたがってギャップ検出用マークを用いてギャッ
プ2を適当な値に設定した後、位置ずれ検出信号ΔIが
例えば零または極大もしくは極小等となるように第1図
に示した微調ステージ7を移動させることによシ、位置
合せが行なえす る。特に、M=に+H(kは自然数)を満たすギャップ
値付近、すなわち図示の例ではM = 1.36〜1.
50付近では、位置ずれ検出信号△工は三角波に近い単
純な波形となシ、振幅も大きくなる。また、ギャップの
変動2μmに対する信号波形の変化もきわめて小さく、
容易に高精度な位置合せが行なえる。
一方、ギャップ検出用のマークは、マスクマーク5Bが
マスクマーク5Aと同様透過形で透明薄膜上に不透明薄
膜によυ回折格子パタンを形成したものであるのに対し
、ウェハマーク9Bはウェハ8上に形成した無反射薄膜
の一部を除去して形成した反射面である。
したがって、このギャップ検出用マークを用い、昭和5
9年年度様学会春季大会学術講演会講演論文集(198
4) p933に紹介されている方法によシ、ギャップ
を上述したMの範囲となるギャップ値Z。
に設定した後、位置ずれ検出信号△■が零になるように
制御すれば、第3図から明らかなように、マスクとウェ
ハを相対位置ずれ量がd=oもしくは旦となる位置に容
易に位置合せできる。この時、ギャップ検出用マスクマ
ーク5Bの回折格子のビておけば、ギャップ検出信号が
最大になるギャップ値に制御することによって、容易に
ギャップ値zoに設定することができる。
以上、位置ずれ検出用に、ウェハ側の回折格子ピッチを
マスク側の回折格子ピッチPの2倍とした回折格子マー
クを用いた例について説明したが、2倍に限らず、前者
のピッチを後者のピッチPの整数倍、例えば3倍、4倍
等とした場合にもほぼ同様の効果が得られる。
また、入射光としてレーザ光(コヒーレント光)を用い
た場合についてのみ説明したが、準単色光を用いてもほ
ぼ同様の結果が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、位置ずれ検出用
回折格子マークに近接して、ギャップ検出専用のマーク
を設けたことによシ、位置ずれ検出信号とギャップ検出
信号とが完全に分離でき、位置すれとギャップとを独立
して制御できることから制御方法が簡単となる。また、
2組のマークは近接して配置されるので、同一のレーザ
スポット内に入れることができ、シたがってレーザビー
ムは1本でよく、光学系を簡単に構成できるとともに、
第1の物体としてのマスクや第2の物体としての平面度
が悪い場合にも、両回折格子が近接しているので最良の
位置ずれ検出信号の得られるギャップ値に容易に設定で
きる利点がある。特に、位置ずれ検出用の回折格子マー
クを、マスクマークに対しウェハマーク側の回折格子ピ
ッチが整数倍となるように構成したことによシ、ウェハ
マークからの反射回折光とマスク裏面での反射回折光と
の干渉が避けられるため、ギャップ変動による位置ずれ
検出信号への影響をきわめて小さくすることができ、高
精度のギャップ・位置合せ制御を高速で行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は位置
ずれ検出用回折格子マークを示す詳細図、第3図はギャ
ップ変化に対する位置ずれ検出信号の変化を示す図、第
4図(4)は従来の2重回折格子を利用した位置合せ装
置を示す構成図、同図(B)は位置合せ用回折格子マー
クを示す詳細図、第5図は位置ずれ検出信号の一例を示
す図である。 1・・・・レーザ光源、4・・・・マスク(第1の物体
)、5A・・・・第1の回折格子からなる位置ずれ検出
用のマスクマーク、5B・・・・第3の回折格子からな
るギャップ検出用のマスクマーク、8・・・・ウェハ(
第2の物体)、9A・・・・第2の回折格子からなる位
置ずれ検出用ノウエバマーク、9B−−・・反射面から
なるギャップ検出用のウェハマーク、12.13・・・
・光電変換器、10・・・・透明薄膜、1)・・・・不
透明薄膜、21・・・嗜し−ザスボッ)、22゜23・
・・・位置ずれ検出用マークによる回折光、24.25
−―φ・ギャップ検出用マークによる回折光、31〜3
4・・・・回折光。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の物体に設けた第1の回折格子と、第2の物
    体に設けた第2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、両回折格子によつて生じ
    た回折光の強度の変化によつて第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方法において、第1
    の回折格子のピッチPに対して第2の回折格子のピッチ
    を整数倍に設定するとともに、第1の物体に設けた位置
    ずれ検出用の第1の回折格子の近傍にギャップ検出用の
    第3の回折格子を設け、第2の物体には位置ずれ検出用
    の第2の回折格子の近傍に上記第3の回折格子に対応し
    てギャップ検出用の反射面を設け、第3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、第3の回折格
    子および反射面でそれぞれ回折・反射された回折光の強
    度信号の変化から、第1の物体と第2の物体間のギャッ
    プ制御を行なうとともに、第1および第2の回折格子に
    よつて入射光に対して対称的な方向に回折された同次数
    の回折光強度を減算し、当該減算強度の変化によつて第
    1の物体と第2の物体間の相対位置ずれ変位を検出し位
    置合せ制御することを特徴とする回折格子によるギャッ
    プ・位置合せ制御法。
  2. (2)第1の物体と第2の物体間のギャップを、入射光
    の波長をλとして(k+1/2)P^2/λ(kは自然
    数)付近に設定して、第1の物体と第2の物体間の位置
    合せ制御を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の回折格子によるギャップ・位置合せ制御法。
JP59237532A 1984-11-13 1984-11-13 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法 Granted JPS61116837A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59237532A JPS61116837A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 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
JP59237532A JPS61116837A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61116837A true JPS61116837A (ja) 1986-06-04
JPH0582729B2 JPH0582729B2 (ja) 1993-11-22

Family

ID=17016727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59237532A Granted JPS61116837A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 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) JPS61116837A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3719539A1 (de) * 1986-06-11 1987-12-17 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren zum ausrichten eines ersten und eines zweiten objekts relativ zueinander und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3719538A1 (de) * 1986-06-11 1987-12-17 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines spalts zwischen zwei objekten auf eine vorbestimmte groesse
DE4106987A1 (de) * 1990-03-05 1991-09-12 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren und vorrichtung zum einstellen des spaltabstands zwischen zwei objekten auf eine vorbestimmte groesse
JPH09508463A (ja) * 1994-01-24 1997-08-26 エスヴィージー リトグラフィー システムズ インコーポレイテッド 格子−格子干渉型位置合わせ装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3719539A1 (de) * 1986-06-11 1987-12-17 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren zum ausrichten eines ersten und eines zweiten objekts relativ zueinander und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3719538A1 (de) * 1986-06-11 1987-12-17 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines spalts zwischen zwei objekten auf eine vorbestimmte groesse
US4838693A (en) * 1986-06-11 1989-06-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for setting a gap between first and second objects to a predetermined distance
US4848911A (en) * 1986-06-11 1989-07-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for aligning first and second objects, relative to each other, and apparatus for practicing this method
DE4106987A1 (de) * 1990-03-05 1991-09-12 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren und vorrichtung zum einstellen des spaltabstands zwischen zwei objekten auf eine vorbestimmte groesse
JPH09508463A (ja) * 1994-01-24 1997-08-26 エスヴィージー リトグラフィー システムズ インコーポレイテッド 格子−格子干渉型位置合わせ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0582729B2 (ja) 1993-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4200395A (en) Alignment of diffraction gratings
US4311389A (en) Method for the optical alignment of designs in two near planes and alignment apparatus for performing this method
US4656347A (en) Diffraction grating position adjuster using a grating and a reflector
EP0243520B1 (en) Interferometric mask-wafer alignment
EP0309281A2 (en) Apparatus for controlling relation in position between a photomask and a wafer
JPS61108904A (ja) 光学的干渉測定装置
JP3395339B2 (ja) 定点検出装置
JPS61116837A (ja) 回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法
JPS5938521B2 (ja) 微小変位測定および位置合わせ装置
JPH09152309A (ja) 位置検出装置および位置検出方法
JPH05160001A (ja) アライメント装置
JPH083404B2 (ja) 位置合せ方法
JPS60173837A (ja) 組合せ回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法
JPS59188920A (ja) 2重回折格子によるギヤツプ・位置合せ制御法
US4808807A (en) Optical focus sensor system
JPH02138801A (ja) 位置合わせ方法および位置合わせ装置
JP2578742B2 (ja) 位置合わせ方法
JP2694045B2 (ja) 回折格子を用いた位置合せ装置
JP2554626B2 (ja) 回折格子による位置合わせ方法および位置合わせ装置
JPH0263288B2 (ja)
JPH08321452A (ja) アライメント結果評価方法及び該方法を使用するアライメント装置
JPH0317212B2 (ja)
JPS60180118A (ja) 回折格子による位置合せ装置
JP2513282B2 (ja) 位置合わせ装置
JPS5975628A (ja) 2重回折格子による位置合せ法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term