JPS61283124A - Alignment for mask and wafer - Google Patents

Alignment for mask and wafer

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JPS61283124A
JPS61283124A JP60124838A JP12483885A JPS61283124A JP S61283124 A JPS61283124 A JP S61283124A JP 60124838 A JP60124838 A JP 60124838A JP 12483885 A JP12483885 A JP 12483885A JP S61283124 A JPS61283124 A JP S61283124A
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JP
Japan
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mask
wafer
fzp
mark
light
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JP60124838A
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Japanese (ja)
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Inventor
Junichi Iizuka
飯塚 潤一
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable accurately the alignment of a mask on a wafer by forming an interfering light preventive film on the surface of the mask opposed to the wafer side, thereby focusing a focus spot of FZP of high intensity. CONSTITUTION:A mask 11 and a wafer 12 are disposed at a distance D, an FZP mark 13 of focal distance F is formed on the mask 11, and an a FZP mark 14 of focal distance F+D) is formed on the wafer 12. An interfering light preventive film 17 is formed on the side of the mask 11 at the side opposed to the wafer 12. Thus, parallel light beam 15 passing the mask 11 again passes the mask 11 at the reflected light from a region 15 except the FZP mark of the wafer 12 to eliminate the interference with the spot focused on a point P2. The absorption and the reflection are executed by the film 17 without passing the surface of the mask 11 at the interfering light by the film 17, and the light is gradually attenuated in the gap between the mask 11 and the wafer 12. As a result, the focus spot intensity due to the reflection of the FZP mark becomes fresh to accurately align the mask 11 on the wafer 12.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要〕 本発明は、フルネルゾーンプレート(FresnelZ
one Plate 、、以下FZPと略称)法によろ
ウェハとマスクの位置合わせ方法であって、マスクに入
射されたコヒーレントな平行光線(通常レーザ光を用い
る)は、大部分がウェハ表面に達し、そこでマスク側に
反射する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides a Fresnel zone plate (FresnelZ
One Plate (hereinafter abbreviated as FZP) is a method for aligning a wafer and a mask, in which most of the coherent parallel light beams (usually laser beams are used) incident on the mask reach the wafer surface, where they are Reflects on the mask side.

ソノ反射光のうち、FZPマークからの反射光は所定の
位置に焦点スポットを結像するが、FZPマーク以外の
領域からの反射光(以下干渉光という)もあり、それら
が相互に干渉して、FZPマークからの反射光の焦点ス
ポットの結像を不鮮明にするため、ウェハ表面から反射
する干渉光がマスク面を通過しないように、ウェハ側に
対向するマスク表面に、干渉光防止膜を形成し、強い輝
度のFZPの焦点スポットの結像により、正確なマスク
とウェハの位置合わせを行うものである。
Of the reflected light, the reflected light from the FZP mark forms a focal spot at a predetermined position, but there is also reflected light from areas other than the FZP mark (hereinafter referred to as interference light), and they interfere with each other. In order to blur the focal spot of the reflected light from the FZP mark, an interference light prevention film is formed on the mask surface facing the wafer so that the interference light reflected from the wafer surface does not pass through the mask surface. However, accurate mask and wafer alignment is achieved by imaging a focal spot of FZP with strong brightness.

[産業上の利用分野] 本発明は、X線露光において、マスクとウェハの表面に
それぞれ形成されたFZPマークにより、そこから反射
される焦点スポットの結像を高感度で検知することによ
り、正確な位置合わせをする方法に関するものである。
[Industrial Application Field] In X-ray exposure, the present invention accurately detects the imaging of a focal spot reflected from FZP marks formed on the surfaces of a mask and a wafer with high sensitivity. This relates to a method for precise alignment.

近時、半導体装置、表示デバイス、光学応用装置等では
、極めて緻密で微小なパターニングが必要となり、その
ために露光方法も光学露光からX線露光、電子線露光を
はじめ各種の高精度の露光方法が検討されている。
Recently, extremely precise and minute patterning is required for semiconductor devices, display devices, optical application equipment, etc., and for this purpose, various high-precision exposure methods have been changed from optical exposure to X-ray exposure and electron beam exposure. It is being considered.

これらの露光方法ではパターンのずれや、焦点ぼけを無
くするために、マスクとウェハの相互位置関係と、間隔
を正確に設定することが極めて重要であり、特にX線露
光でサブミクロンのバターニングを行う際には、位置合
わせ方法の一つとしてFZPマークを利用する位置合わ
せが考えられている。
In these exposure methods, it is extremely important to accurately set the mutual positional relationship and spacing between the mask and wafer in order to eliminate pattern shift and defocus. When performing this, alignment using FZP marks is considered as one of the alignment methods.

このFZP法は、ウェハとマスクの表面のそれぞれに、
一定の法則で配列された複数の線群からなるFZPマー
クに、平行光線を投射すると反射光が回折現象によって
、正確な距離の焦点を結像することを利用し、これの結
像位置を検知することによって、マスクとウェハとの距
離と間隔を検出し、自動制御によって位置合わせをする
ものである。
In this FZP method, on each of the wafer and mask surfaces,
When a parallel beam of light is projected onto an FZP mark consisting of a group of lines arranged according to a certain rule, the reflected light forms an image at a focal point at an accurate distance due to a diffraction phenomenon.Using this fact, the image formation position is detected. By doing this, the distance and spacing between the mask and the wafer are detected, and alignment is performed through automatic control.

例えばマスクとウェハとの間隔をDとし、それらのマス
クとウェハの両面にそれぞれ異なるFZPマークが形成
されていて、マスクのFZPマークの焦点をF、ウェハ
の焦点を(F+D)とすると、それぞれの反射光が同一
距離の(F+D)点の位置に結像するので、それらのス
ポット輝度を比較し、また位置関係のずれを比較するこ
とによって、マスクとウェハの間隔と位置ずれが同時に
確認されることになる。
For example, if the distance between the mask and the wafer is D, different FZP marks are formed on both sides of the mask and the wafer, and the focus of the FZP mark on the mask is F and the focus of the wafer is (F+D), each Since the reflected light is focused on the (F+D) point at the same distance, the distance and positional deviation between the mask and wafer can be confirmed at the same time by comparing their spot brightness and comparing the positional deviation. It turns out.

然しながら、マスクを透過した投射光がFZPと無関係
なウェハ面でも反射されて干渉光となり、この干渉光が
FZPマークからの反射光と干渉して、焦点輝度を劣化
させることになり、感度の低下を来す不都合があるため
、これの改善が要望されている。
However, the projected light that has passed through the mask is also reflected on the wafer surface unrelated to the FZP and becomes interference light, and this interference light interferes with the light reflected from the FZP mark, degrading the focal brightness and reducing sensitivity. Since this is an inconvenience, improvements to this are desired.

[従来の技術] 第2図は、従来のFZP法によるウェハとマスクの位置
合わせ方法を示す要部断面図である。
[Prior Art] FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a method of aligning a wafer and a mask using the conventional FZP method.

マスクIとウェハ2の右側と左側が示してあり、それら
は間隔りで配置されていて、マスク1には焦点距離Fの
FZPマーク3と、ウェハ2には焦点距離(F + D
)のFZPマーク4が形成されている。
The right and left sides of mask I and wafer 2 are shown, spaced apart, with FZP marks 3 of focal length F on mask 1 and focal length (F + D) of wafer 2.
) FZP mark 4 is formed.

マスク1の表面に、平行光線5が矢印のように投射され
ると、マスクのFZPマークかラノ反射光の焦点スポッ
トは、マスク面からFの距離にある点P1になり、同様
にウェハ3からの反射光の焦点スポットは、ウェハ面か
ら(F+D)の距離にある点P2になる。
When the parallel light ray 5 is projected onto the surface of the mask 1 as shown by the arrow, the focal spot of the FZP mark or Rano reflected light on the mask becomes a point P1 located at a distance of F from the mask surface, and similarly from the wafer 3. The focal spot of the reflected light is a point P2 located at a distance of (F+D) from the wafer surface.

従って、予めウェハとマスクのFZPマークを所定の焦
点距離に設定しておけば、P!と22点の水平と垂直の
位置ずれを、結像されたスポットの輝度差の比較によっ
て間隔を比較し、スポットの位置関係の比較を行うこと
により、マスクとウェハの間隔と位置関係とを正確に検
知することができる。
Therefore, if the FZP marks on the wafer and mask are set to a predetermined focal length in advance, P! The horizontal and vertical positional deviations of the 22 points are compared by comparing the brightness differences between the imaged spots, and the positional relationships of the spots are compared to accurately determine the spacing and positional relationship between the mask and the wafer. can be detected.

然しながら、このようなウェハとマスクとの相互位置を
FZP法により検知する際に、マスク1を通過する平行
光線5が、ウェハ2のFZPマーク4からの反射光のみ
でなく、ウェハのFZPマーク4以外の領域6からも反
射する干渉光があるために、この干渉光がマスクIを通
過して、22点に結像する反射光に干渉して、スポツl
−の輝度の低下や、焦点ぼけ等の不都合があり、そのた
めに輝度の比較が曖昧になって、位置合わせが不正確に
なるという欠点がある。
However, when detecting the mutual position between the wafer and the mask using the FZP method, the parallel light ray 5 passing through the mask 1 is reflected not only from the FZP mark 4 on the wafer 2 but also from the FZP mark 4 on the wafer. Since there is interference light reflected from other areas 6, this interference light passes through the mask I and interferes with the reflected light that forms an image at 22 points, resulting in spot l.
- There are disadvantages such as a decrease in brightness and defocus, which makes comparison of brightness ambiguous and inaccurate positioning.

[発明が解決しようとする問題点] 従来の、マスクとウェハのFZP法による位置合わせで
は、ウェハのFZPマーク以外の領域からの干渉光のた
め、これがFZPマークからの反射光と干渉して、FZ
Pマークからの反射光による焦点スポットを不鮮明にす
ることが問題点である。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional alignment of a mask and a wafer using the FZP method, interference light from areas other than the FZP mark on the wafer interferes with reflected light from the FZP mark. FZ
The problem is that the focal spot becomes unclear due to the reflected light from the P mark.

[問題点を解決するための手段] 第1図は、上記問題点を解決するための、本発明による
位置合わせ方法を説明するための断面図であり、その解
決の手段は、マスクとウェハ表面に、それぞれ異なる焦
点距離を有するFPZマークを形成し、平行光線を入射
して、マスクとつ工ハの位置合ねせをする際に、ウェハ
のFZPマークが形成されていない領域からの反射光が
、マスク面を透過して、FZPマークからの結像スポッ
トに干渉をしないように、ウェハ側に対向するマスクの
表面に、干渉防止膜を形成することにより解決したもの
である。
[Means for Solving the Problems] FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an alignment method according to the present invention to solve the above problems. FPZ marks with different focal lengths are formed on the wafer, and when parallel light is incident and the mask and tool are aligned, the reflected light from the area of the wafer where the FZP mark is not formed is detected. This problem was solved by forming an interference prevention film on the surface of the mask facing the wafer side so as not to transmit through the mask surface and interfere with the imaged spot from the FZP mark.

[作用] 本発明は、マスクとウェハ表面に、FZPマークを形成
して、マスクとウェハの位置合わせをする場合に、ウェ
ハ面のFZPマークからの反射による焦点スポットと、
上記FZPマーク以外の領域からの反射光の干渉を防止
するために、ウェハ面に対向するマスク面に、干渉光の
透過を阻止するような膜を形成するもので、例えばレジ
スト膜や弗化マグネシウム等の成膜を行うことにより、
干渉光を防止することができる。
[Function] In the present invention, when an FZP mark is formed on a mask and a wafer surface and the mask and wafer are aligned, a focal spot due to reflection from the FZP mark on the wafer surface;
In order to prevent interference of reflected light from areas other than the FZP mark, a film is formed on the mask surface facing the wafer surface to prevent transmission of the interference light, such as a resist film or magnesium fluoride. By forming a film such as
Interfering light can be prevented.

この干渉防止膜は、当然ウェハのFZP面からの反射光
に対しても減衰作用をもつが、通常F22面からの反射
光は、極めて強度が大きいので、本発明の干渉光防止膜
によって影響を受ける程度は軽微であり、従って干渉光
がないために焦点スポットの輝度が鮮明になり正確な位
置合わせが可能になる。
This anti-interference film naturally has the effect of attenuating the light reflected from the FZP surface of the wafer, but since the light reflected from the F22 surface is normally extremely strong, the anti-interference film of the present invention can reduce its influence. Since the amount of interference is small and there is no interference light, the brightness of the focal spot becomes clear and accurate positioning becomes possible.

[実施例コ 第1図は本発明のFZP法によるマスクとウェハの位置
合わせを説明するための模式要部断面図である。
[Example 1] FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of essential parts for explaining the alignment of a mask and a wafer by the FZP method of the present invention.

マスク11とウェハ12が間隔りで配置され、マスク1
1には焦点距離FのFZPマーク13と、ウェハ12に
は焦点距離(F+D)のFZPマーク14が形成されて
いる。
A mask 11 and a wafer 12 are arranged at intervals, and the mask 1
An FZP mark 13 with a focal length F is formed on the wafer 1, and an FZP mark 14 with a focal length (F+D) is formed on the wafer 12.

図において、平行光線15が矢印のように投射されると
、マスクとウェハのそれぞれのFZPマークからの反射
光の焦点スポットが、点P l 、P 2に結像され、
それらの結像されたスポ・7トの輝度を比較して、マス
クとウェハの位置関係と間隔を検知することは従来と同
様である。
In the figure, when a parallel light beam 15 is projected as shown by the arrow, the focal spots of the reflected light from the FZP marks on the mask and the wafer are focused on points P l and P 2,
The brightness of these imaged spots is compared to detect the positional relationship and spacing between the mask and the wafer, as in the conventional method.

本発明は、マスク11を通過した平行光線15が、ウェ
ハ12のFZPマーク以外の領域16からの反射光がマ
スク11を再透過して、22点に結像したスポットに干
渉するのを改善するため、この反射する干渉光がマスク
を透過しないように、干渉光防止膜17をウェハに対向
するマスク面に被着したものである。
The present invention improves the problem of parallel light rays 15 passing through the mask 11 and reflected light from areas 16 other than the FZP mark on the wafer 12 passing through the mask 11 again and interfering with the spots imaged at 22 points. Therefore, in order to prevent this reflected interference light from passing through the mask, an interference light prevention film 17 is applied to the mask surface facing the wafer.

干渉光防止膜は、通常のフォトレジスト膜でもよいし、
また弗化マグネシウム(MgF)等を塗布して被着して
もよい。
The interference light prevention film may be a normal photoresist film, or
Alternatively, magnesium fluoride (MgF) or the like may be coated.

このような干渉光防止膜により、干渉光はマスク面を透
過することなく、干渉光防止膜によって吸収と反射がな
され、マスクとウェハの間隙内で次第に減衰する。
With such an interference light prevention film, the interference light does not pass through the mask surface, but is absorbed and reflected by the interference light prevention film, and is gradually attenuated within the gap between the mask and the wafer.

この結果、FZPマークの反射光による焦点スポット輝
度は鮮明になり、正確なウェハとマスクの位置合わせが
可能になる。
As a result, the focal spot brightness due to the reflected light of the FZP mark becomes clearer, and accurate alignment of the wafer and mask becomes possible.

[発明の効果] 以上、詳細に説明したように、本発明のマスク面に干渉
防止膜を形成することにより、ウェハからの干渉光がマ
スクを透過することなく、従って鮮明な焦点スポットを
得ることができ、極めて正確な位置合わせが可能になっ
て、サブミクロンの露光が可能になるという効果大なる
ものがある・
[Effects of the Invention] As explained above in detail, by forming the interference prevention film on the mask surface of the present invention, the interference light from the wafer does not pass through the mask, and therefore a clear focal spot can be obtained. This has the great effect of allowing extremely accurate positioning and submicron exposure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のFZP法によるマスクとウェハの位
置合わせを説明するための模式要部断面図、 第2図は、従来のマスクとウェハの位置合わせを説明す
るための模式要部断面図、 図において、 11はマスク、    12はウェハ、13.14はF
ZP面、 15は平行光線、16はFZP面以外の領域
、 17は干渉光防止膜、 をそれぞれ示している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of main parts for explaining the alignment of a mask and a wafer by the FZP method of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-section of the main parts for explaining the conventional alignment of a mask and a wafer. In the figures, 11 is a mask, 12 is a wafer, and 13.14 is an F.
15 is a parallel ray, 16 is a region other than the FZP plane, and 17 is an interference light prevention film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 マスク(11)とウェハ(12)の表面に、それぞれフ
ルネルゾーンプレートマーク(13)、(14)を形成
し、 マスク表面に平行光線(15)を入射して反射光の焦点
スポットを検知して、該マスクとウェハの位置合わせを
する方法において、 ウェハ(12)側に対向するマスク(11)の表面に干
渉防止膜(17)を形成したことをことを特徴とするマ
スクとウェハの位置合わせ方法。
[Claims] Fournel zone plate marks (13) and (14) are formed on the surfaces of a mask (11) and a wafer (12), respectively, and a parallel light beam (15) is incident on the mask surface to detect reflected light. The method of aligning the mask and the wafer by detecting the focal spot of the mask is characterized in that an interference prevention film (17) is formed on the surface of the mask (11) facing the wafer (12). How to align the mask and wafer.
JP60124838A 1985-06-07 1985-06-07 Mask and wafer alignment method Expired - Lifetime JPH0666247B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02293748A (en) * 1989-05-08 1990-12-04 Matsushita Electron Corp Mask, production of mask, and method for alignment of mask and wafer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02293748A (en) * 1989-05-08 1990-12-04 Matsushita Electron Corp Mask, production of mask, and method for alignment of mask and wafer

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JPH0666247B2 (en) 1994-08-24

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