JPS6146024A - アライメント方法 - Google Patents

アライメント方法

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JPS6146024A
JPS6146024A JP59166597A JP16659784A JPS6146024A JP S6146024 A JPS6146024 A JP S6146024A JP 59166597 A JP59166597 A JP 59166597A JP 16659784 A JP16659784 A JP 16659784A JP S6146024 A JPS6146024 A JP S6146024A
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JP
Japan
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reticle
alignment
lens
optical system
wafer
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JPH0230174B2 (ja
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Masataka Shiba
正孝 芝
Yoshisada Oshida
良忠 押田
Naoto Nakajima
直人 中島
Yukio Uto
幸雄 宇都
Toshihiko Nakada
俊彦 中田
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049Technique, e.g. interferometric

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (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】 (発明の利用分野) 本発明は、レチクルとウェハとのアライメント方法とく
にレチクルと、ウェハとをアライメントしたのちウェハ
を移動させることなく、その状態で露光できる露光位置
アライメントに適したアライメント方法に関するもので
ある。
(発明の背景) 第1図に示す如く、レチクル1上の回路パターン4を縮
小レンズ2を介してウェハ3上に1チツプ毎にパターン
6を露光する縮小投影露光装置を使用する場合、半導体
製造においては、上記の露光工程が複数回必要でオルか
っこの露光工程間の上記両パターン4,6の重ね合せを
行なうため、両パターン4.6の位置合せ(アライメン
ト)をする必要がある。
このため、従来より上記レチクル1上にアライメント・
マーク5を、上記ウェハ3上にターゲット・マーク7を
形成してこれら両マーク5,7のアライメントを7ライ
メント光学系8,8′により行なっていた。また従来の
上記アライメント光学系8,8′は特開昭57−142
612号および特開昭55−108743号に記載され
ているように縮小レンズ2に対して固定され、かつ、上
記第1図を上方からみたものを第2図に示す如く、アラ
イメント光学系8.8′が、上記縮小レンズ2の中心光
軸12上を通る直交軸11′上に配置されていた。この
ようなアライメント光学系8,8′においては、複数の
露光工程で必要なアライメントを第1層目の露光工程で
作られたウェハ3上のターゲット・マーク7によファラ
イメントすることも可能でおるが、特定の工程間におけ
る上記ウエノ〜3のパターン6と、レチクル1のパター
ン4との重ね合せ精度がとくに要求逼れるときには、何
層口かの露光工程で、ウェハ3上にターゲット●マーク
7金めらたに形成することがある。
このとき、上記ウェハ3上のターゲット●マーク7は第
3図に示す如くウェハ3の各パターン6のターゲット●
マーク7a〜7e=7a’−7。′は並列に形成されて
いる。そのため、従来のように72イメント光学系8、
8′が固定の場合には、レチクル1上のアライメント−
マーク5,5′も固定となるので、レチクル1上の回路
パターン4をウェハ3上のパターン6に重ね合せるとき
、たとえば第3図に示す如くウェハ3のパターン6のタ
ーゲット78′とレチクル上のアライメント−マーク5
′とでアライメントを行なったのち、ウェハ3を一定の
オフセット量ΔAだけ移動嘔せて露光する必要がめった
。そのため、ウェハ3を移動するさいに発生する位置決
めエラーおよびスループットの低下という点からアライ
メント光学系の性能を十分に発揮することができなかっ
た。
(発明の目的) 本発明は上記従来の問題点を解決し、アライメント精度
と、スループットの向上が得られる縮小投影露光装置用
アライメント方法を提供することにある。
(発明の概要) 本発明は上記の目的を達成するため、つぎに述べる要件
を具備したことを特徴とするものである。
即ち、 (1)  従来、固定されていた前記アライメント光学
系8.8′を前記第1図に示す如く、前記縮小レンズ2
に対してその接線方向に移動するステーシ9.9′およ
び半径方向に移動するステージ10。
10′上に搭載し、第4因および第5図に示すように前
記ウェハ3上の必要なターゲット●マーク7●,7@′
に合致するように前記レチクル1上のアライメント−マ
ーク5,5′を移動して配置し、同時にアライメント光
学系8.8′の視野が上記レチクル1上のアライメント
・マーク5。
5’に合致する如く移動させるようにしたこと、(2}
  また、高集積の半導体レジストでは、露光光と同一
の波長の光を吸収する吸光剤入タレジストおよび多層レ
ジストを使用している。本発明においてはアライメント
の波長として上記露光光と異なる波長の光を使用してい
る。アライメント時に露光光と異なる波長の光を使用し
て第4図に示す如く、アライメント光学系8,8′を距
離Xだけ移動させると第6図および第7図に示す如く、
前記縮小レンズ2の色収差の影響で上記ウェハ3上のタ
ーゲット・マーク7の@15が露光光の波長による像位
置14からずれて、レチクルから離れることになる。そ
のため、第1図に示す如く、レチクル1の下面にアライ
メント光学系8,8′が設置されているときには、上記
レチクル1の面での反射による像16がアライメントの
対象になる。ここで、上記アライメント光学系8,8′
を第4図に示す如く、上記縮小レンズ2の接線方向に対
する距離をX1第69および第7図に示す如く、今上記
レチクル1から、上記縮小レンズ2に設けられた入射瞳
13までの距離t” Ls上記縮小レンズ2の色収差を
ΔLとすると、 上記縮小レンズ20色収差によってウェハ3上のターゲ
ット・マーク7.7′は、次式で表わされるずれ量ΔX
を発生する。
ΔX=−・ΔL 本発明は、上記ウエノ・3上のターゲット・マーク7の
ずれ量ΔXを考慮せずにアライメントするため、上記レ
チクル1のアライメント・マーク5.5′の代わシに、
レチクル1上に回折ノシターンを形成し、この回折ノく
ター/の回折像を、上記レチクル1の面での反射による
像16の位置に形成し、この像16の位置に光の焦点が
合致するようにアライメント光学系8,8′を移動させ
てウェハ3上のターゲット・マーク7.7′の像と、レ
チクル1のアライメント・マーク5.5′とのアライメ
ントを行なうこと を特徴とするものである0 (発明の実施例) 以下本発明の実施例を示す図面について説明する。第8
図に示す如く、レチクル1上のアライメントマーク5.
5′には、上記ウエノ・3上のターゲット・マーク7.
7′の像を反射させるためのミラ一部31とこのミラ一
部31に隣接して双曲線ノくターン部Uとから形成され
ている0この双曲線ノ(ターン部あは、双曲綜群又は擬
似双曲線群から形成されている。
第9図に72イメント光学系8.8′の構成を示す。先
づ矢印四よりの光ビーム32′がビームスプリッタ冴、
拡大レンズn1リレーレンズnおよびミラー21を介し
て上記ミラ一部31に照射すると、第7図に16で示す
位置に形成されたウニノー3上のターゲット・マーク7
.7′の像を上記ミラー21、リレーレンズn1拡大レ
ンズn1ビームスプリツタ24t−介してセ/す5で検
出する0また矢印間で示す光ビーム32が上記光ビーム
32′と平行に凹レンズ路、凸レンズ!およびミラーあ
を介してレチクル1上の双曲線パターン部具に照射する
と、この双曲線パターン部具によシ回折して第8図に鵠
で示す位置に線状の回折像を形成する。このときの回折
像の光強度断面あは第1O図に示す如く分布をしている
。而して第6図に示す距離Xが0のときには、ウェハ3
のターゲット・マーク7.7′の像がレチクル1上のミ
ラ一部31で反射して位置16に結ばれ、この位置16
に形成されたウニ/−3のターゲット・マーク7.7′
の像は光束37の中心線北上に形成され、ここで上記光
束37の中心線38は縮小レンズ2に形成された入射瞳
13の中心線上を通過する。そのため上記レチクル1上
の双曲線)くターン部あに照射される上記アライメント
光学系8,8′からの照明光32を上記光束37の中心
線間に平行にすれば、上記アライメント光学系8,8′
よりの光ビーム32が双曲線パターン部具により回折3
6されることによって形成された像おを位置16に形成
されたウェハ3のターゲット・マーク7.7′の像にほ
ぼ重合することができる。−力筒11図に示すように上
記距@Xが大きい場合には、上記ウニ/〜3のターゲッ
ト・マーク7.7′の像は光束37の中心線あがミラ一
部31に反射したときの延長線のΔXずれた16の位置
に形成される。そこで、レチクル1上の双曲線パターン
部あに照射される上記アライメント光学系8,8′より
の光ビーム32を上記の場合と同様に光束37の中心l
1j38上に平行にすれば、上記アライメント光学系8
,8′の光ビーム32が双曲線パターン部具によシ回折
36されることによって形成されfc像33t−位置1
6に形成されたウニ/−3のターゲットマーク7.7’
像に重合することができ、これをアライメント光学系8
 、8’ 、 9 、9’のセンサ5と同−視野内で検
出することができる。
而して上記アライメント光学系8,8′よりの先ビーム
32を光束37の中心線あ上に平行するには、第8図お
よび第13図に示すように、まずアライメント光学系8
.8’、 9 、 c+/jpレチクル1上の双曲線パ
ターン部あに照射する光ビーム&の方向よル入射し縮小
レンズ2に対して固定し、上記光ビーム32は実質的に
縮/トレンズ2の中心を通る関係にする。また凹レンズ
四を半径方向移動ステージlO上に固定し上記光ビーム
32はアライメント光学系8 、8’ 、 9 、9’
の上記縮小レンズ2に対する接線方向の移動と無関係に
する。上記光ビーム32は凹レンズあから焦点距離だけ
離れたP点に虚の集光Pを形成する。一方の凸レンズ2
7を接線方向移動ステージ9,9′上に設置すると、ア
ライメント光学系8,8′が縮小レンズ2に対する接線
方向に距離Xだけずれたとき、これに伴って上記凸しン
x71も照明光32から距離Xだけずれる。ここで上記
凸レンズnの焦点距離をNとし、凸レンズnを上記P点
から距離Nだけ離れた位置に設置すると、凸レンズ27
を出た光ビーム32は該凸レンズnの中心とP点とを結
ぶ直線40に平行表光ビームとなる〇一方ツウエバ3タ
ーゲット・マーク7.7′の鍬はレチクル1上のミラー
31の中心点14(第7図参照)と、縮/JNレンズ2
の入射瞳13の中心とを結ぶ直線上におるため、この光
のレチクル1に対する傾きはレチクル1と縮小レンズ2
0入射瞳13との間のでるるので、N=、Lが成立し、
かつ光ビーム32の中心が上記レチクル1上のミラ一部
31の中心点14に一致させるには凸レンズごとレチク
ル1との間の距離をMとしたとき、M=Lが成立しなけ
ればならない。このように上記レチクル1上の双曲線パ
ターン部34によって形成される回折133と、ウェハ
3のターゲット・マーク7.7′の像が形成される位置
16とを略等くすることができる。
なお、上記アライメント光学系8,8′に設置されてい
るレンズ22,23、凸レンズ刀、凹レンズ四等の製作
誤差によりウェハ3のターゲット・マーク7.7′の像
と、レチクル1の双曲線パターン部あによる回折あによ
る像おとの間に若干位置ずれを発生することも考えられ
るが、これに関しては、アライメントにおける固有のオ
フセット量としてソフトウェア等で予じめ補正をしてお
くことができる。また上記ウェハ3のターゲット・マー
ク7゜7′の像を回折によって行なう方法として、二次
元の7レネルゾーンターゲツト等を用いることも可能で
ある。
以上述べたる如く、本発明によれば、アライメント光学
系を縮小レンズに対して接線方向あるいは半径方向に移
動可能にし)かっ−上記アライメント光学系を移動した
場合でも縮小投影露光装置におけるレチクルと、ウェハ
のパターンとの位置合せを高精度に保持しかつスループ
ットを保つことが出来る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す縮小投影装置のアライメ
ント光学系を示す斜視図、第2図および第4図はレチク
ルと、アライメント光学系との関係を示す平面図、第3
図および第5図はレチクル上のパターンと、ウェハ上の
パターンとの関係を示す平面図、K6図は双曲線パター
ン部の色収差によるウェハのターゲット・マークの像の
形成位置を示す説明図、第7図はアライメント光学系を
示す斜視図、第8図はレチクルとアライメント・マーク
との位置関係を示す斜視図、第9図に双曲線パターン部
による回折像の断面光強度分布図、第io図は縮小レン
ズの色収差がOの場合の第9図OR矢視側面図、第11
図は縮小レンズの色収差を有する場合の第9図のR矢視
側面図、第12図は第9図に示すレチクルに対するアラ
イメント光学系の光学系統図である。 1・・・レチクル、2・・・縮小レンズ、3・・・ウェ
ハ、4・・・レチクル1のパターン、5・・・レチクル
1上のアライメント・マーク、6・・・ウェハ3のパタ
ーン、7・・・ウェハ3上のターゲット・マーク、8.
8′・・・アライメント光学系、9 * 9’ $ 1
0 * 10’・・・ステージ、13・・・入射瞳

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体の露光に使用される縮小投影露光装置におけ
    るレチクルと、ウェハとを位置合せするアライメント方
    法において、アライメント光学系をレチクルとウェハと
    の間に介在する縮小レンズの接線方向および半径方向に
    移動可能にし、かつ上記レチクル上のアライメント・マ
    ークを回折パターンにより形成し、該回折パターンに照
    射するアライメント光学系よりのレチクル照明の光ビー
    ムの傾きを上記回折パターンと、上記縮小レンズの入射
    瞳の中心とを結ぶ直線に平行になるように調整すること
    により、上記回折パターンによつて回折される像と、レ
    チクルの1部をミラーとして用いて露光光と異なる波長
    でアライメントするさいに縮小レンズの色収差によりレ
    チクルから離れた位置に形成されるウェハのターゲット
    ・マークの像とを同一位置に形成し、これによつてレチ
    クルとウェハのパターンを位置合せすることを特徴とす
    るアライメント方法。 2、前記レチクル上のアライメント・マークに形成され
    た回折パターン部を双曲線パターンであることを特徴と
    する前記特許請求の範囲第1項記載のアライメント方法
    。 3、前記レチクル上の回折パターンがフレネルゾーンプ
    レートであることを特徴とする前記特許請求の範囲第1
    項記載のアライメント方法。 4、前記アライメント光学系に前記縮小レンズに対して
    固定された光源と、凹レンズと、上記アライメント光学
    系を搭載し上記縮小レンズの接線方向に移動させるステ
    ージに固定され、上記レチクルとの距離およびその焦点
    距離が互いに上記縮小レンズの入射瞳と、レチクルとの
    距離に等しくなる如く配置された凸レンズとを設け、こ
    の凸レンズの焦点が上記凹レンズの前側焦点を通つて縮
    小レンズの接線方向に延びる直線上を移動することによ
    り、上記アライメント光学系よりのレチクル照明用の光
    をレチクルの回折パターンと、縮小レンズの入射瞳中心
    とを結ぶ直線に対して平行な光ビームにすることを特徴
    とする前記特許請求の範囲第1項記載のアライメント方
    法。
JP59166597A 1984-08-10 1984-08-10 アライメント方法 Granted JPS6146024A (ja)

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US06/762,329 US4701050A (en) 1984-08-10 1985-08-05 Semiconductor exposure apparatus and alignment method therefor

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JP59166597A JPS6146024A (ja) 1984-08-10 1984-08-10 アライメント方法

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JPS6146024A true JPS6146024A (ja) 1986-03-06
JPH0230174B2 JPH0230174B2 (ja) 1990-07-04

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ID=15834235

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61100931A (ja) * 1984-10-24 1986-05-19 Hitachi Ltd 縮小投影式アライメント方法
JP2018157497A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 セイコーNpc株式会社 双曲線パターンを使った撮影装置及び撮影方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61100931A (ja) * 1984-10-24 1986-05-19 Hitachi Ltd 縮小投影式アライメント方法
JPH0318732B2 (ja) * 1984-10-24 1991-03-13 Hitachi Ltd
JP2018157497A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 セイコーNpc株式会社 双曲線パターンを使った撮影装置及び撮影方法

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