JPS6211779B2 - - Google Patents
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- JPS6211779B2 JPS6211779B2 JP56057907A JP5790781A JPS6211779B2 JP S6211779 B2 JPS6211779 B2 JP S6211779B2 JP 56057907 A JP56057907 A JP 56057907A JP 5790781 A JP5790781 A JP 5790781A JP S6211779 B2 JPS6211779 B2 JP S6211779B2
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Classifications
-
- 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
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
-
- 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
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- 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
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/703—Gap setting, e.g. in proximity printer
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)
Description
本発明は、マスク基板とウエハとを離間した状
態でこれらの相対位置を検出するマスク基板およ
びウエハの相対位置検出装置に関する。 トランジスタや集積回路等の半導体素子を製造
する工程では、微細なパターンをウエハ上に複数
回形成しなければならないが、この場合、各々の
回のパターンを所定の位置に正確に整合させるこ
とが必要となる。これらの目的に使用される装置
はアライナーと総称されるが、相互に位置整合す
べきマスク基板とウエハとは、整合操作の際に相
互移動をスムーズに行うためにやむを得ず、離間
した状態に置かれる場合が多い。また、投影転写
によるパターン形成のためには、マスク基板とウ
エハとは意図的に離間した状態に置かれる。した
がつて、光学的にマスク基板およびウエハの各パ
ターンの位置を観測或いは検出するには、検出光
学系の光軸上の同一平面内にない２面の像を同一
焦点面内にいかにして結像させるかが大きな課題
である。 従来、これらの要求への対応策として次の(1)〜
(4)のような手法が提唱されている。 (1) 検出光学系の対物レンズの焦点深度を可能な
限り延長して、マスク基板およびウエハの双方
を対物レンズの焦点深度内に包含する手法。 (2) Ｘ線等の直進性の鋭い光線を利用して、マス
ク基板およびウエハの双基準面を同一面化して
取り扱う手法。 (3) 第１段階として検出光学系の焦点をマスク基
板の基準パターン面に設定しマスク基板の基準
パターンを検出光学系で補捉し、第２段階とし
て検出光学系の焦点位置を移動させてウエハ上
の基準パターンを検出光学系で補捉する手法。 (4) マスク基板とウエハとの間に結像光学系を挿
入してウエハ上の整合すべき基準パターン面を
マスク基板上の基準パターン面に結像すること
により、マスク基板およびウエハの双面を実効
的に同一面化する手法。 しかしながら、これらの手法にあつては次のよ
うな問題があつた。すなわち、前記第１および第
２の手法は整合すべきマスク基準面とウエハ基準
面とを近似的に同一面として取り扱うものであ
り、マスク基板上のパターンもウエハ上のパター
ンも明瞭度が不十分であり、相互位置情報の正確
度が悪い。このため、マスク基板の基準面とウエ
ハの基準面とが近接している場合以外には適用で
きなかつた。また、第３の手法はマスク基板上の
基準パターンとウエハ上の基準パターンとを別々
に補捉するものであり、その間に位置検出光学系
の焦点位置の移動を伴う。このため、位置検出光
学系の焦点移動動作に伴う誤差が常に重畳される
ことになり、したがつて相互位置情報の正確度が
悪い。 一方、前記第４の手法は原理的には優れている
が、位置検出のための結像光学系をマスク基板と
ウエハとの間に別途挿入しなければならないた
め、結像光学系の位置精度、再現性および双面を
共役関係に配置するための焦点調節精度等の解決
すべき難問題が出積みしている。また、マスク基
板とウエハとの間隔が十分に離間していない場合
への適用は不可能であつた。 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、マスク基板とウエハと
を離間した状態でこれらの相対位置を検出するに
際し、検出光学系を移動させることなくマスク基
板およびウエハの相互位置情報を得ることがで
き、検出光学系の移動に伴う位置検出誤差の発生
を未然に防止し、高精度な位置検出を行い得るマ
スク基板およびウエハの相対位置検出装置を提供
することにある。 また、本発明の他の目的は、マスク基板とウエ
ハとの間に特別な結像光学系を別途挿入すること
なく、上記位置検出を高精度に、かつ容易に行い
得るマスク基板およびウエハの相対位置検出装置
を提供することにある。 まず、本発明の概要を説明する。本発明は、マ
スク基板上のマスク用整合基準およびウエハ上の
ウエハ用整合基準を所定波長の単色光で照明し、
上記マスク用整合基準およびウエハ用整合基準の
各位置情報をフレネルゾーンプレートの異なる次
数の回折を利用して同一平面上に投影すると共
に、このフレネルゾーンプレートを介して同一平
面上に結像された上記各整合基準の像を検出光学
系で検出するようにしたものである。 第１図は本発明の原理を説明するための模式図
である。図中１はマスク基板で、このマスク基板
１の下面（主面）にはマスク用整合基準２が設け
られている。マスク基板１の下方部にはウエハ３
がマスク基板１と離間対向配置されている。ウエ
ハ３の上面（主面）には上記マスク用整合基準２
に対応するウエハ用整合基準４が設けられてい
る。一方、第１図中５は単色光を発光する光源で
あり、例えば半導体レーザ素子から形成されてい
る。この光源５からの単色光はプリズム６を介し
てその方向を曲げられ前記各整合基準２，４に照
射される。そして、マスク用整合基準２およびウ
エハ用整合基準４の各位置情報は上記プリズム
６、フレネルゾーンプレート７およびリレーレン
ズ８を介して例えばホトダイオード或いはCCD
等の受光素子からなる光電検出器９にて検出され
るものとなつている。 ところで、フレネルゾーンプレート７は結像作
用を有する平面光学素子であり、使用光に対し吸
収係数の大なる部材による遮光部（輪帯）と、使
用光に対し吸収係数の小なる部材による透光部
（輪帯）とを交互に配列して形成されている。す
なわち、中心からＮ番目の輪帯の幅ＢNが ＢN＝√・・（√−√−１）
……(1) で表わされる遮光部および透光部によつて形成さ
れているものである。ただし、ｎはフレネルゾー
ンプレート７が動作する際の回折次数、λは使用
光の波長、ｆはその回折次数ｎにおける波長λに
対するフレネルゾーンプレート７の焦点距離であ
る。上記第１式から明らかなようにフレネルゾー
ンプレート７は、異なる次数の回折を利用するこ
とによりその焦点距離が異なることが判る。本発
明はこの点に着目してなされたものである。 ここで、波長λの単色光に対し回折次数１次で
焦点距離f1を有するフレネルゾーンプレート７を
結像位置に設置し、ウエハ３上のウエハ用整合基
準４に焦点を合せたとき、マスク基板１とウエハ
３との間隔がｄであれば ｆ・λ＝ｎ（f1−ｄ）λ ……(2) なる関係を満足する回折次数を使用すれば、フレ
ネルゾーンプレート７はマスク用整合基準２に対
しても結像関係が成立し、その焦点が合う。つま
り、ウエハ用整合基準４の位置情報（反射光或い
は散乱光）は、フレネルゾーンプレート７の１次
回折により平行化され、リレーレンズ８により光
電検出器９の受光面に収束される。さらに、マス
ク用整合基準２の位置情報は、フレネルゾーンプ
レート７のｎ次回折により平行化され上記と同様
に光電検出器９の受光面に収束される。すなわ
ち、ウエハ用整合基準４およびマスク用整合基準
２の各像が光電検出器９の受光面上に結像され、
これにより同検出器９でマスク基板１とウエハ３
との相対位置が検出されることになる。 尚実際マスク基板１とウエハ３との相対位置を
検出する為には、マスク基板１及びウエハ３に
夫々少なくとも３ケ所以上の整合基準２，４を設
け、その整合基準に対応してフレネルゾーンプレ
ート７を設ける必要がある。このようにして始め
てマスク基板１とウエハとのｘ，ｙ，ｚ方向の位
置（相対位置）を検出できる。 このようにして本発明によれば、リレーレンズ
８および光電検出器９等からなる検出光学系を移
動させることなく、離間した状態にあるマスク基
板１とウエハ３との相対位置を検出することがで
きる。このため、検出光学系の移動に伴う位置検
出誤差発生等を未然に防止することができ、検出
精度の大幅な向上をはかり得ると云う効果を奏す
る。また、マスク基板１とウエハ３との間に特別
な結像光学系を挿入する必要もなく、上記位置検
出を高精度に、かつ容易に行い得る等の利点があ
る。 なお、前記フレネルゾーンプレート７の配置位
置は、マスク基板１から同プレート７の１次回折
に対する焦点距離f1だか離した点に限るものでは
なく、例えば第２図に示す如くフレネルゾーンプ
レート７によりマスク用整合基準２およびウエハ
用整合基準４の各像が光電検出器９の受光面上に
直接結像する位置でもよい。この場合、フレネル
ゾーンプレート７と光電検出器９との間隔をＬ、
同プレート１１とウエハ３との間隔をl1、同プレ
ート１１とマスク基板１との間隔をl2とし、フレ
ネルゾーンプレート７の１次回折および２次回折
に対する焦点距離をそれぞれf1，f2とし、次の関
係が成立するようにすればよい。 １／l1＋１／Ｌ＝１／f1 １／l2＋１／Ｌ＝１／f2 l1−l2＝ｄ ｝……(3) f1・λ＝2f2・λ Ｌ＝ｍ・l1 ただし、上記第３式においてλは使用光の波長
で、ｍはウエハ用整合基準４を光電検出器１１上
に投影する倍率である。 次に、本発明を光電面マスク型電子ビーム転写
装置の位置整合機構に適用した実施例について説
明する。光電面マスク型電子ビーム転写法では、
マスク基板とウエハとが約10〔mm〕離間された状
態で転写が行われる。したがつて、マスク基板と
ウエハとの相対位置検出および位置整合操作もこ
れらを離間した状態で行うことが最も好ましい。 マスク基板１として厚さｔ＝５〔mm〕の石英基
板を用い、マスク基板１とウエハ３との間隔ｄを
10〔mm〕に設定した。計測に使用する単色光を
He−Neレーザ（波長λ１＝6328Å）とし、１次
回折と２次回折とを利用するものとすると形成す
べきフレネルゾーンプレート７の１次回折焦点距
離f1はf1＝20〔mm〕となり、Ｎ番目の輪帯幅ＢNは
前記第１式より次の第１表に示す仕様になる。
態でこれらの相対位置を検出するマスク基板およ
びウエハの相対位置検出装置に関する。 トランジスタや集積回路等の半導体素子を製造
する工程では、微細なパターンをウエハ上に複数
回形成しなければならないが、この場合、各々の
回のパターンを所定の位置に正確に整合させるこ
とが必要となる。これらの目的に使用される装置
はアライナーと総称されるが、相互に位置整合す
べきマスク基板とウエハとは、整合操作の際に相
互移動をスムーズに行うためにやむを得ず、離間
した状態に置かれる場合が多い。また、投影転写
によるパターン形成のためには、マスク基板とウ
エハとは意図的に離間した状態に置かれる。した
がつて、光学的にマスク基板およびウエハの各パ
ターンの位置を観測或いは検出するには、検出光
学系の光軸上の同一平面内にない２面の像を同一
焦点面内にいかにして結像させるかが大きな課題
である。 従来、これらの要求への対応策として次の(1)〜
(4)のような手法が提唱されている。 (1) 検出光学系の対物レンズの焦点深度を可能な
限り延長して、マスク基板およびウエハの双方
を対物レンズの焦点深度内に包含する手法。 (2) Ｘ線等の直進性の鋭い光線を利用して、マス
ク基板およびウエハの双基準面を同一面化して
取り扱う手法。 (3) 第１段階として検出光学系の焦点をマスク基
板の基準パターン面に設定しマスク基板の基準
パターンを検出光学系で補捉し、第２段階とし
て検出光学系の焦点位置を移動させてウエハ上
の基準パターンを検出光学系で補捉する手法。 (4) マスク基板とウエハとの間に結像光学系を挿
入してウエハ上の整合すべき基準パターン面を
マスク基板上の基準パターン面に結像すること
により、マスク基板およびウエハの双面を実効
的に同一面化する手法。 しかしながら、これらの手法にあつては次のよ
うな問題があつた。すなわち、前記第１および第
２の手法は整合すべきマスク基準面とウエハ基準
面とを近似的に同一面として取り扱うものであ
り、マスク基板上のパターンもウエハ上のパター
ンも明瞭度が不十分であり、相互位置情報の正確
度が悪い。このため、マスク基板の基準面とウエ
ハの基準面とが近接している場合以外には適用で
きなかつた。また、第３の手法はマスク基板上の
基準パターンとウエハ上の基準パターンとを別々
に補捉するものであり、その間に位置検出光学系
の焦点位置の移動を伴う。このため、位置検出光
学系の焦点移動動作に伴う誤差が常に重畳される
ことになり、したがつて相互位置情報の正確度が
悪い。 一方、前記第４の手法は原理的には優れている
が、位置検出のための結像光学系をマスク基板と
ウエハとの間に別途挿入しなければならないた
め、結像光学系の位置精度、再現性および双面を
共役関係に配置するための焦点調節精度等の解決
すべき難問題が出積みしている。また、マスク基
板とウエハとの間隔が十分に離間していない場合
への適用は不可能であつた。 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、マスク基板とウエハと
を離間した状態でこれらの相対位置を検出するに
際し、検出光学系を移動させることなくマスク基
板およびウエハの相互位置情報を得ることがで
き、検出光学系の移動に伴う位置検出誤差の発生
を未然に防止し、高精度な位置検出を行い得るマ
スク基板およびウエハの相対位置検出装置を提供
することにある。 また、本発明の他の目的は、マスク基板とウエ
ハとの間に特別な結像光学系を別途挿入すること
なく、上記位置検出を高精度に、かつ容易に行い
得るマスク基板およびウエハの相対位置検出装置
を提供することにある。 まず、本発明の概要を説明する。本発明は、マ
スク基板上のマスク用整合基準およびウエハ上の
ウエハ用整合基準を所定波長の単色光で照明し、
上記マスク用整合基準およびウエハ用整合基準の
各位置情報をフレネルゾーンプレートの異なる次
数の回折を利用して同一平面上に投影すると共
に、このフレネルゾーンプレートを介して同一平
面上に結像された上記各整合基準の像を検出光学
系で検出するようにしたものである。 第１図は本発明の原理を説明するための模式図
である。図中１はマスク基板で、このマスク基板
１の下面（主面）にはマスク用整合基準２が設け
られている。マスク基板１の下方部にはウエハ３
がマスク基板１と離間対向配置されている。ウエ
ハ３の上面（主面）には上記マスク用整合基準２
に対応するウエハ用整合基準４が設けられてい
る。一方、第１図中５は単色光を発光する光源で
あり、例えば半導体レーザ素子から形成されてい
る。この光源５からの単色光はプリズム６を介し
てその方向を曲げられ前記各整合基準２，４に照
射される。そして、マスク用整合基準２およびウ
エハ用整合基準４の各位置情報は上記プリズム
６、フレネルゾーンプレート７およびリレーレン
ズ８を介して例えばホトダイオード或いはCCD
等の受光素子からなる光電検出器９にて検出され
るものとなつている。 ところで、フレネルゾーンプレート７は結像作
用を有する平面光学素子であり、使用光に対し吸
収係数の大なる部材による遮光部（輪帯）と、使
用光に対し吸収係数の小なる部材による透光部
（輪帯）とを交互に配列して形成されている。す
なわち、中心からＮ番目の輪帯の幅ＢNが ＢN＝√・・（√−√−１）
……(1) で表わされる遮光部および透光部によつて形成さ
れているものである。ただし、ｎはフレネルゾー
ンプレート７が動作する際の回折次数、λは使用
光の波長、ｆはその回折次数ｎにおける波長λに
対するフレネルゾーンプレート７の焦点距離であ
る。上記第１式から明らかなようにフレネルゾー
ンプレート７は、異なる次数の回折を利用するこ
とによりその焦点距離が異なることが判る。本発
明はこの点に着目してなされたものである。 ここで、波長λの単色光に対し回折次数１次で
焦点距離f1を有するフレネルゾーンプレート７を
結像位置に設置し、ウエハ３上のウエハ用整合基
準４に焦点を合せたとき、マスク基板１とウエハ
３との間隔がｄであれば ｆ・λ＝ｎ（f1−ｄ）λ ……(2) なる関係を満足する回折次数を使用すれば、フレ
ネルゾーンプレート７はマスク用整合基準２に対
しても結像関係が成立し、その焦点が合う。つま
り、ウエハ用整合基準４の位置情報（反射光或い
は散乱光）は、フレネルゾーンプレート７の１次
回折により平行化され、リレーレンズ８により光
電検出器９の受光面に収束される。さらに、マス
ク用整合基準２の位置情報は、フレネルゾーンプ
レート７のｎ次回折により平行化され上記と同様
に光電検出器９の受光面に収束される。すなわ
ち、ウエハ用整合基準４およびマスク用整合基準
２の各像が光電検出器９の受光面上に結像され、
これにより同検出器９でマスク基板１とウエハ３
との相対位置が検出されることになる。 尚実際マスク基板１とウエハ３との相対位置を
検出する為には、マスク基板１及びウエハ３に
夫々少なくとも３ケ所以上の整合基準２，４を設
け、その整合基準に対応してフレネルゾーンプレ
ート７を設ける必要がある。このようにして始め
てマスク基板１とウエハとのｘ，ｙ，ｚ方向の位
置（相対位置）を検出できる。 このようにして本発明によれば、リレーレンズ
８および光電検出器９等からなる検出光学系を移
動させることなく、離間した状態にあるマスク基
板１とウエハ３との相対位置を検出することがで
きる。このため、検出光学系の移動に伴う位置検
出誤差発生等を未然に防止することができ、検出
精度の大幅な向上をはかり得ると云う効果を奏す
る。また、マスク基板１とウエハ３との間に特別
な結像光学系を挿入する必要もなく、上記位置検
出を高精度に、かつ容易に行い得る等の利点があ
る。 なお、前記フレネルゾーンプレート７の配置位
置は、マスク基板１から同プレート７の１次回折
に対する焦点距離f1だか離した点に限るものでは
なく、例えば第２図に示す如くフレネルゾーンプ
レート７によりマスク用整合基準２およびウエハ
用整合基準４の各像が光電検出器９の受光面上に
直接結像する位置でもよい。この場合、フレネル
ゾーンプレート７と光電検出器９との間隔をＬ、
同プレート１１とウエハ３との間隔をl1、同プレ
ート１１とマスク基板１との間隔をl2とし、フレ
ネルゾーンプレート７の１次回折および２次回折
に対する焦点距離をそれぞれf1，f2とし、次の関
係が成立するようにすればよい。 １／l1＋１／Ｌ＝１／f1 １／l2＋１／Ｌ＝１／f2 l1−l2＝ｄ ｝……(3) f1・λ＝2f2・λ Ｌ＝ｍ・l1 ただし、上記第３式においてλは使用光の波長
で、ｍはウエハ用整合基準４を光電検出器１１上
に投影する倍率である。 次に、本発明を光電面マスク型電子ビーム転写
装置の位置整合機構に適用した実施例について説
明する。光電面マスク型電子ビーム転写法では、
マスク基板とウエハとが約10〔mm〕離間された状
態で転写が行われる。したがつて、マスク基板と
ウエハとの相対位置検出および位置整合操作もこ
れらを離間した状態で行うことが最も好ましい。 マスク基板１として厚さｔ＝５〔mm〕の石英基
板を用い、マスク基板１とウエハ３との間隔ｄを
10〔mm〕に設定した。計測に使用する単色光を
He−Neレーザ（波長λ１＝6328Å）とし、１次
回折と２次回折とを利用するものとすると形成す
べきフレネルゾーンプレート７の１次回折焦点距
離f1はf1＝20〔mm〕となり、Ｎ番目の輪帯幅ＢNは
前記第１式より次の第１表に示す仕様になる。
【表】
厚さ２〔mm〕の石英基板上にクロム膜を1000
〔Å〕被着し、上記第１表の仕様に基づいて輪帯
状（２次元）のフレネルゾーンパターンを形成
し、フレネルゾーンプレート７を製作した。そし
て、このフレネルゾーンプレート７を前記第１図
に示した光学系に配置すると共に、各々整合基準
を有するマスク基板１およびウエハ３を装着し、
マスク基板１とウエハ３との相対位置検出を行つ
たところ、その検出精度は0.05〔μｍ〕と高い値
を示した。 次に、本発明の他の実施例について説明する。
前記第２図に示す光学系を構成し、マスク基板１
は厚さ５〔mm〕の石英で形成し、マスク基板１と
ウエハ３との間隔ｄは10〔mm〕とした。また、光
源５としてはHe−Neレーザ（波長λ＝6328Å）
を用いた。そして、前記倍率ｍを５と設定し、前
記第３式に基づいて１次回折に対応するフレネル
ゾーンプレート７の焦点距離f1を計算するとf1＝
15.278〔mm〕となる。したがつて、形成すべきフ
レネルゾーンプレート７のＮ番目の輪帯幅ＢNは
次の第２表に示す仕様となる。
〔Å〕被着し、上記第１表の仕様に基づいて輪帯
状（２次元）のフレネルゾーンパターンを形成
し、フレネルゾーンプレート７を製作した。そし
て、このフレネルゾーンプレート７を前記第１図
に示した光学系に配置すると共に、各々整合基準
を有するマスク基板１およびウエハ３を装着し、
マスク基板１とウエハ３との相対位置検出を行つ
たところ、その検出精度は0.05〔μｍ〕と高い値
を示した。 次に、本発明の他の実施例について説明する。
前記第２図に示す光学系を構成し、マスク基板１
は厚さ５〔mm〕の石英で形成し、マスク基板１と
ウエハ３との間隔ｄは10〔mm〕とした。また、光
源５としてはHe−Neレーザ（波長λ＝6328Å）
を用いた。そして、前記倍率ｍを５と設定し、前
記第３式に基づいて１次回折に対応するフレネル
ゾーンプレート７の焦点距離f1を計算するとf1＝
15.278〔mm〕となる。したがつて、形成すべきフ
レネルゾーンプレート７のＮ番目の輪帯幅ＢNは
次の第２表に示す仕様となる。
【表】
厚さ２〔mm〕の石英基板上にクロム膜を1000
〔Å〕被着し、上記第２表の仕様に基づいて一次
元のフレネルゾーンパターンを形成し、フレネル
ゾーンプレート７を製作した。そして、このフレ
ネルゾーンプレート７を前記第２図に示す光学系
に配置すると共に、同プレート７のパターンと同
一方向に１次元の整合基準を有するマスク基板１
およびウエハ３を装着し、先の実施例と同様にし
てマスク基板１とウエハ３との相対位置検出を行
つたところ、この場合も検出精度0.05〔μｍ〕と
高い値が得られた。 なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。例えば、前記フレネルゾーンプレ
ートを形成するには同プレートの遮光部としてク
ロム膜、同プレートの透光部として石英に限るも
のではなく、石英の代りには使用光に対し吸収係
数の小なる部材、クロム膜の代りには使用光に対
し吸収係数の大なる部材であればよい。さらに、
フレネルゾーンプレートの中心からＮ番目の輪帯
幅ＢN、使用する単色光の波長λ等は、マスク基
板とウエハとの距離ｄやその他の仕様に応じて適
宜定めればよい。また、照射方向は実施例に於け
る落射方向に限定されるものではなく、透過方向
あるいは斜向方向であつてもよい。さらに、単色
光を照射する手段としてはレーザ装置を用いる代
りに、白色光を単色フイルタを介して取り出すよ
うにしてもよい。さらに、利用するフレネルゾー
ンプレートの回折次数は、１次および２次に限る
ものでないのは勿論のことである。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。
〔Å〕被着し、上記第２表の仕様に基づいて一次
元のフレネルゾーンパターンを形成し、フレネル
ゾーンプレート７を製作した。そして、このフレ
ネルゾーンプレート７を前記第２図に示す光学系
に配置すると共に、同プレート７のパターンと同
一方向に１次元の整合基準を有するマスク基板１
およびウエハ３を装着し、先の実施例と同様にし
てマスク基板１とウエハ３との相対位置検出を行
つたところ、この場合も検出精度0.05〔μｍ〕と
高い値が得られた。 なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。例えば、前記フレネルゾーンプレ
ートを形成するには同プレートの遮光部としてク
ロム膜、同プレートの透光部として石英に限るも
のではなく、石英の代りには使用光に対し吸収係
数の小なる部材、クロム膜の代りには使用光に対
し吸収係数の大なる部材であればよい。さらに、
フレネルゾーンプレートの中心からＮ番目の輪帯
幅ＢN、使用する単色光の波長λ等は、マスク基
板とウエハとの距離ｄやその他の仕様に応じて適
宜定めればよい。また、照射方向は実施例に於け
る落射方向に限定されるものではなく、透過方向
あるいは斜向方向であつてもよい。さらに、単色
光を照射する手段としてはレーザ装置を用いる代
りに、白色光を単色フイルタを介して取り出すよ
うにしてもよい。さらに、利用するフレネルゾー
ンプレートの回折次数は、１次および２次に限る
ものでないのは勿論のことである。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。
第１図および第２図はそれぞれ本発明の原理的
構成を示す模式図である。 １…マスク基板、２…マスク用整合基準、３…
ウエハ、４…ウエハ用整合基準、５…光源、６…
プリズム、７…フレネルゾーンプレート、８…集
光レンズ、９…光電検出器。
構成を示す模式図である。 １…マスク基板、２…マスク用整合基準、３…
ウエハ、４…ウエハ用整合基準、５…光源、６…
プリズム、７…フレネルゾーンプレート、８…集
光レンズ、９…光電検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マスク基板とウエハとを離間した状態でこれ
らの相対位置を検出するマスク基板およびウエハ
の相対位置検出装置において、上記マスク基板上
のマスク用整合基準および上記ウエハ上のウエハ
用整合基準を所定波長の単色光で照明する照明光
学系と、上記マスク用およびウエハ用の各整合基
準を異なる次数の回折により同一平面上に投影す
るフレネルゾーンプレートと、このフレネルゾー
ンプレートを介して同一平面上に結像された前記
各整合基準の像を検出する検出光学系とを具備し
てなることを特徴とするマスク基板およびウエハ
の相対位置検出装置。 ２ 前記フレネルゾーンプレートは、１次の回折
により前記ウエハ用整合基準を、２次の回折によ
りマスク用整合基準をそれぞれ同一平面上に投影
するものであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のマスク基板およびウエハの相対位置
検出装置。 ３ 前記フレネルゾーンプレートとして、１次元
のものを用いたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のマスク基板およびウエハの相対位置
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56057907A JPS57172732A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Relative position detecting device for mask substrate and wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56057907A JPS57172732A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Relative position detecting device for mask substrate and wafer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57172732A JPS57172732A (en) | 1982-10-23 |
| JPS6211779B2 true JPS6211779B2 (ja) | 1987-03-14 |
Family
ID=13069054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56057907A Granted JPS57172732A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Relative position detecting device for mask substrate and wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57172732A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235077A (ja) * | 1986-03-29 | 1987-10-15 | 加茂 守 | 卵容器 |
| JPS62251371A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-11-02 | 加茂 守 | 卵容器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59218516A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-08 | Nichiden Mach Ltd | 同軸直射照明を有する位置決め装置 |
-
1981
- 1981-04-17 JP JP56057907A patent/JPS57172732A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235077A (ja) * | 1986-03-29 | 1987-10-15 | 加茂 守 | 卵容器 |
| JPS62251371A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-11-02 | 加茂 守 | 卵容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57172732A (en) | 1982-10-23 |
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