JPS635204A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPS635204A JPS635204A JP61146826A JP14682686A JPS635204A JP S635204 A JPS635204 A JP S635204A JP 61146826 A JP61146826 A JP 61146826A JP 14682686 A JP14682686 A JP 14682686A JP S635204 A JPS635204 A JP S635204A
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- JP
- Japan
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- change
- alignment
- mark
- pitch
- wafer
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- Pending
Links
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。
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〕
本発明はレチクル像をウニ・ハ上に投影する露光装置等
に使用する位置検出（以下アライメントと称する）装置
に関するものである。
に使用する位置検出（以下アライメントと称する）装置
に関するものである。
上記露光装置のアライメント装置としては、従来一定の
ピッチの回折格子を基板上に形成し、それに光を照射し
たときに発生する空間周波数の変化しない回折光の強、
度分布を利用してアライメントを行う装置が使用されて
いる。第６図はその説明図で、第６図（ａ）はンート状
のアライメント照射光■と一定ピッチの回折格子２１１
との位置関係を示す説明図、第６図（ｂ）は・回折光の
強度分布を示す線図である。−図に示すようにウェハ上
に形成された回折格子“■上にノート状のアライメント
照射光ＣＤを投影し、矢印（社）に示すように照射・光
Ｑｌ）を移動させ、その回折格子（社）からの回折光の
強度を例えば電圧で検出すると、第６図（ｂ）に示すよ
うな回折光の強度分布がマリられろので、この強度分布
曲線を利用してアライメントを行うのである。
ピッチの回折格子を基板上に形成し、それに光を照射し
たときに発生する空間周波数の変化しない回折光の強、
度分布を利用してアライメントを行う装置が使用されて
いる。第６図はその説明図で、第６図（ａ）はンート状
のアライメント照射光■と一定ピッチの回折格子２１１
との位置関係を示す説明図、第６図（ｂ）は・回折光の
強度分布を示す線図である。−図に示すようにウェハ上
に形成された回折格子“■上にノート状のアライメント
照射光ＣＤを投影し、矢印（社）に示すように照射・光
Ｑｌ）を移動させ、その回折格子（社）からの回折光の
強度を例えば電圧で検出すると、第６図（ｂ）に示すよ
うな回折光の強度分布がマリられろので、この強度分布
曲線を利用してアライメントを行うのである。
ところで上記従来のアライメント装置は、回折格子■を
ウェハ上に形成する際、その格子（イ）に歪みやくずれ
が存在したり、又ウェハ表面に積層されたアルミ層のク
ラック等によって照射光２１１の走査位＝に関して回折
光の発生方向が乱れたりすると、第６図（ｂ）に示した
強度分布の左右の対称性等が乱れ、正確なアライメント
ができなくなる。
ウェハ上に形成する際、その格子（イ）に歪みやくずれ
が存在したり、又ウェハ表面に積層されたアルミ層のク
ラック等によって照射光２１１の走査位＝に関して回折
光の発生方向が乱れたりすると、第６図（ｂ）に示した
強度分布の左右の対称性等が乱れ、正確なアライメント
ができなくなる。
この点が従来のアライメント装置の欠点であった。
本発明は上記従来装置の欠点を解消し、アライメント精
度の向上を目的とするものである。
度の向上を目的とするものである。
本発明は連続的又は非連続的にピッチが変化する回折格
子マークより得られる空間周波数の変化を、アライメン
トに用いることを技術的要点としている。
子マークより得られる空間周波数の変化を、アライメン
トに用いることを技術的要点としている。
第１図は本発明の一実施例を示すアライメント装；の構
成図で、図中（１）はフォトレジストを感光させにくい
波長のレーザー等のアライメン！−［射光、（２）はビ
ームスプリッタ、（３）は空間フィルタ、（４）はシリ
ンドリカルレンズ、（５）はＣＯＤイメージセシサー、
（６）はイ＝号処理部、（７）はミラー、（８）は投影
レンズ、（９）はレチクル、α０）はウェハ、０１１は
Ｘ −Ｙステージ、側は干渉計である。又第２図はウェ
ハ上に形成された回折格子側を示すもので、図のように
連続的にピッチを変化させている。すなわちアライメン
ト照射光（１）によってウェハ上に形成されたシート状
のスポット光の相対走査方向と直交する方向の格子要素
の間隔を、走査方向に関して連続的に変化させておく。
成図で、図中（１）はフォトレジストを感光させにくい
波長のレーザー等のアライメン！−［射光、（２）はビ
ームスプリッタ、（３）は空間フィルタ、（４）はシリ
ンドリカルレンズ、（５）はＣＯＤイメージセシサー、
（６）はイ＝号処理部、（７）はミラー、（８）は投影
レンズ、（９）はレチクル、α０）はウェハ、０１１は
Ｘ −Ｙステージ、側は干渉計である。又第２図はウェ
ハ上に形成された回折格子側を示すもので、図のように
連続的にピッチを変化させている。すなわちアライメン
ト照射光（１）によってウェハ上に形成されたシート状
のスポット光の相対走査方向と直交する方向の格子要素
の間隔を、走査方向に関して連続的に変化させておく。
第１図に示すようにアライメン！・照射光（１）は、ミ
ラー（７）、投影レンズ（８）を介し、ウェハα０）上
に垂直に投影され、ウェハ上にはシート状のスポット光
ＳＰが形成される。ついでウェハＱＯ）からの回折光は
入射光と同一光路を戻り、ビームスプリッタ（２）、ミ
ラー（７）を経て、投影レンズ（８）の瞳面と共役な位
置に配置された空間フィルタ（３）により０次光をカッ
トされ、さらにその後方のシリンドリカルレンズ（４）
により瞳面に形成される細長い回折光分布の長手方向を
圧縮してスポット状に集光された後、ｉｉｉ面と共役な
位置に配＝されたＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅ
ｄ ｄｅｖｉｃｅの略、二次元のイメージセンサ）（５
）に受光される。ＣＣＤからの出力画像信号はアライメ
ン！・信号処理部（６）に入力して、回折光の空間周波
数の変化、例えば臆面内での±１次元の位置変化が検出
される。本発明に係るアライメント装置は以上のように
構成されている。尚、ＣＣＤ ｆ５１は、回折光の高次
元が分布する方向に一次元に受光素子を配列したフォト
ダイオードアレイにかえてもよい。
ラー（７）、投影レンズ（８）を介し、ウェハα０）上
に垂直に投影され、ウェハ上にはシート状のスポット光
ＳＰが形成される。ついでウェハＱＯ）からの回折光は
入射光と同一光路を戻り、ビームスプリッタ（２）、ミ
ラー（７）を経て、投影レンズ（８）の瞳面と共役な位
置に配置された空間フィルタ（３）により０次光をカッ
トされ、さらにその後方のシリンドリカルレンズ（４）
により瞳面に形成される細長い回折光分布の長手方向を
圧縮してスポット状に集光された後、ｉｉｉ面と共役な
位置に配＝されたＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅ
ｄ ｄｅｖｉｃｅの略、二次元のイメージセンサ）（５
）に受光される。ＣＣＤからの出力画像信号はアライメ
ン！・信号処理部（６）に入力して、回折光の空間周波
数の変化、例えば臆面内での±１次元の位置変化が検出
される。本発明に係るアライメント装置は以上のように
構成されている。尚、ＣＣＤ ｆ５１は、回折光の高次
元が分布する方向に一次元に受光素子を配列したフォト
ダイオードアレイにかえてもよい。
次に動作について説明する。第１図において、ウェハ頭
上に予め第２図に示すようなピッチが連続的に変化する
回折格子マーク（各格子要素は中心の直線パターンを除
き、頂角が順次変化するシェブロン状のパターン）α四
を形成しておく。シート状のスポット光ＳＰをウェハ〇
〔上に照射し、ステージＱｌｌ又はアライメント照射光
（１）を移動して第２図の矢印（社）に示すように、マ
ーク側とアライメント照射光との相対位置関係をＸ軸方
向に変化させると、瞳面のマークピッチに応じた位置に
存在する回折光は、マークピッチの連続的な変化に応じ
てその位置を変化させる（空間周波数の変化）。この変
化を時間軸又はステージαυと照射光（１）との位置関
係に応じて検出したのが第３図に示す線図である。第３
図で縦軸は空間周波数の変化、すなわち瞳面上の±１次
元（１４ａ） 、 （１４ｂ）の変化を表わす。図のよ
うに検出された空間周波数の変化に基づいて信号処理部
（６）は、その変化が所定状態（例えば±１次元が最も
接近した点）になったことを検出し、それに対応した位
置を求める。以上のように本実施例の位置検出方式によ
れば従来のそれに比ベアライメントが容易であり、プロ
セスの影響を受けにくくなるため正確となる。
上に予め第２図に示すようなピッチが連続的に変化する
回折格子マーク（各格子要素は中心の直線パターンを除
き、頂角が順次変化するシェブロン状のパターン）α四
を形成しておく。シート状のスポット光ＳＰをウェハ〇
〔上に照射し、ステージＱｌｌ又はアライメント照射光
（１）を移動して第２図の矢印（社）に示すように、マ
ーク側とアライメント照射光との相対位置関係をＸ軸方
向に変化させると、瞳面のマークピッチに応じた位置に
存在する回折光は、マークピッチの連続的な変化に応じ
てその位置を変化させる（空間周波数の変化）。この変
化を時間軸又はステージαυと照射光（１）との位置関
係に応じて検出したのが第３図に示す線図である。第３
図で縦軸は空間周波数の変化、すなわち瞳面上の±１次
元（１４ａ） 、 （１４ｂ）の変化を表わす。図のよ
うに検出された空間周波数の変化に基づいて信号処理部
（６）は、その変化が所定状態（例えば±１次元が最も
接近した点）になったことを検出し、それに対応した位
置を求める。以上のように本実施例の位置検出方式によ
れば従来のそれに比ベアライメントが容易であり、プロ
セスの影響を受けにくくなるため正確となる。
上記実施例においては、ウェハ上のマークは連続的に変
化するピッチを有する回折格子であるが、マークは連続
的でなく第４図に示すようにＸ方向に関して非連続＜ｍ
散）的に回折格子を配置し、各回折格子のピッチを変化
させたマーク（ト）としてもよい。この結果得られる空
間周波数の変化、すなわち±１次元（Ｉｆｌｔａ） 、
（１６ｂ）の変化を示す信号は第５図に示すように非
連続となる。このままアライメントに使用してもよいし
、第５図点線で示すように補間してアライメント処理に
旋層してもよい。
化するピッチを有する回折格子であるが、マークは連続
的でなく第４図に示すようにＸ方向に関して非連続＜ｍ
散）的に回折格子を配置し、各回折格子のピッチを変化
させたマーク（ト）としてもよい。この結果得られる空
間周波数の変化、すなわち±１次元（Ｉｆｌｔａ） 、
（１６ｂ）の変化を示す信号は第５図に示すように非
連続となる。このままアライメントに使用してもよいし
、第５図点線で示すように補間してアライメント処理に
旋層してもよい。
本発明は、アライメントマーク（回折格子）のピッチの
変化による空間周波数の変化を、アライメントに部用す
るように構成したので、アライメントマークのくずれや
歪み、あるいはウニ八基板部からの散乱信号等が存在し
ても、安定な信号検出が可能となり、更にウェハプロセ
スによるアライメントマークの変形等の影響に関しても
、アライメントマークのピッチには影響しにくいという
利点があるため、アライメント信号を常に安定に検出で
きることとなり、アライメント精度の大幅な向上が期待
できる。
変化による空間周波数の変化を、アライメントに部用す
るように構成したので、アライメントマークのくずれや
歪み、あるいはウニ八基板部からの散乱信号等が存在し
ても、安定な信号検出が可能となり、更にウェハプロセ
スによるアライメントマークの変形等の影響に関しても
、アライメントマークのピッチには影響しにくいという
利点があるため、アライメント信号を常に安定に検出で
きることとなり、アライメント精度の大幅な向上が期待
できる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は連続的に
ピッチが変化するアらイメントマークとり−トビームと
の関係図、第３図は空間周波数イコ号を示す線図、第４
図は非連続的にピッチが変化するアライメントマークの
平面図、第５図は空間周波数イ二号を示す線図、第６図
は従来のアライメントマークとシートピー・ムとの関係
図である。 （１）はアライメント照射光、（４）はシリンドリカル
レンズ、（５）はＣＯＤ 、 （１０１はウェハ、α囚
は連続的にピッチの変化するマーク、α４は空間周波数
の強度分布を示す線図、（至）は非連続的にピッチの変
化するマーク、αＢは空間周波数の強度分布を示す線図
である。
ピッチが変化するアらイメントマークとり−トビームと
の関係図、第３図は空間周波数イコ号を示す線図、第４
図は非連続的にピッチが変化するアライメントマークの
平面図、第５図は空間周波数イ二号を示す線図、第６図
は従来のアライメントマークとシートピー・ムとの関係
図である。 （１）はアライメント照射光、（４）はシリンドリカル
レンズ、（５）はＣＯＤ 、 （１０１はウェハ、α囚
は連続的にピッチの変化するマーク、α４は空間周波数
の強度分布を示す線図、（至）は非連続的にピッチの変
化するマーク、αＢは空間周波数の強度分布を示す線図
である。
Claims (1)
- 基板上に形成された位置検出用の回折格子マークに光を
照射し、該マークからの回折光を対物光学系を介して受
光することにより上記基板の位置を検出する装置におい
て、上記対物光学系の瞳面における上記回折光の空間周
波数が、連続的又は非連続的に変化するような形状のマ
ークを上記基板に形成するとともに、上記瞳面もしくは
これと共役な位置で上記回折光を受光し、上記空間周波
数の変化を検出し得る回折光受光手段と、該検出された
変化が所定の状態か否かを検出する検出手段とを備え、
該検出結果に基づいて前記基板の位置を検出することを
特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146826A JPS635204A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146826A JPS635204A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635204A true JPS635204A (ja) | 1988-01-11 |
Family
ID=15416399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61146826A Pending JPS635204A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS635204A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009188404A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Asml Netherlands Bv | アラインメントマーク及びこのようなアラインメントマークを備える基板の位置合わせ方法 |
| JP2021156884A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | カール・ツアイス・インダストリーエレ・メステクニク・ゲーエムベーハー | 触覚的又は／及び光学的手段によって動作する測定システムの幾何学形状較正のための較正標準、較正の方法及び座標測定機 |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61146826A patent/JPS635204A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009188404A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Asml Netherlands Bv | アラインメントマーク及びこのようなアラインメントマークを備える基板の位置合わせ方法 |
| US8208121B2 (en) | 2008-02-01 | 2012-06-26 | Asml Netherlands B.V. | Alignment mark and a method of aligning a substrate comprising such an alignment mark |
| JP2021156884A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | カール・ツアイス・インダストリーエレ・メステクニク・ゲーエムベーハー | 触覚的又は／及び光学的手段によって動作する測定システムの幾何学形状較正のための較正標準、較正の方法及び座標測定機 |
| US11499822B2 (en) | 2020-03-26 | 2022-11-15 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Calibration standard for geometry calibration of a measurement system operating by tactile and/or optical means, method for calibration, and coordinate measuring machine |
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