JPS6371603A - アライメント方法 - Google Patents
アライメント方法Info
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- JPS6371603A JPS6371603A JP61217577A JP21757786A JPS6371603A JP S6371603 A JPS6371603 A JP S6371603A JP 61217577 A JP61217577 A JP 61217577A JP 21757786 A JP21757786 A JP 21757786A JP S6371603 A JPS6371603 A JP S6371603A
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Links
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Landscapes
- 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)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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）
本発明は基板上に形成された位置合わせ用のパターン（
マーク）を光学的に検出して位置決めを行なう方法に関
し、特に半導体素子を製造する際のウェハ等に形成され
たマークを検出して位置決めを行なう方法に関する。
マーク）を光学的に検出して位置決めを行なう方法に関
し、特に半導体素子を製造する際のウェハ等に形成され
たマークを検出して位置決めを行なう方法に関する。
（従来の技術）
半導体素子の製造に使われるウェハには、新たな回路パ
ターンとの重ね合わせ露光を良好に達成するためにアラ
イメントマークが形状される。このアライメントマーク
の形状には露光装置のアライメント光学系（検・出糸）
の方式により各種のものが存在し、実用に供されている
。これらマークに要求される特性は、アライメントを光
電的に行なう場合は、光電信号のＳ／Ｎが良いことであ
る。
ターンとの重ね合わせ露光を良好に達成するためにアラ
イメントマークが形状される。このアライメントマーク
の形状には露光装置のアライメント光学系（検・出糸）
の方式により各種のものが存在し、実用に供されている
。これらマークに要求される特性は、アライメントを光
電的に行なう場合は、光電信号のＳ／Ｎが良いことであ
る。
このためレーザスポット光を相対走査してマーク検出を
行なう方式では、ウェハ上に直線的に伸びたライン上の
凸部、又は凹部の微小段差部からの散乱光を検出するこ
とが望ましい。あるいはウェハ上に特別な回折格子パタ
ーンを形成し、この回折格子からの回折光を空間フィル
タリングにより抽出して光電検出する方式もＳ／Ｎの点
では効果的である。
行なう方式では、ウェハ上に直線的に伸びたライン上の
凸部、又は凹部の微小段差部からの散乱光を検出するこ
とが望ましい。あるいはウェハ上に特別な回折格子パタ
ーンを形成し、この回折格子からの回折光を空間フィル
タリングにより抽出して光電検出する方式もＳ／Ｎの点
では効果的である。
（発明が解決しようとする問題点）
回折格子を用いたマーク検出により、ウェハの２次元的
なアライメントを達成しようとする場合、従来は各次元
側に回折格子を用意する必要があった。このため、回折
格子を作り込むためのウェハ上のスペースが大きくなる
といった問題点があった。さらに露光工程で使われるウ
ェハには表面にレジストが塗布されており、このレジス
トの層（１〜２μｍ程度）を介してアライメントマーク
を検出するので、レジスト層のマーク付近での厚みむら
がアライメント精度に影響するといった問題点もあった
。
なアライメントを達成しようとする場合、従来は各次元
側に回折格子を用意する必要があった。このため、回折
格子を作り込むためのウェハ上のスペースが大きくなる
といった問題点があった。さらに露光工程で使われるウ
ェハには表面にレジストが塗布されており、このレジス
トの層（１〜２μｍ程度）を介してアライメントマーク
を検出するので、レジスト層のマーク付近での厚みむら
がアライメント精度に影響するといった問題点もあった
。
（問題点を解決する為の手段）
本発明は、回折格子を用いたアライメント方法において
、回折格子の各格子要素を２次元的に規則的に配列する
とともに、第１方向に伸びた回折格子と第１方向と交差
する第２方向に伸びた回折格子との交差部において、格
子要素を共通にし、さらに回折格子は複数本を平行に配
列するようにする。そして、各回折格子を光ビームで相
対走査し、格子から発生する回折光を光電検出すること
により基板の２次元的なアライメント（位置決め）を行
なうようにする。
、回折格子の各格子要素を２次元的に規則的に配列する
とともに、第１方向に伸びた回折格子と第１方向と交差
する第２方向に伸びた回折格子との交差部において、格
子要素を共通にし、さらに回折格子は複数本を平行に配
列するようにする。そして、各回折格子を光ビームで相
対走査し、格子から発生する回折光を光電検出すること
により基板の２次元的なアライメント（位置決め）を行
なうようにする。
（作用）
回折格子の複数本を平行に並べ、各格子から発生する回
折光に基づいてアライメントを行なうことにより、レジ
スト層の厚みむらに起因した回折光の発生方向のシフト
によるアライメント誤差が平均化されることになる。こ
のためアライメント精度の向上が計れる。とくに２方向
のアライメントがともに可能なように格子要素を２次元
に配列する際、要素の少なくとも一部を共用しているた
め、マークとして専有するウェハ上のスペースが小さく
てよいことになる。
折光に基づいてアライメントを行なうことにより、レジ
スト層の厚みむらに起因した回折光の発生方向のシフト
によるアライメント誤差が平均化されることになる。こ
のためアライメント精度の向上が計れる。とくに２方向
のアライメントがともに可能なように格子要素を２次元
に配列する際、要素の少なくとも一部を共用しているた
め、マークとして専有するウェハ上のスペースが小さく
てよいことになる。
（実施例）
第２図は本発明の実施例による方法を適用するのに好適
な投影型露光装置の構成を示す図である。
な投影型露光装置の構成を示す図である。
第２図において、レチクルホルダー１に保持されたレチ
クルＲには回路パターン以外にアライメント用のマーク
ＲＭが形成されている。レチクルＲの回路パターンとマ
ークＲＭとは、両側テレセンドリンクな投影レンズ２を
介してウェハＷ上に結像可能である。ウェハＷ上にはマ
ークＲＭとアライメントされる回折格子状のマークＷＭ
が形成されている。このウェハＷは２次元移動するステ
ージ３上に保持され、モータ４と送りネジ５とによって
移動する。ステージ３の座標位置は、レーザー光波干渉
測長器（以下干渉計とする）６によって計測される。干
渉計６はステージ３に固定された移動鏡７にレーザービ
ーム８を照射し、その反射ビームと基準鏡（不図示）に
照射したレーザービームの反射ビームとを干渉させて、
ステージ３の位置変化に応じた測長信号（パルス信号）
を出力する。さて本実施例の露光装置は２つのアライメ
ント系を備えており、１つはＴ Ｔ Ｌ −Ｏｎ −Ａ
ｘｉｓ方式であり、もう１つはＴＴＬ−Ｏｆ ｆ −Ａ
ｘｉｓ方式である。 Ｔ Ｔ Ｌ −Ｏｎ −Ａｘｉｓ
方式とはレチクルＲ上のマークＲＭとウェハＷ上のマー
クＷＭとを投影レンズ２を介在として同時に検出し、レ
チクルＲとウェハＷの位置ずれを直接検出するものであ
り、ＴＴＬ−Ｏｆ ｆ−Ａｘｉｓ方式とは投影レンズ２
を介してウェハＷ上のマークのみを検出してウェハＷの
装置に対する位置ずれを検出するもである。ＴＴＬ−Ｏ
ｎ−Ａｘｉｓ方式のアライメント系は、露光光とほぼ同
一の波長のレーザー光を発振するレーザー光源１０、ビ
ームエクスパンダ１１、ミラー１２、ビームスキャナー
１３、ハーフミラ−１４、対物レンズ１５、ミラー１６
により構成されるレーザー光送光系と、空間フィルター
１７、集光レンズ１８、光電センサー１９により構成さ
れる受光系とによって構成される。
クルＲには回路パターン以外にアライメント用のマーク
ＲＭが形成されている。レチクルＲの回路パターンとマ
ークＲＭとは、両側テレセンドリンクな投影レンズ２を
介してウェハＷ上に結像可能である。ウェハＷ上にはマ
ークＲＭとアライメントされる回折格子状のマークＷＭ
が形成されている。このウェハＷは２次元移動するステ
ージ３上に保持され、モータ４と送りネジ５とによって
移動する。ステージ３の座標位置は、レーザー光波干渉
測長器（以下干渉計とする）６によって計測される。干
渉計６はステージ３に固定された移動鏡７にレーザービ
ーム８を照射し、その反射ビームと基準鏡（不図示）に
照射したレーザービームの反射ビームとを干渉させて、
ステージ３の位置変化に応じた測長信号（パルス信号）
を出力する。さて本実施例の露光装置は２つのアライメ
ント系を備えており、１つはＴ Ｔ Ｌ −Ｏｎ −Ａ
ｘｉｓ方式であり、もう１つはＴＴＬ−Ｏｆ ｆ −Ａ
ｘｉｓ方式である。 Ｔ Ｔ Ｌ −Ｏｎ −Ａｘｉｓ
方式とはレチクルＲ上のマークＲＭとウェハＷ上のマー
クＷＭとを投影レンズ２を介在として同時に検出し、レ
チクルＲとウェハＷの位置ずれを直接検出するものであ
り、ＴＴＬ−Ｏｆ ｆ−Ａｘｉｓ方式とは投影レンズ２
を介してウェハＷ上のマークのみを検出してウェハＷの
装置に対する位置ずれを検出するもである。ＴＴＬ−Ｏ
ｎ−Ａｘｉｓ方式のアライメント系は、露光光とほぼ同
一の波長のレーザー光を発振するレーザー光源１０、ビ
ームエクスパンダ１１、ミラー１２、ビームスキャナー
１３、ハーフミラ−１４、対物レンズ１５、ミラー１６
により構成されるレーザー光送光系と、空間フィルター
１７、集光レンズ１８、光電センサー１９により構成さ
れる受光系とによって構成される。
ビームスキャナー１３にはシリンドリカルレンズと振動
ミラーとが含まれ、対物レンズ１５によってレチクルＲ
に結像された帯状のスポット光を走査する。このスポッ
ト光は投影レンズ２によってウェハＷ上にも結像される
。スポット光の走査によりマークＲＭから生じた散乱光
はミラー１６、対物レンズ１５、ハーフミラ−１４を介
して空間フィルターに入射する。空間フィルター１７は
正反射光をカントして散乱光を透過するような窓を有し
、透過した散乱光は光電センサー１９により光量として
受光される。またスポット光のウェハＷ上での走査によ
りマークＷＭから生じた回折光は投影レンズ２、レチク
ルＲの透明部、ミラー１６、対物レンズ１５、ハーフミ
ラ−１４を介して光電検出される。その回折光を検出す
る受光系は第２図には示してはいないが、空間フィルタ
ー１７、レンズ１８、及び光電センサー１９と同等の構
成である。ただし空間フィルターは散乱光検出用のもの
とは異なる形状の窓を有し、回折光を効率よく抽出でき
るように定められている。従ってレチクルＲのマークＲ
ＭとウェハＷのマークＷＭ（回折格子）とは光学的に分
離して検出され、別々の光電信号として取り出される。
ミラーとが含まれ、対物レンズ１５によってレチクルＲ
に結像された帯状のスポット光を走査する。このスポッ
ト光は投影レンズ２によってウェハＷ上にも結像される
。スポット光の走査によりマークＲＭから生じた散乱光
はミラー１６、対物レンズ１５、ハーフミラ−１４を介
して空間フィルターに入射する。空間フィルター１７は
正反射光をカントして散乱光を透過するような窓を有し
、透過した散乱光は光電センサー１９により光量として
受光される。またスポット光のウェハＷ上での走査によ
りマークＷＭから生じた回折光は投影レンズ２、レチク
ルＲの透明部、ミラー１６、対物レンズ１５、ハーフミ
ラ−１４を介して光電検出される。その回折光を検出す
る受光系は第２図には示してはいないが、空間フィルタ
ー１７、レンズ１８、及び光電センサー１９と同等の構
成である。ただし空間フィルターは散乱光検出用のもの
とは異なる形状の窓を有し、回折光を効率よく抽出でき
るように定められている。従ってレチクルＲのマークＲ
ＭとウェハＷのマークＷＭ（回折格子）とは光学的に分
離して検出され、別々の光電信号として取り出される。
一方、ＴＴＬ−Ｏｆ ｆ−Ａｘｉｓ方式のアライメント
系は、露光光とは異なり、レジストを感光させにくい波
長のレーザー光を発振するレーザー光ａ２Ｏ、ビームエ
クスパンダ２１、シリンドリカルレンズ２２、ハーフミ
ラ−２３、対’１Ｍレンズ２４及びミラー２５を有する
送光系と、空間フィルター２６、集光レンズ２７及び光
電センサー２８を有する受光系とで構成される。このア
ライメント系はミラー２５に介してレチクルＲと投影レ
ンズ２との間からレーザー光をウェハＷ上に照射するも
のである。ウェハＷ上にはシリンドリカルレンズ２２の
働きで帯状のスポット光が結像する。
系は、露光光とは異なり、レジストを感光させにくい波
長のレーザー光を発振するレーザー光ａ２Ｏ、ビームエ
クスパンダ２１、シリンドリカルレンズ２２、ハーフミ
ラ−２３、対’１Ｍレンズ２４及びミラー２５を有する
送光系と、空間フィルター２６、集光レンズ２７及び光
電センサー２８を有する受光系とで構成される。このア
ライメント系はミラー２５に介してレチクルＲと投影レ
ンズ２との間からレーザー光をウェハＷ上に照射するも
のである。ウェハＷ上にはシリンドリカルレンズ２２の
働きで帯状のスポット光が結像する。
このスポット光は投影レンズ２の投影視野内で静止して
おり、ウェハＷ上の回折格子状のマークＷＭを検出する
場合は、ステージ３が移動する。マークＷＭからの回折
光は投影レンズ２、ミラー２５、対物レンズ２４、ハー
フミラ−２３、空間フィルター２６、集光レンズ２７を
介して光電センサー２８により検出される。光電センサ
ー２８からの光電信号は干渉計８からのパルス信号に応
答してサンプリングされ、信号波形としてデジタルメモ
リに記憶される。そしてその信号波形に基づいてウェハ
Ｗの位置が検出される。
おり、ウェハＷ上の回折格子状のマークＷＭを検出する
場合は、ステージ３が移動する。マークＷＭからの回折
光は投影レンズ２、ミラー２５、対物レンズ２４、ハー
フミラ−２３、空間フィルター２６、集光レンズ２７を
介して光電センサー２８により検出される。光電センサ
ー２８からの光電信号は干渉計８からのパルス信号に応
答してサンプリングされ、信号波形としてデジタルメモ
リに記憶される。そしてその信号波形に基づいてウェハ
Ｗの位置が検出される。
さて第１図はＴＴＬ−Ｏｎ−Ａｘｉｓ方弐のアライメン
トに使われるレチクルＲのマークＲＭとウェハＷのマー
クＷＭとの関係を示す平面図であり、ここにはレーザー
光源１０からのレーザー光によるスポットＳＰｘ、ＳＰ
ｙも示されている。ビームスキャナー１３はスポット光
ＳＰｘとＳＰｘのうちいずれか一方を走査するものであ
る。スポット光ＳＰｘはＸ方向に伸びたシート状であり
、このスポット光ＳＰｘはＸ方向にレチクルＲの窓状の
マークＲＭを横切るように走査される。スポット光ＳＰ
ｙはＸ方向に伸びたシート状であり、マークＲＭをＸ方
向に横切るように走査される。スポット光ＳＰｘとＳＰ
ｙはイメージローテータ等により切り替えて作られるた
め、同時には走査されない。ウェハＷ上のマークＷＭは
回折格子を形成する正方形の格子要素がほぼ正方形の枠
状に規則的に配列したものである。本実施例の回折格子
はＸ方向に伸びた２本と、Ｘ方向に伸びた２本との計４
本で構成され、各回折格子の交点部に位置する格子要素
ＥＩ、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４はＸ方向用とＸ方向用とで共用
される。１本の回折格子の幅はスポット光ｓｐｘ、又は
５ＰｙＯ幅とほぼ等しく定められ、回折格子の長さくＬ
ｘ又はＬｙ）はスポット光ＳＰｘ、ＳＰｙの長さと同程
度かそれ以上に定められている。例えば第１図において
スポット光ＳＰｘがＸ方向に走査されると、レチクルＲ
のマークＲＭのＸ方向に伸びたエツジ（ガラス面とクロ
ム層との段差部）から散乱光が発生する。またスポット
光ＳＰｘがウェハＷ上のマークＷＭのうちＸ方向に伸び
た回折格子を照射すると、Ｘ方向に広がった分布で回折
光が発生するとともに、わずかではあるがＸ方向に広が
った分布の散乱光も発生する。このためＴＴＬ−Ｏｎ−
Ａｘｉｓ方式のアライメント系のうち散乱光を受光する
光電センサー１９は、第３図（ａ）に示すような光電信
号ＩＦＩを出力する。第３図（ａ）において横軸はスポ
ット光ＳＰｘの走査位置を表わし、縦軸は光電信号ＩＲ
の大きさを表わす。同図中、波形上のビークＰ１とＰ！
はマークＲＭのＸ方向に伸びたエツジ部分に対応し、ビ
ークＰｔ 、ＰｓはマークＷＭのＸ方向に平行に伸びて
、Ｘ方向に間隔Ｌｘで形成された２本の回折格子に対応
している。
トに使われるレチクルＲのマークＲＭとウェハＷのマー
クＷＭとの関係を示す平面図であり、ここにはレーザー
光源１０からのレーザー光によるスポットＳＰｘ、ＳＰ
ｙも示されている。ビームスキャナー１３はスポット光
ＳＰｘとＳＰｘのうちいずれか一方を走査するものであ
る。スポット光ＳＰｘはＸ方向に伸びたシート状であり
、このスポット光ＳＰｘはＸ方向にレチクルＲの窓状の
マークＲＭを横切るように走査される。スポット光ＳＰ
ｙはＸ方向に伸びたシート状であり、マークＲＭをＸ方
向に横切るように走査される。スポット光ＳＰｘとＳＰ
ｙはイメージローテータ等により切り替えて作られるた
め、同時には走査されない。ウェハＷ上のマークＷＭは
回折格子を形成する正方形の格子要素がほぼ正方形の枠
状に規則的に配列したものである。本実施例の回折格子
はＸ方向に伸びた２本と、Ｘ方向に伸びた２本との計４
本で構成され、各回折格子の交点部に位置する格子要素
ＥＩ、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４はＸ方向用とＸ方向用とで共用
される。１本の回折格子の幅はスポット光ｓｐｘ、又は
５ＰｙＯ幅とほぼ等しく定められ、回折格子の長さくＬ
ｘ又はＬｙ）はスポット光ＳＰｘ、ＳＰｙの長さと同程
度かそれ以上に定められている。例えば第１図において
スポット光ＳＰｘがＸ方向に走査されると、レチクルＲ
のマークＲＭのＸ方向に伸びたエツジ（ガラス面とクロ
ム層との段差部）から散乱光が発生する。またスポット
光ＳＰｘがウェハＷ上のマークＷＭのうちＸ方向に伸び
た回折格子を照射すると、Ｘ方向に広がった分布で回折
光が発生するとともに、わずかではあるがＸ方向に広が
った分布の散乱光も発生する。このためＴＴＬ−Ｏｎ−
Ａｘｉｓ方式のアライメント系のうち散乱光を受光する
光電センサー１９は、第３図（ａ）に示すような光電信
号ＩＦＩを出力する。第３図（ａ）において横軸はスポ
ット光ＳＰｘの走査位置を表わし、縦軸は光電信号ＩＲ
の大きさを表わす。同図中、波形上のビークＰ１とＰ！
はマークＲＭのＸ方向に伸びたエツジ部分に対応し、ビ
ークＰｔ 、ＰｓはマークＷＭのＸ方向に平行に伸びて
、Ｘ方向に間隔Ｌｘで形成された２本の回折格子に対応
している。
また回折光を受光する光電センサーは第３図（ｂ）に示
すような光電信号ＩＷを出力する。同図中、波形上のビ
ークＰｓ、Ｐｉ、はＸ方向に伸びた２本の回折格子から
の回折光に対応している。実際のマーク検出動作におい
ては、光電信号ＩＲに基づいてビークＰ１とＰ４の各走
査位置の中点座標Ｘｒを求め、光電信号ＸＷに基づいて
ビークＰ、とＰ６の各走査信号の中点座標ＸＷを求め、
その差（Ｘ ｒ−Ｘｗ）を位置ずれ量ΔＸとして検出す
る。Ｘ方向の位置ずれ検出についても同様である。
すような光電信号ＩＷを出力する。同図中、波形上のビ
ークＰｓ、Ｐｉ、はＸ方向に伸びた２本の回折格子から
の回折光に対応している。実際のマーク検出動作におい
ては、光電信号ＩＲに基づいてビークＰ１とＰ４の各走
査位置の中点座標Ｘｒを求め、光電信号ＸＷに基づいて
ビークＰ、とＰ６の各走査信号の中点座標ＸＷを求め、
その差（Ｘ ｒ−Ｘｗ）を位置ずれ量ΔＸとして検出す
る。Ｘ方向の位置ずれ検出についても同様である。
通常、ウェハＷ上にはレジスト層が１〜２μｍ程度の厚
さで形成されているため、光電信号ＩＷ中のビークＰ５
、Ｐ６０波形は歪みを受けることがある。この波形歪み
はマークＷＭの位置検出精度を劣化される原因となる。
さで形成されているため、光電信号ＩＷ中のビークＰ５
、Ｐ６０波形は歪みを受けることがある。この波形歪み
はマークＷＭの位置検出精度を劣化される原因となる。
第４図は第１図に示したマークＷＭのＸ方向の断面構造
を示す。第４図（ａ）のようにマークＷＭの各格子要素
が凸部で形成され、その上にレジストＦｉＰＲが形成さ
れる場合、マークＷＭの段差付近ではレジスト層ＰＲの
厚みが不均一になる。このためレジスト層での光学的な
特性（屈折率、反射率等）が変化し、干渉現象等が発生
して、第４図（ｂ）に示すように光電信号ＩＷのピーク
波形Ｐｓ、Ｐ、が本来のマーク位置からΔＳｌ、ΔＳ２
だけシフトして発生することがある。この場合、ΔＳＩ
、又はΔＳ８に相当するずれ量はそのままアライメン
ト誤差として残存してしまう。このシフト量ΔＳＩ、Δ
Ｓ２の発生はレジス）層ＰＲの厚みむら以外の要因によ
っても起り、発生方向はランダムになる可能性が高い。
を示す。第４図（ａ）のようにマークＷＭの各格子要素
が凸部で形成され、その上にレジストＦｉＰＲが形成さ
れる場合、マークＷＭの段差付近ではレジスト層ＰＲの
厚みが不均一になる。このためレジスト層での光学的な
特性（屈折率、反射率等）が変化し、干渉現象等が発生
して、第４図（ｂ）に示すように光電信号ＩＷのピーク
波形Ｐｓ、Ｐ、が本来のマーク位置からΔＳｌ、ΔＳ２
だけシフトして発生することがある。この場合、ΔＳＩ
、又はΔＳ８に相当するずれ量はそのままアライメン
ト誤差として残存してしまう。このシフト量ΔＳＩ、Δ
Ｓ２の発生はレジス）層ＰＲの厚みむら以外の要因によ
っても起り、発生方向はランダムになる可能性が高い。
そこで本発明の第２の実施例として、ウェノＸＷ上のマ
ークＷＭの平面形状を第５図に示すようにＸ方向用に３
本、Ｘ方向用に３本の回折格子を田の字状に組み合わせ
、４隅の要素Ｅ Ｉ”” Ｅ ４以外に、交点部に位置
する要素Ｅ、 、Ｅ、 、Ｅ、 、Ｅ６、Ｅ、をＸ方向
用とＸ方向用とに共用する。
ークＷＭの平面形状を第５図に示すようにＸ方向用に３
本、Ｘ方向用に３本の回折格子を田の字状に組み合わせ
、４隅の要素Ｅ Ｉ”” Ｅ ４以外に、交点部に位置
する要素Ｅ、 、Ｅ、 、Ｅ、 、Ｅ６、Ｅ、をＸ方向
用とＸ方向用とに共用する。
このようなマークＷＭの場合、スポット光ＳＰＸにより
Ｘ方向の走査を行なうと、要素Ｅ、 、 Ｅ８、Ｅ、を
含む回折格子、要素ＥＳ 、Ｅ、、Ｅ？を含む回折格子
及び要素Ｅ２、Ｅ９、Ｅ４を含む回折格子の夫々から強
い回折光が発生する。このときの光電信号Ｉ Ｗの波形
には第６図に示すように３つのビークｒ’、 、Ｐ、
、Ｐ？が生じる。例えばＸ方向に並んだ３本の回折格子
が同じ間隔で形成されているとすると、ビークＰ、の位
ｉＸａ、ビークＰ７の位置Ｘｂ、及びビークＰ、の位ｉ
ＸＣの各値を求め、この３つの値の加算平均値（Ｘａ＋
Ｘｂ＋Ｘｃ）／３を求ると、マークＷＭの中心位置が検
出できる。この場合、回折格子を複数本にして加算平均
を用いるため、ランダムに生じる波形上のシフト量に起
因したアライメント誤差は平均化効果により小さくなる
。
Ｘ方向の走査を行なうと、要素Ｅ、 、 Ｅ８、Ｅ、を
含む回折格子、要素ＥＳ 、Ｅ、、Ｅ？を含む回折格子
及び要素Ｅ２、Ｅ９、Ｅ４を含む回折格子の夫々から強
い回折光が発生する。このときの光電信号Ｉ Ｗの波形
には第６図に示すように３つのビークｒ’、 、Ｐ、
、Ｐ？が生じる。例えばＸ方向に並んだ３本の回折格子
が同じ間隔で形成されているとすると、ビークＰ、の位
ｉＸａ、ビークＰ７の位置Ｘｂ、及びビークＰ、の位ｉ
ＸＣの各値を求め、この３つの値の加算平均値（Ｘａ＋
Ｘｂ＋Ｘｃ）／３を求ると、マークＷＭの中心位置が検
出できる。この場合、回折格子を複数本にして加算平均
を用いるため、ランダムに生じる波形上のシフト量に起
因したアライメント誤差は平均化効果により小さくなる
。
さて第７図は本発明の第３図の実施例によるマークＷＭ
の平面形状を表わし、本実施例では正方形の格子要素を
Ｘ方向とＸ方向とに関して一定のピッチで密に配列した
２次元回折格子とする。この場合、回折格子の各要素の
夫々は全て２次元回折格子のＸ方向用とＸ方向用とに共
用されている。
の平面形状を表わし、本実施例では正方形の格子要素を
Ｘ方向とＸ方向とに関して一定のピッチで密に配列した
２次元回折格子とする。この場合、回折格子の各要素の
夫々は全て２次元回折格子のＸ方向用とＸ方向用とに共
用されている。
第８図は第７図のＸ方向の部分断面を示し、このような
マークＷＭ上にレジスト層ＰＲが形成されると、マーク
ＷＭのＸ方向の両脇に位置する回折格子ＥＬ、ＥＲの周
辺においてはレジストＮＰＲの厚みむらが顕著に現われ
る。ところが回折格子ＥＬ、ＥＲの内側に位置する回折
格子群の周辺においてはレジスト層ＰＲの厚みむらは極
めて少なくなり、レジストＪｉＰＲの表面も平坦化され
る。
マークＷＭ上にレジスト層ＰＲが形成されると、マーク
ＷＭのＸ方向の両脇に位置する回折格子ＥＬ、ＥＲの周
辺においてはレジストＮＰＲの厚みむらが顕著に現われ
る。ところが回折格子ＥＬ、ＥＲの内側に位置する回折
格子群の周辺においてはレジスト層ＰＲの厚みむらは極
めて少なくなり、レジストＪｉＰＲの表面も平坦化され
る。
このマークＷＭをスポット光ＳＰｘでＸ方向に走査する
と、光電信号ＩＷにはＸ方向に関して６つのピーク波形
が現われる。そこで回折格子ＥＬ、ＥＲに対応した両脇
のピーク波形はマーク位置検出の処理には使わずに無視
し、内側にある４つのピーク波形に基づいて、加算平均
等の演算を用いてマーク位置検出を行なうようにする。
と、光電信号ＩＷにはＸ方向に関して６つのピーク波形
が現われる。そこで回折格子ＥＬ、ＥＲに対応した両脇
のピーク波形はマーク位置検出の処理には使わずに無視
し、内側にある４つのピーク波形に基づいて、加算平均
等の演算を用いてマーク位置検出を行なうようにする。
このようにすると、レジストｉＰＲの厚みむらが少な（
なるため両脇をのぞいた複数の回折格子の夫々で生じる
シフト量も少な（なる。さらに複数の回折格子による平
均化効果も得られるためランダムに発生する検出誤差も
総合的には小さくなるといった利点も得られる。
なるため両脇をのぞいた複数の回折格子の夫々で生じる
シフト量も少な（なる。さらに複数の回折格子による平
均化効果も得られるためランダムに発生する検出誤差も
総合的には小さくなるといった利点も得られる。
尚、第７図、第８図に示した回折格子群において格子要
素は正方形とし、格子要素と格子要素との間の間隔も要
素の寸法と同じにしである。このためスポット光ＳＰｘ
（又は５Ｐｙ）の走査方向の幅は格子要素の走査方向
の寸法とほぼ等しくしておくことが望ましい。またＴＴ
Ｌ−Ｏｆ ｆ −Ａｘｉｓ方式のレーザースポット光に
よるマークＷＭの検出も同様に実施できる。この場合、
ＴＴＬ−Ｏｎ−Ａｘｉｓ方式のスポット光ＳＰｘ、ｓｐ
ｙとＴＴＬ−Ｏｆ ｆ−Ａｘｉｓ方式のスポット光とを
ウェハ上で同一の形状にしてお（と、ウェハ上の同じマ
ーク（回折格子）をそれぞれのスポット光で検出できる
ため、０ｎ−Ａｘｉｓ用とＯｆｆ −ＡｘｉＳ用とで別
々のマークを設けておく必要がないといった利点がある
。また第１図に示したマークＷＭは、Ｘ方向用とＸ方向
用との各２本の回折格子を井桁状に組んだ形にしてもよ
い。
素は正方形とし、格子要素と格子要素との間の間隔も要
素の寸法と同じにしである。このためスポット光ＳＰｘ
（又は５Ｐｙ）の走査方向の幅は格子要素の走査方向
の寸法とほぼ等しくしておくことが望ましい。またＴＴ
Ｌ−Ｏｆ ｆ −Ａｘｉｓ方式のレーザースポット光に
よるマークＷＭの検出も同様に実施できる。この場合、
ＴＴＬ−Ｏｎ−Ａｘｉｓ方式のスポット光ＳＰｘ、ｓｐ
ｙとＴＴＬ−Ｏｆ ｆ−Ａｘｉｓ方式のスポット光とを
ウェハ上で同一の形状にしてお（と、ウェハ上の同じマ
ーク（回折格子）をそれぞれのスポット光で検出できる
ため、０ｎ−Ａｘｉｓ用とＯｆｆ −ＡｘｉＳ用とで別
々のマークを設けておく必要がないといった利点がある
。また第１図に示したマークＷＭは、Ｘ方向用とＸ方向
用との各２本の回折格子を井桁状に組んだ形にしてもよ
い。
（発明の効果）
以上本発明によれば、小さな専存面積で２次元的なアラ
イメントマークが形成できるため、ウェハ等の基板上の
チップとチップとの間のストリートライン（スクライブ
ライン）中にマークを設けても、ストリートラインの幅
がそれ程大きくならないといった利点がある。
イメントマークが形成できるため、ウェハ等の基板上の
チップとチップとの間のストリートライン（スクライブ
ライン）中にマークを設けても、ストリートラインの幅
がそれ程大きくならないといった利点がある。
第１図は本発明の第１の実施例によるアライメントマー
クの形状を示す平面図、第２図は本発明の方法を適用す
るのに好適な露光装置の構成を示す図、第３図は光電信
号榛波形図、第４図はレジスト層の影響を受げた光電信
号の波形図、第５図は本発明の第２の実施例によるアラ
イメントマークの形状を示す平面図、第６図は第５図の
マークを検出したときの光電信号の波形図、第７図は第
３の実施例によるアライメントマークの形状を示す平面
図、第８図は第７図のマークの断面構造を示す断面図で
ある。 （主要部分の符号の説明） Ｗ・・・・・・ウェハ ＷＭ・・・アライメントマーク
クの形状を示す平面図、第２図は本発明の方法を適用す
るのに好適な露光装置の構成を示す図、第３図は光電信
号榛波形図、第４図はレジスト層の影響を受げた光電信
号の波形図、第５図は本発明の第２の実施例によるアラ
イメントマークの形状を示す平面図、第６図は第５図の
マークを検出したときの光電信号の波形図、第７図は第
３の実施例によるアライメントマークの形状を示す平面
図、第８図は第７図のマークの断面構造を示す断面図で
ある。 （主要部分の符号の説明） Ｗ・・・・・・ウェハ ＷＭ・・・アライメントマーク
Claims (3)
- （１）表面に微少量の凸部、又は凹部よりなる要素を規
則的に配列した回折格子が形成された基板をアライメン
トする方法において、前記回折格子は第１の方向に平行
に伸びて複数本が形成されるととも、該第１の方向と交
差する第２の方向に平行に伸びて複数本が形成され、前
記第１方向の回折格子と前記第２方向の回折格子との少
なくとも交差部においては前記要素が共通になるように
配置され、前記第１方向の複数の回折格子の夫々と前記
第２方向の複数の回折格子の夫々とを光ビームにより相
対的に走査し、各回折格子からの回折光を光電検出する
ことによって、前記基板の２次元的なアライメントを行
うことを特徴とするアライメント方法。 - （２）前記回折格子の要素は、前記第１方向と第２方向
との夫々に所定のピッチで２次元的に配列されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 - （３）前記第１方向もしくは第２方向に平行に配列され
た回折格子は３本以上であり、該回折格子群のうち少な
くとも両端に位置する回折格子からの回折光は前記アラ
イメントの際に無視することを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217577A JPH0810126B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | アライメント方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217577A JPH0810126B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | アライメント方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9844495A Division JP2674561B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | アライメント方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6371603A true JPS6371603A (ja) | 1988-04-01 |
| JPH0810126B2 JPH0810126B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=16706458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61217577A Expired - Fee Related JPH0810126B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | アライメント方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810126B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0275903A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-15 | Fujitsu Ltd | 二次元位置検出方法 |
| JP2006179929A (ja) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | ２次元位置合わせ測定構成及び２次元位置合わせ測定方法を有したリソグラフィ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5725127A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Battery disconnection warning device |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61217577A patent/JPH0810126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5725127A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Battery disconnection warning device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0275903A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-15 | Fujitsu Ltd | 二次元位置検出方法 |
| US4998823A (en) * | 1988-09-12 | 1991-03-12 | Fujitsu Limited | Two-dimensional position detecting method and apparatus |
| JP2006179929A (ja) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | ２次元位置合わせ測定構成及び２次元位置合わせ測定方法を有したリソグラフィ装置 |
| JP2009105433A (ja) * | 2004-12-23 | 2009-05-14 | Asml Netherlands Bv | ２次元位置合わせ測定構成及び２次元位置合わせ測定方法を有したリソグラフィ装置 |
| EP1674937A3 (en) * | 2004-12-23 | 2009-09-30 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus with two-dimensional alignment measurement arrangement and two-dimensional alignment measurement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0810126B2 (ja) | 1996-01-31 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |